工廠供電課程設計團結求實博學創新目錄TOC\o"1-5"\h\z一、車間的負荷計算及無功功率補償 1二、車間的負荷計算及無功功率補償 3三、車間變電所的所址和型式 7四、確定車間變電所主變壓器型式、容量及主接線方案 8五、短路計算，并選擇一次設備 9六、電源進線的選擇 13七、繼電保護 15參考文獻 16設計基本資料1、車間的負荷計算1）車間設備組表1-2冷鐓車間設備組2的負荷計算表設備代號臺數單臺容量kw總容量kw需要系數Kdcos①tan①計算負荷P3kw。30/kvarVA卜/45橋式吊車218.737.446梁式吊車18.28.2小計表1-1冷鐓車間設備組1的負荷計算表設備代號設備名稱型號臺數單臺容量kw總容量kw需要系數Kdcosgtang計算負荷P30/kwQ30/kvarS30/kV-A/30/A1冷徽機Z47-1216314962冷鍛機GB-3155553冷鐓機A164128284冷鐓機A124128285冷鍛機A123220406冷鐓機A163120207冷鐓機A169110108冷鐓機Z47-67151059冷鐓機82BA1111110冷鐓機A12124.79.411冷徽機A12023612切邊機A2332204013切切機A2321141414壓力機60t1101015壓力機40t17716切邊機A231472817切邊機A23014.54.518切邊機（自制）13319搓絲機GWB162102020搓絲機1141421搓絲機A25317722搓絲機A253472823雙搓機1111124搓絲機GWB6525.51125搓絲機Z25-4133

26銃口機（自制）17727銃口機（自制）15.55.528車床C33613329車床1336M14.54.530臺鉆70.64.231清洗機（自制）4104032包裝機（自制）34.513.533涂油槽134車床C620-117735車床C620-1M17736車床C62017737車床C618K17738銑床X62W17.57.539平面磨床M723017.627.6240牛頭刨床13341立鉆11.51.542砂輪機60.63.643鉗工臺444劃線臺147電葫蘆1.5t12.82.848電葫蘆1.5t11.11.149叉車0.5t250叉車0.5t1合計1147.72）工具、機修車間負荷計算見表1-3：表1-3工具、機修車間的負荷統計表序號車間名稱供電回路代號設備容量kW計算負荷P30(kW)Q30(kvar)S30(kVA)。(A)1工具車間No.1供電回路47No.2供電回路56No.3供電回路42No.4供電回路352機修車間No.5供電回路150小計1804）車間設備總負荷統計見表1-4：表1-4冷鐓車間總的負荷統計表用電單位名稱一設備容量一需要系數cos①tan①計算負荷(kW)Q30(kvar)（限I30(A)設備組1147.7

I設備組II45.6工具車間180機修車間150總計1523.3車間的負荷計算及無功功率補償1、車間的負荷計算設備1.冷鐓機Z47-12：共16臺，單臺容量31kW,總量:=31kWx16=496kW計算負荷：需要系數法：K=0.16?0.2、取0.2cosQ=0.5tanQ=1.73dP=P?K=496x0.2=99.2kW30Q=P?tan①=99.2x1.73=171kvar30 30S=-P0=992=198kV?A30cos①0.5_198 =302AN設備2?44計算過程同上<3x0.38N設備2?44計算過程同上設備45.橋式吊車：斷續,設暫載率￡=2500臺數為兩臺,單臺容量為18.7kWP=P18.7kWP=P/n/=Pj'25。1N\/225N\ /25=PP=2P=2X18.7=37.4kWNeN計算負荷：需要系數法：K=0.1?0.15,取0.15,cos^=0.5tan^=1.73dP=P?K=37.4x0.15=5.61kWQ=P?tan①=5.61x1.73=9.7kvar30P30P5.61=11.2kV?=11.2kV?A30cos①0.5TS11.2I=一30—=^ =17.1A30 J3U <3x0.38N梁式吊車計算過程同上工具車間：NO.1供電回路：設備容量47kW計算負荷：需要系數法：K=0.28?0.32,取0.32,cosQ=0.6tanQ=1.33d

P=P?K=47x0.32=15.04kWQ=P?tan①=15.04x1.33=20kvar30 3030COS①S0.6-^25—=38A<3x0.38I30N=P3030COS①S0.6-^25—=38A<3x0.38I30N機修車間計算工程同上1）車間設備組1負荷計算見表1-1：表1-2冷鐓車間設備組2的負荷計算表設備代號臺數單臺容量kw總容量kw需要系數Kdcos①tan①計算負荷P30/kwQ30/kvarS3。/kVA130/A45橋式吊車218.737.40.150.51.735.169.711.217.146梁式吊車18.28.20.150.51.731.232.12.53.7小計45.60.150.51.736.8411.8313.6820.8表1-1冷鐓車間設備組1的負荷計算表設備代號設備名稱型號臺數單臺容量kw總容量kw需要系數KdCOS0tan0計算負荷P30/kwQ30/kvarS30/kVA130/A1冷鐓機Z47-1216314960.20.51.7399.21711983022冷鍛機GB-3155550.20.51.73111922333冷鐓機A164128280.20.51.735.69.711.2174冷鐓機A124128280.20.51.735.69.711.2175冷鍛機A123220400.20.51.73813.81624.36冷鐓機A163120200.20.51.7346.9812.27冷鐓機A169110100.20.51.7323.4546.18冷鐓機Z47-67151050.20.51.732136.34263.89冷鐓機82BA111110.20.51.732.23.84.46.710冷鐓機A12124.79.40.20.51.731.843.183.685.611冷鍛機A1202360.20.51.731.22.12.43.712切邊機A233220400.20.51.73813.81624.313切切機A232114140.20.51.732.84.85.68.514壓力機60t110100.20.51.7323.4546.115壓力機40t1770.20.51.731.42.42.84.316切邊機A23147280.20.51.735.69.711.21717切邊機A23014.54.50.20.51.730.91.561.82.75

18切邊機（自制）1330.20.51.730.61.031.21.819搓絲機GWB16210200.20.51.7346.9812.220搓絲機114140.20.51.732.84.855.68.5621搓絲機A2531770.20.51.731.42.42.84.322搓絲機A25347280.20.51.735.69.711.21723雙搓機111110.20.51.732.23.84.46.724搓絲機GWB6525.5110.20.51.732.23.84.46.725搓絲機Z25-41330.20.51.730.61.031.21.826銃口機（自制）1770.20.51.731.42.42.84.327銃口機（自制）15.55.50.20.51.731.11.92.23.328車床C3361330.20.51.730.61.031.21.829車床1336M14.54.50.20.51.730.91.561.82.7530臺鉆70.64.20.20.51.730.841.451.682.5731清洗機（自制）410400.20.51.73813.81624.332包裝機（自制）34.513.50.20.51.732.74.675.48.2533涂油槽134車床C620-11770.20.51.731.42.42.84.335車床C620-1M1770.20.51.731.42.42.84.336車床C6201770.20.51.731.42.42.84.337車床C618K1770.20.51.731.42.42.84.338銃床X62W17.57.50.20.51.731.52.634.639平面磨床M723017.627.620.20.51.731.62.73.24.840牛頭刨床1330.20.51.730.61.031.21.841立鉆11.51.50.20.51.730.30.560.60.942砂輪機60.63.60.20.51.730.721.251.442.243鉗工臺444劃線臺147電葫蘆1.5t12.82.80.20.51.730.560.971.121.748電葫蘆1.5t11.11.10.20.51.730.220.380.440.6749叉車0.5t250叉車0.5t1合計1147.70.20.51.732303984607002）車間設備組2負荷計算見表1-2：3）工具、機修車間負荷計算見表1-3：表1-3工具、機修車間的負荷統計表序號車間名稱供電回路代號設備容量kW計算負荷P30(kW)Q30(kvar)S30(kVA)I30(A)1工具車間No.1供電回路4714.116.521.732.9No.2供電回路5616.819.725.939.4No.3供電回路4212.614.7 19.429.5No.4供電回路3510.512.3 16.224.62機修車No.5供電15037.543.957.787.7間回路小計1805463.283.2126.44)車間設備總負荷統計見表1-4：表1-4冷鐓車間總的負荷統計表用電單位名稱一設備容量需要系數cos①tan①計算負荷P30(kW)Q30(kvar)S30(kVA)130(A)設備組I1147.70.20.51.73230398460700設備組II45.60.150.51.736.8411.8313.6820.8工具車間1800.320.61.3357.676.696145.86機修車間1500.250.61.3337.549.8862.595總計1523.3331.94536.31632.18961.66取K工p=0.90K工q=0.95298.75509.5590.63897.372、無功功率補償1)補償前的變壓器低壓側的視在計算負荷為:S30(1)=、,-'(298.75)2+(509.5)2=590.63kVA這時變電所低壓側的功率因數為：cos⑺=298.75/590.63=0.51(2)2)無功補償容量按規定，變電所高壓側的cos?,9，考慮到變壓器本身的無功功率損耗AQT遠大于其有功功率損耗APT，一般AQT=(4~5)APT，因此在變壓器低壓側進行無功補償時，低壓側補償后的功率因數應略高于0.90，這里取cos'=0.92。要使低壓側功率因數由0.51提高到0.92,低壓側需裝設的并聯電容器容量為：cos'=0.92Qc=298.75x[tan(arccos0.51)-tan(arccos0.92)]kvar=377kvar取Q=378kvar~c選定容器型號：BCMJ0.4-40-3,n=Q=還=9.45選12個q403)補償后變電所低壓側的視在計算負荷為：S30(2)=、；(298.75)2+(509.5-480)2kVA=300.20kVA變壓器的功率損耗為：APTM.01S30(2)=0.01x300.20kVA=3.00kWAQTM.05S30(2)=0.05x300.20kVA=15.01kvar變電所高壓側的計算負荷為P30(1)=300.20kW+3.00kW=303.2kWQ30⑴’=(509.5-480)kvar+15.01kvar=44.51kvarS30(1)'=*'(303.2)2+(44.51)2=306.4kVA補償后工廠的功率因數為cos'=P30⑴’..S30(1)1=303.2.306.4=0.984)車間變電所負荷計算見表1-5：表1-5車間變電所負荷計算表序號車間名稱需要系數設備容量kW計算負荷P30(kW)Q30(kvar)S30(kVA)I30(A)1設備組10.21147.72303984607002設備組20.1545.66.8411.8313.6820.83工具車間18057.676.696145.864機修車間15037.549.8862.595總計1523.3298.75509.5590.63897.37380V側補償前負荷3298.75509.5590.63897.37380V側無功補償容量480380V側補償后負荷298.75131.5300.20496變壓器功率損耗3.2616.3210kV側負荷總計329.67147.8236120二、車間變電所的所址和型式錯誤！未找到引用源。變電所的位置選擇原則：錯誤！未找到引用源。應盡可能接近負荷中心，以降低配電系統的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量。錯誤！未找到引用源。考慮電源的進線方向，偏向電源側。錯誤！未找到引用源。進出線方便。錯誤！未找到引用源。不應妨礙企業的發展，要考慮擴建的可能行。錯誤！未找到引用源。設備運輸方便。錯誤！未找到引用源。盡量避開有腐蝕性氣體和污穢的地段，如無法避免，則應位于污源的上風側。錯誤！未找到引用源。變電所屋外配電裝置與其他建筑物、構筑物之間的防火間距符合規定。變電所建筑物、變壓器及屋外配電裝置應與附近的冷卻塔或噴水池之間的距離負荷規定。錯誤！未找到引用源。不應設在地勢低洼和可能積水的場所。錯誤！未找到引用源。高壓配電所應盡量與臨近車間變電所或有大量高壓用電設備的廠房合建在一起。三、確定車間變電所主變壓器型式、容量和數及主接線方案1、確定車間變電所主變壓器型式無功補償后變電所低壓側的視在計算負荷為：300.20kVA裝有兩臺主變壓器的變電所，每臺變壓器的容量s,7應同時滿足以下兩個條件：1)人一臺變壓器單獨運行時，宜滿足總計算負荷s30的大約600。?7000的需要Snt=(0.6?0.7)x300.20=180?2102)任一臺變壓器單獨運行時，應滿足全部一、二級負荷的需要，即Sn,T三S30(+)綜上兩臺變壓器選擇S9——250/10,變壓器參數見表3-1：表3-1變壓器參數表額定容量kVA額定電壓/kV聯結組標號損耗/W空載電流阻抗電壓一次二次空載負載250100.4Yyn056030501.243、變電所主接線方案變電所的主結線，應根據變配電所在供電系統中的地位、進出線回路數、設備特點及負荷性質等條件確定，并應滿足安全、可靠、靈活和經濟等要求。按上面兩種主變壓器的方案可設計主結線方案:FS4-10r-IULIDD10-口？1L—品FS4-10r-IULIDD10-口？1L—品F24-10GNElIQ./EOQ—三啟JZZJ-1O:州*1-*|a1口仙LQJT口RN1-1。S9-250/10二Ie2由220/380V四、短路計算，并選擇一次設備1、短路計算1）確定基準值采用標幺制法進行三相短路計算，基準值取:S=100MVAU=10.5kV,U=0.4kV錯誤！未找到引用源。確定基準值由S=100MV-A,U=10.5kV,U=0.4kV, S， 100MVA=5.5kAI=_d=5.5kAd1、；3Uc1 y3x10.5, S,'100MVA=144kAI=—=d——= = ；=144kAd2v;3Uc2 <3x0.4錯誤！未找到引用源。計算短路電路中各主要元件的電抗標幺值錯誤！未找到引用源。電力系統的電抗標幺值

由表查得5“=500MV?A,因此X=100MV*A=0.20c i 500MV?A錯誤！未找到引用源。電纜線路的電抗標幺值由表3-1查得X0=0.08(Q/km),因此X*=0.08(Q/km)x5kmx100MVA=0.362 (10.5)2錯誤！未找到引用源。電力變壓器的電抗標幺值查表得u泮=4,因此 X*=4x100MV*A=4x100x103A=16k 3100x250kV?A 100x250kV?AX*=X*=164 3繪短路等效電路圖如圖4-1所示，圖上標出各元件的序號和電抗標幺值，并標明短路計算點圖4-1短路等效圖錯誤！未找到引用源。K1點三相短路時的短路電流和容量的計算錯誤！未找到引用源。計算短路回路總阻抗標幺值TOC\o"1-5"\h\zX*=X*+X*=0.2+0.36=0.56K1 1 2錯誤！未找到引用源。三相短路電流周期分量有效值I(3)=1d1V=5^°-=9.82kAK1 /X* 0.56錯誤!K1錯誤!未找到引用源。計算K1短路電流各值I"=I⑶=I⑶=9.82kA8 K1/門=2.5511=2.55x9.82=25kAsh.K1 K1I==1.5111=1.51x9.82=14.83kAsh.K1 K1SdXKSdXK1*_100=0^56=178.57MVA錯誤！未找到引用源。計算K2點三相短路時的短路電流錯誤！未找到引用源。計算短路回路總阻抗標幺值Xr*=Xrj+X*+X/〃X*=0.2+0.36+16c=8.56K2 K1 2 3 4 ;2錯誤！未找到引用源。三相短路電流周期分量有效值IKIK2=1448.56=16-82kA錯誤！未找到引用源。計算K1短路電流各值/,=1.841=1.84X16.82=30.95kAsh.K2 K2I「=1.091=1.09X16.82=18.33kAsh.K2 K2S=SdS=SdSK2y,XK2*1008^56=11.68MVA取S℃的700/計算過程同上計算結果列表4-1：表4-1短路計算結果短路計算點短路計算點三相短路電流（kA）電壓（kV）三相短路容量Sk（MV-A）IKishIhshK19.822514.8310.5178.57K216.8230.9518.330.411.68K38.4621.5712.7710.5153.85 K4———16.6530.6418.150.411.562）一次設備的選擇1、10kV側一次設備的選擇錯誤！未找到引用源。高壓開關柜的選擇高壓開關柜是成套設備，柜內有斷路器、隔離開關、互感器設備等。錯誤！未找到引用源。選擇開關柜的型號GG-1A-J型GG-1A（F）-11型2、一次設備的校驗錯誤！未找到引用源。10kV側一次設備的校驗 裝設地點條件見表4-2：表4-2裝設地點條件選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩定度熱穩定度裝設地點條件參數UNI30IkishLtkima數據10kV19.85A9.82kA25kA96.43錯誤！未找到引用源。高壓斷路器的校驗按裝設地點額定電壓和額定電流選擇斷路器SN10-10n/1000。動穩定校驗：i=80kA>ih=25kA， 滿足要求。熱穩定校驗：1t21=(31.5)2x2=1984.5>Itm=96.43滿足要求。斷流能力校驗：I=31.5kA>I=9.82kA，滿足要求。* K錯誤！未找到引用源。高壓隔離開關按裝設地點額定電壓和額定電流選擇，高壓隔離開關選GN6-10/600-52動穩定校驗：i=52kA>?廣25kA滿足要求熱穩定校驗：I?=202x4=1600>Ijtm=96.43滿足要求錯誤！未找到引用源。高壓熔斷器按裝設地點額定電壓和額定電流選擇，高壓熔斷器選RN1-10O校驗：Ibr=20kA>I卜=14.83kA滿足要求(4)按裝設地點額定電壓和額定電流選擇電流互感器LQJ-10動穩定校驗：i=160x200=32000A=32kA>i卜=25kA滿足要求熱穩定校驗：K=。； (K?I)2=12=(75x0.2)2=225>I?t=96.431N ima滿足要求表4-310kV側一次設備參數表電氣設備名稱型號主要技術參數uN(kV)…)10c（kA）短路電流校驗動穩定度ih(kA)熱穩定度12?tkima高壓斷路器SN10-10n/1000101000314.5801984.5高壓隔離開關GN6-10/600-5210100052高壓熔斷器RN1-10102520電流互感器LQJ-1010200/532225電壓互感器JDZJ-1010/0.1/0.1人/—^/―；=/——kVV343330197

避雷器FS4-1010柜外形尺寸（長X寬X高）1200mmx1200mmx3100mm2）380V側一次設備的選擇表4-4裝設地點條件選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩定度熱穩定度裝設地點條件參數UNI30IkishLtkima數據380V496A16.82kA30.95kA283錯誤！未找到引用源。380側一次設備的校驗錯誤！未找到引用源。低壓斷路器的校驗按裝設地點額定電壓和額定電流選擇低壓斷路器DW15-200。斷流能力校驗：I=20kA>1K=16.82kA滿足要求。按裝設地點額定電壓和額定電流選擇電流互感器LQJ-10動穩定校驗：i=160x300=48000A=48kA>i=30.95kA滿足要求TOC\o"1-5"\h\zmax sh\o"CurrentDocument"熱穩定校驗：K =I,I （K ?I ）2 =12=（75x0.3）2 =506.25>I ?t =2 83--1N im380V側一次設備的參數見表4-5：表4-5380V側一次設備的參數表電氣設備名稱型號主要技術參數Un（V）IN（A）10c（kA）動穩定ish（kA）熱穩定Lt.kima低壓斷路器DW15-20038020020電流互感器LQJ-10380300/5A48506.25外形尺寸（長X寬X高）600mmx600mmx2200mm五、電源進線選擇：允許電壓損耗5%，當地環境溫度為35攝氏度，兩臺變壓器的年最大負荷利用小時數均為4500h，cos§=0.9,線路的三相導線作水平等距排列，相鄰線距1m。I30S—=~30 J3Ucos§500

百x10.5=27.5A表5-1我國規定的經濟電流密度 Jec線路類別導線材料年最大負荷利用小時TmaXh<30003000~5000>5000架空線路銅3.002.251.75鋁1.651.150.90電纜線路銅2.502.252.00鋁1.921.731.54A=L=—=24mm2式中，je,為經濟電流密度（查表得je,=1.15）；ecJ1.15ecsec為母線經濟截面選標準截面25mm2即選LJ-25型。校驗發熱條件:/…=/…=119>I30=以5A滿足要求10.5kw100X10.5kw100X324V

10500V=3%<△U%=5%滿足要求。電壓損耗校驗：A=25mm2（LJ截面）和a=1.26x1m=1.26mav查表得R=1.33。/km X=0.38Q/km故電路的電壓損耗為:o 0A-450kmx(5X1.33)。+218kvar