一、引言 ................................................. 1 二、用电负荷 ............................................. 1 (一)用电负荷概念、分类 .............................. 1 (二)用电负荷曲线与特征 .............................. 2 (三)负荷计算的意义 .................................. 4 三、计算负荷 ............................................. 4 (一)计算负荷定义 .................................... 4 (二)负荷计算的方法 .................................. 5 四、工厂的计算负荷 ....................................... 6 (一)设备容量的确定 .................................. 6 (二)需要系数法计算负荷 .............................. 7 (三)二项式系数法计算负荷 ............................ 8 (四)工厂企业总计算负荷确定 .......................... 9 五、总结 ................................................. 9
浅析工厂用电负荷及其计算
摘要
计算负荷是确定供电系统、选择变压器容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据,也是整定继电保护的重要数据。工厂用电是国家电力的主要负荷,本文介绍了几种工厂电力负荷的计算公式及方法。计算负荷确定的是否正确合理,直接影响到电器和导线的选择是否合理。如计算负荷确定过大,将使电器和导线截面选择过大,造成投资和有色金属的浪费;如计算负荷确定过小,又将使电器和导线运行时增加电能损耗,并产生过热,引起绝缘过早老化,甚至烧毁,以至发生事故。为此,正确进行负荷计算是供电设计的前提,既保证了安全可靠性又获得节能、节资的经济效益。彻底解决了工厂计算负荷偏大或偏小的问题。
关键词:电力负荷 工厂 估算法 需要系数法 二项式法
一、引言
工厂用电是国家电力的主要负荷,本文介绍了几种工厂电力负荷的概念及
计算公式与方法。在实践中,根据各种不同类型电力负荷选择合适的计算方法,可以快速准确地计算工厂的电力负荷,再结合相应对策进行修正,可使计算结果明显地降低,既保证了安全可靠性又获得节能、节资的经济效益。彻底解决了工厂计算负荷偏大或偏小的问题。
二、用电负荷
工厂进行电力设计的基本原始资料是工艺部门提供的用电设备安装容量。工厂的用电设备种类多,数量大,工况复杂,如何根据这些资料正确估计工厂所需的电力和电量是一个非常重要的问题。估算过高,浪费有色金属 :估算过低设备过热 ,加快绝缘老化,增大电能损耗。为此,引入了计算负荷的概念。
(一)用电负荷概念、分类
电力负荷是指发电厂或电力系统在某一时刻所承担的某一范围耗电设备所消耗电功率的总和,单位为KW。电力负荷又称电力负载。电力负荷包括发电负荷,厂用电负荷,供电负荷,线路损失负荷和用电负荷五大类负荷。电能客户的用电设备在某一时刻向电网取用电功率的总和,称为用电负荷。用电负荷是电力负荷中的主要部分。如图2—1中所示就是用电负荷装置。
图2—1 用电负荷装置
根据国际上用电负荷的通用分类原则可分为:
(1)农、林、牧、渔。水利业,包括农村排灌、农副业、农业、林业、畜牧、渔业、水利业等各种用电负荷;
(2)工业,包括各种采掘业和制造业用电负荷等;
(3)地质普查和勘探业用电负荷; (4)建筑业用电负荷;
(5)交通运输、邮电通信业,包括公路、铁路车站用电,码头、机场用电,管道运输、电气化铁路用电及邮电通信用电负荷等;
(6)商业、公共饮食业、物资供应和仓储业,包括各种商店、饮食业、物资供应单位及仓库用电负荷等;
(7)其他事业单位,包括市内公共交通用电,路灯照明用电,文艺、体育、国家党政机关、各种社会团体、福利事业、科研等单位用电负荷;
(8)城乡居民生活,包括城市和乡村居民生活用电负荷。 根据对供电可靠性的要求不同分类:
(1)一类负荷。对其中断供电时将造成人身伤亡或政治、军事、经济上的重大损失的负荷,如发生重大设备损坏,产品出现大量废品,引起生产混乱,重要交通枢纽、干线受阻,广播通信中断和城市水源中断,环境严重污染等。要求由两个独立电源供电。而对特别重要的一级负荷,应由两个独立电源供电。设置应急电源。
(2)二类负荷。对其中断供电时将造成严重减产或停工,局部地区交通阻塞,大部分城市居民的正常生活秩序被打乱等。二级负荷应由双回路供电,两个回路应尽可能引自不同的变压器或母线段。
(3)三类负荷。指除一、二类负荷之外的一般负荷,这类负荷短时停电造成的损失不大。对供电无特殊要求,允许较长时间停电,可采用单回路供电。 根据国民经济各个时期的政策和季节的要求分类:
(1)优先保证供电的重点负荷; (2)一般性供电的非重点负荷; (3)可以暂时限电或停电的负荷。
(二)用电负荷曲线与特征 1、负荷曲线
负荷曲线是反映负荷随时间变化规律的曲线。它以横坐标表示时间,以纵坐标表示负荷的绝对值。电力负荷曲线表示出客户在某一段时间内,电力、电量的使用情况。曲线所包含的面积代表一段时间内客户的用电量。常见的电力负荷曲线有以下几种:
(1)日负荷曲线,以全日小时数为横坐标,以负荷值为纵坐标绘制而成的曲线。
(2)日平均负荷曲线,以考核的天数为横坐标,以每天的平均负荷为纵坐标
而绘制的负荷曲线。
(3)负荷持续曲线,表示某一段时间段内,负荷大小和持续时间的关系,按负荷的大小顺序排列而绘制的曲线。
(4)年负荷曲线,以全年的时间(有的以日为单位,有的以月为单位)为横坐标,以考核时间段的负荷为纵坐标绘制的曲线。
年负荷持续时间曲线的绘制
(a) 夏日负荷曲线;(b) 冬日负荷曲线;(c) 年负荷持续时间曲线
2、负荷率
负荷率是指在规定时间(日,月,年)内的平均负荷与最大负荷之比的百分数
Kf=
Pav
?100% (2—1) Pmax
式中 Kf—日负荷率;
Pav—日平均负荷,KW;
Pmax—日最大负荷,KW。 3、用电负荷特征
由于电力客户的用电随意性大,因而用电负荷会随着时间经常地发生变化。掌握用电负荷的变化规律,对电力系统来讲,可以根据用电负荷的变化有针对性地进行负荷调整,做到安全、稳定、经济地运行;对客户来讲,可充分发挥每千瓦时电能的效益。 在我国国民经济结构中,除个别地区外,工业用电负荷在整个用电负荷中比重居首位;农村排灌、农副业、水利业用电关系到人民生活的衣、食问题;城乡居民生活用电关系到广大人民生活质量问题。因此,对用电负荷的特征只针对这三类用电负荷进行讨论。具体分为以下几类:工业用电负荷特性的特征包括:年负荷变化、季负荷变化、月负荷变化、年负荷变化;农业用电负荷特性包括:受季节影响较大、受气候影响较大、用电负荷不稳定、农副加工用电季节性影响同样明显、设备最大负荷利用小时较低,通常不超过2000h、负荷密度小,分布不均匀、功率因数低、全国农电发展不平衡,用电负荷构成变化大,农电复合增长快;城乡居民生活用电负荷特性包括:在一日内变化大、季节变化对居民用电负荷的影响大;还有邮电通信用电负荷特点与城市高层建筑用电负荷特点。
(三)负荷计算的意义
负荷计算的意义:计算负荷是确定供电线路导线截面、变压器容量、开关
电器以及互感器等的额定参数的重要依据。若要使供配电系统在正常条件下可靠地运行,必须正确选择电力变压器、开关设备及导线、电缆等,这就需要对电力负荷进行计算。计算负荷是确定供电系统、选择变压器容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据,也是整定继电保护的重要数据。计算负荷确定的是否正确合理,直接影响到电器和导线的选择是否合理。如计算负荷确定过大,将使电器和导线截面选择过大,造成投资和有色金属的浪费;如计算负荷确定过小,又将使电器和导线运行时增加电能损耗,并产生过热,引起绝缘过早老化,甚至烧毁,以至发生事故。为此,正确进行负荷计算是供电设计的前提,也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。
三、计算负荷 (一)计算负荷定义
通常按发热条件选择供电系统元件时需要计算的负荷功率或负荷电流,称
为计算负荷。计算负荷包括四个物理量,即有功计算负荷Pjs、无功计算负荷Qjs、视在计算负荷Sjs和计算电流Ijs,其计算步骤:先计算用电设备开始,然后计算
变电站(变压器)、高压供电线路及总降压变电站(或配电站)等的负荷。
(二)负荷计算的方法
负荷计算的方法有:需要系数法、二项式法、利用系数法、形状系数法、附加系数法。确定计算负荷的常用方法有需要系数法和二项式系数法两种。需要系数法比较简便因而广泛使用。 1、需要系数法
用需要系数法确定计算负荷比较简单,对于工厂而言,是目前确定客户车间变电站和全厂变电站负荷的主要方法。
在需要确定的计算负荷中,四个物理量之间的关系为: Sjs=
22
Pjs+Qjs (3—2)
Qjs=Pjstg? (3—1)
Pjs
或Sjs=
cos?
Ijs=
(3—3)
Sjs
(3—4) 3UN
Pjs
(3—5)
3UNcos?
或Ijs=
式中 cosφ—功率因数;
tgφ—功率因数角甲的正切值; Pjs—有功计算负荷,KW; Qjs—无功计算负荷,Kvar; Sjs—视在计算负荷,KV·A; Ijs—计算电流,A;
UN—三项用电设备的额定电压。 2、二项式系数法
在确定连接设备台数不太多的车间干线或支干线的计算负荷时,由于其中大功率设备对电力负荷变化影响很大,为了反映这种变化,可采用二项式系数法。二项式系数法的基本计算公式为:
Pjs=bPN+cPN? (3—6)
'
式中 c、b—二项式系数;
PN—改组所有用电设备的总额定功率,KW; bPN—用电设备组的平均负荷,KW;
P?N—该组中n台功率最大的用电设备的总额定功率,KW;
cP?KW。 N—表示用电设备组中n台容量最大的设备运行时的附加负荷, 不同工业制的不同类用电设备,取用大功率设备的数量n应有所不用。一般规定:金属切割机床采用n=5;反复短时工作制采用n=3;加热炉采用n=2;电焊设备采用n=1.
当用电设备组只有一两台设备时,可认为Pjs=PN(即取b=1,c=0),相应地cosφ也应适当取大一些。
二项式系数法适用于确定设备台数较少,且各台之间容量大小相差悬殊的低压分支线和干线的计算负荷。
四、工厂的计算负荷 (一)设备容量的确定 1、用电设备分类
用电设备按其工作性质分为以下三类。
第一类为长时工作制用电设备,只使用时间较长或持续工作的用电设备。 第二类为短时工作制用电设备,指工作时间甚短而停歇时间相当长的用电设备。
第三类为反复短时工作制用电负荷,指时而工作、时而停歇,如此反复运行的用电设备。
对于第三类反复短时工作制用电设备,为表征其反复短时的特点,通常用暂载率来描述。其计算公式为
工作时间tg
=?100% (4—1) ε=
工作周期tg+tt
式中 ?—暂载率;
tg—每周期的工作时间,min; tt—每周期的停歇时间,min。 2、设备容量确定
设备容量一般是指用电设备的额定输出功率,用PN或SN表示。对一般电动机来说,PN是指是铭牌容量。
反复短时工作制电动机容量的确定。其设备容量PN是指暂载率?25=25%时
的额定容量。如?值不为25%,则可按下式进行换算,使其变为25%时的额定容量,其计算公式为
εN''
PN=PN=2N?PN (4—2)
ε25
式中 ?N—给定的设备暂载率(换算前的); PN—暂载率?=?N时的额定设备容量,KW。
电焊变压器容量的确定。其设备容量,是指?=100%时的额定容量。当?≠100%时应进行换算,换算公式为 SN=
εN''
SN=NSN (4—3) ε100
或 PN=
εN''
SNcos?=NSNcos? (4—4) ε100
式中 SN—换算前的铭牌额定容量; Cosφ—与SN相对应的功率因数。
(二)需要系数法计算负荷
1、成组用电设备的计算负荷。工作性质相同的一组用电设备有很多台,其
中有的设备满载运行,有的设备轻载或空载运行,还有的设备处于备用或检修状态,该组用电设备的计算负荷Pjs总是比其额定容量的总和PNΣ要小得多。因此,在确定计算负荷时,需要将该组设备的总容量或总功率进行换算,计算公式为 Pjs=
KoKf
ηNηx
PN∑ (4—5)
式中 Ko—同时系数,表示在最大负荷时某组工作着的用电设备容量与接于线路中该组全部用电设备总容量的比值;
Kf—负荷系数,表示在最大负荷时某组工作着的用电设备实际所需的功率与其设备总容量的比值; ηN—用电设备效率; ηx—线路效率;
PNΣ—接于线路中一组用电设备的总容量(总功率),KW。
通常只是通过实测,将所有影响计算负荷的许多因素归并成一个系数,称之为需要系数。
Pjs=KxPN∑ (4—6) 式中 Pjs—该组用电设备的有功计算负荷,KW;
Kx—该组用电设备的需要系数; PNΣ—该组用电设备的总容量,KW。
2、车间(多组)用电设备的计算负荷。对于多组用电设备,由于各组需要系数不尽相同,各组最大负荷出现的时间也不相同,因此,在确定多组用电设备的计算负荷时,除了将各组计算负荷累加之外,还必须乘以一个同时使用系数Kop、Koq。其计算公式为
(Pjs)(KxPN∑) Pjs=Kop∑ (4—7) i=Kop∑
i=1m
i=1
mm
(Pjstg?)(KxPN∑tg?) Qjs=Koq∑ (4—8) i=Koq∑
i=1
i=1
m
式中 Kop—有功计算负荷的同时使用系数; Koq—无功计算负荷的同时使用系数。
表4—1 同时使用系数
(三)二项式系数法计算负荷
多组用电设备的计算负荷。对于干线或低压母线上拥有不同类的多组用电
设备的计算负荷的确定,同样应考虑各组用电设备最大负荷不同时出现的因素。因此在确定干线上总计算负荷时,只能在各组用电设备中取其中一组最大的附加负荷cPN,再加上所有设备的平均负荷bPN,得出总的有功和无功计算负荷。其计算式为
Pjs=∑(bPN)i+(cPN)max (4—9)
i=1m
'
Qjs=∑(bPNtg?)i+(cPNtg?)max (4—10) i=1m'
式中 Σ(bPN)i、Σ(bPNtgφ)i—分别表示所有各组的有功和无功平均负荷的总和;
(cPN)max、(cPNtgφ)max—分别表示各组有功和无功附加负荷中的最大值。
(四)工厂企业总计算负荷确定
确定工厂总计算负荷的方法很多,这里介绍常用的三种计算方法,即需要系数法、逐级相加计算法和单耗估算法。
1、需要系数法
将全厂用电设备的总设备容量ΣPN(不计备用设备容量)乘以一个全厂需要系数Kx,就得出全厂的计算负荷,即
Pjs=Kx∑PN (4—11)
2、逐级相加计算法
采用从用电端开始,逐级向电源推移计算的方法。
3、单耗估算法计算。用单耗计算工厂的计算负荷有两种方法:一种是用单位产品耗电量来确定计算负荷,公式为:
Pjs=A/Tmax (4—12) 式中 Pjs—工厂总计算负荷,KW;
A—工厂全年耗电量,KW·h;
Tmax—工厂年最大负荷利用小时数,h。
另一种是用单位产值耗电量来确定计算负荷,公式为:
Pjs=A/Tmax
其他各项计算负荷Qjs、Sjs的计算与需要系数法相同。
五、总结
综上所述,计算负荷是确定供电系统、选择变压器容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据,也是整定继电保护的重要数据。工厂用电是国家电力的主要负荷。本文也论述了用电负荷的概念及用电负荷计算的具体方法。在实践中,根据各种不同类型电力负荷选择合适的计算方法,结合相对应的计算方法进行修正 ,可使计算结果明显地降低 ,既保证了电力运行设备安全可靠性又获得节能、节资的经济效益。
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工厂用电设备容量统计和计算负荷确定(可编辑)
目 录
摘要 关键词 ???????????????2 一 工厂供电意义??????????????2 二 工厂供配电系统的基本概念????????..3 三 供配电工程设计程序???????????..3 扩大初步设计???????????..3 施工图设计????????????..3 四 设计内容及计算??????????????4 介绍用电负荷的分类?????????..4 负荷的计算?????????????.5 设备的分类?????????????..5 计算????????????????.7
总结???????????????????10
参考文献?????????????????..11
谢辞???????????????????..12
东海化工厂高,低压配电设计--工厂用电设备容量统计和计算负
荷确定
[摘要]:随着社会的发展,电力系统的规模越来越大,结构也越来越复杂。 厂用电系统是电力系统的一个组成部分,随着电力系统电压等级的不断提高,网络也日益复杂,工厂用电的作用尤为重要。其中
工厂变配电所是工厂供配电系统的核心,在工厂中占有特别重要的地位,工厂变配电所按其作用可分为工厂变配电和工厂配电所。根据设计任务书的要求,然后通过计算确定计算负荷。根据任务书内容首先对用电设备进行分类统计,然后采用需要系数方法(目前计算负荷常用需要系数法和二项式系数法)进行分车间计算负荷。最后采用全厂的同时系数计算确定全厂总计算负荷。即总计算负荷为P303429.1KW、Q302696.6Kvar、S304443.1KVA、I306066.1A 为其他同学提供正确的设计参数。
[关键词]:设备容量 计算负荷 变配电所 功率补偿
第一章 工厂供电的意义:
工厂供电就是指工厂所需要电能的供应和分配
供配电系统是电力系统的一个重要组成部分,是电力系统中110KV及以下电压等级,对某地区或某工厂企业进行电能供应和分配的系统。电能的使用主要集中在工业用电,商业和居民的供配电系统称为民用供配电系统,二者的组成基本类似。搞好供配电系统的设计对于发展生产,提高经济效益保障人民生活具有重要意义。
因此做好工厂供配电的工作是很重要的,由于能源节约是工厂供配电工作的一个重要方面,而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义,因此必须做好工厂供配电工作。
厂供配电工作要很好地为工业生产服务,切实保证工厂生产和生活用电
的需要,并做好节能工作,就必须达到以下基本要求:
安全。在电能的供应,分配和使用中,不应发生人身事故和设备事故。
可靠。应满足电能用户对供电可靠性的要求。
优质。应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。
经济。供电系统的投资要少,运用费用要低,并尽可能地节约电能和减少有色金属消耗量。
此外,在供电工作中,应合理地处理局部和全局,当前和长远等关系,既要照顾局部和当前利益,有要有局部观点,能顾全大局,适应发展。
第二章 工厂供配电系统的基本概念
电能是由发电厂生产的,但发电厂往往距离城市和工业中心很远,这就需要将电能经过线路输送到城市或工业企业。为了减少输电时的电能损耗,输送电能时要升压,采用高压输电线路将电能输送给用户,同时为了满足用户对电压的要求,输送到用户之后还要经过降压,而且还要合理地将电能分配到用户或生产车间的各个用电设备。
为了提高供电的可靠性和经济性,将各发电厂通过电力网连接起来并联运行,组成庞大的联合动力系统。将各种类型发电厂中的发电机、升压降压变压器、输电线路以及各种用电设备联系在一起构成的统一的整体就是电力系统。用以实现完整的发电、输电、变电、配电和用电。而本设计主要为该工厂的供配电,具体设计得先前计算“计算负荷”。具体设计如下:
第三章 供配电工程设计程序
用户供配点工程的设计通常可以分为初步设计,技术设计和施工图设计等三个阶段。如果工程规模较小或技术不太复杂,也可分为初步设计和施工图设
计两个阶段。如果设计任务紧迫,且工程规模较小,并经济术论证许可时,也可合并为一个阶段,直接进行施工图设计。
扩大初步设计
扩大初步设计的任务,主要是根据设计任务书的要求,进行负荷的统计计算,确定需电容量,选择供配电系统的初步方案和主要设备,提出主要设备材料清单,并编制工程概算,报上级主管部门批准,扩大初步设计提出的资料应为设计说明书及工程概算两部分。
施工图设计
施工图设计是在扩大初步设计方案和概算经上级主管部门批准以后,为满足安装施工的要求所进行的设计技术,重点是绘制各种安装施工图。施工图是安装施工时的重要必备资料。施工图设计的主要内容是:
校正和修订扩大初步设计的基本资料和确定计算数据。
按照扩大初步设计的结果,绘制各种设备的单项安装施工图和各项工程的布置图,平面图,剖面图等。
编制安装施工说明书和工程预算,列出所需设备,材料明细表等。
第四章 设计内容
设计题目:东海化工厂高、低压变配电所设计课题已知用电设备技术参数如下:
某24小时连续生产工厂:生活照明: 50KW; 厂区照明:35 KW;水泵电机:132KW四台,55KW六台;一车间电动机:40KW六台、30KW六台、95KW两台、132KW三台;二车间电动机:22KW四台、18KW三 台、215KW两台、45KW两台; 三车间电动机:220 KW两台、120KW6台、75KW电炉三台;维修车间: 30KW电焊机五台。
设计:高低压变电所。
本设计任务:根据东海化工厂用电设备总容量计算确定全厂计算负荷。
1介绍用电负荷的分类
在工业企业中,各类负荷的运行特点和重要性不一样,它们对供电的可靠性和电能品质的要求不同。为了合理地选择供电电源及设计供电系统,以适应不同的要求,我国将工业企业的负荷按其对可靠性的要求的不同划分为一级负荷、二级负荷、三级负荷。
一级负荷
一级负荷在供电突然中段时将造成人身的危险,或造成重大设备损坏难以修复,或给国民经济带来极大损失。因此一级负荷应要求由两个独立电源供电。
二级负荷
二级负荷如果突然断电,将造成生产设备局部破坏,或生产流程乱难以恢复,工厂内部运输停顿,出现大量废品或大量减产,因而在经济上造成一定损失。
3 三级负荷
所有不属于一级和二级负荷的电能用户均属于三级负荷。
总的介绍:“电力负荷”在不同的场合可以有不同的含义,它可以指用电设备或用电单位,也可以指用电设备或用电单位的功率或电流的大小,掌握工厂电力负荷的基本概念,准确地确定工厂的计算负荷是设计工厂配电系统的基础。
2负荷的计算
(1)“ 计算负荷”又称需要负荷或最大负荷。“计算负荷”是一个假想
的持续性的负荷,其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中,“计算负荷’通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。 (2) 尖峰电流指单台或多台用电设备持续1秒左右的最大负荷电流。一般取启动电流上午周期分量作为计算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器和保护元件等的依据。在校验瞬动元件时,还应考虑启动电流的非周期分量。 (3) 平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班(即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班)的平均负荷,有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。
根据设计任务书的要求,结合国家供电情况,对工厂用电设备容量进行统计,然后通过计算确定计算负荷。具体方法如下:
3设备的分类
用电设备的名牌上都有一个额定功率,但是由于个用电设备的额定工作条件不同,可分为长期连续工作制,短时工作制和反复短时工作制设备。因此这些名牌声规定的额定功率不能直接想加作为全厂的电力负荷,而必须首先换算成同一工作制的额定功率然后才能相加。
长期连续工作制设备
备能长期连续的运行,每次连续工作的时间超过8小时而且运行是负荷比较稳定。
短时工作制设备
设备的工作时间较短,而且歇时间相对比较长
反复短时工作制设备
备的工作呈周期性,时而工作时而停歇,如此反复且工作时间与停歇时间有一定的比例。
【1】 电焊设备
电焊设备是车辆制造、锅炉制造、机床制造等制造厂的主要用电设备,在中小型机械类工厂中通常只作为辅助加工设备,负荷量不会太大。电焊包括利用电弧的高温进行焊接的电弧焊,利用电流通过金属连接处产生的电阻高温进行焊接的电阻焊(接触焊),利用电流通过熔化焊剂产生的热能进行焊接的电渣焊等。常见的电焊机有电弧焊机类。
电焊机的工作特点是:
工作方式呈一定得同期性,工作时间和停歇时间相互交替。
功率较大,380V单台电焊机功率可达400KVA,三相电焊机功率最大的可达1000KVA 以上。
功率因数很低,电弧焊机的功率因数为0.3~0.35,电阻焊机的功率因数为0.4~0.85.
一般电焊机的配置不稳定,经常移动。
电镀的作用是防止腐蚀,增加美观,提高零件的耐磨性或导电性等,如镀铜、镀铬。另外,塑料、陶瓷等非金属零件表面,经过适当处理形成导电层后,也可以进行电镀。该工厂有电焊设备估计1500 KW.
【2】 电热设备
工厂电热设备的种类也很多,按其加热原理和工作特点可分为电阻加热炉、电弧炉、感应炉和其他电热设备。其中,电阻加热炉主要用于各种零件的热处理,电弧炉主要用于矿石熔炼、金属熔炼,感应炉主要用于熔炼和金属材料热处
理。其他加热设备,包括红外线加热设备、微波加热设备和等离子加热设备等。
中小型机械类工厂的电热设备一般较简单,通常配置用于热处理的电阻加热炉和容量不大的感应热处理设备及红外线加热设备。
电热设备的工作特点是:
工作方式为长期连续工作方式。
电力装置一般属二级或三级负荷。
功率因数都较高,小型的电热设备可达到1。
照明设备
电气照明是工厂供电的重要组成部分,合理的照明设计和照明设备的选用是工作场所得到良好的照明环境的保证。常用的照明灯具有:白炽灯、荧光灯和单灯混光灯等。
照明设备的工作特点是:
工作方式属长期连续工作方式。
除白炽灯、卤钨灯的功率因数为1外,其他类型的灯具功率因数均较低。
照明负荷为单相负荷,单个照明设备荷中所占比例通常在10%左右。
【4】 机床、泵类拖动设备 该类为该工厂的主要用电设备,主要特点是:
工作方式是长期连续工作的。
供电采用直流电源,需要晶闸管整流设备。
容量较大,功率从几十千瓦到几百千瓦,功率因数较低,为0.4~0.6。
表 4-1 用电设备分类表
长期连续工作制 水泵电机,生活照明,厂区照明,一车间电动机,二车间电动机,三车间电动机,维修车间电动机
反复短时工作制 电焊机
短时工作制
根据上表该厂主要为24小时连续运行,并以三相异步电动机为主。4. 根据
给定用电设备参数具体计算如下:
水泵电机: PePn132×4+55×6858KW
生活照明: PePn50KW
厂区照明: PePn35KW
一车间:PePn40×6+30×6+95×2+132×21006KW
二车间:PePn22×4+18×3+215×2+45×2662KW
三车间电机: PePn220×2+120×61160KW
(1)照明组计算负荷:
生活照明:查附表1取:Kd0.8,Cosφ1.0 ,tgφ0 有功计算负荷:P3O Pe
×Kd50×0.840KW
无功计算负荷:Q3O P3O ×tgφ0Kvar
视在计算负荷:S3O P3O /Cosφ40/1.040KVA
计算电流: I3O S3O /UN40/(×0.38)60.8A
厂区照明:查附表1取:Kd1,Cosφ1.0,tgφ0 有功计算负荷:P3O
Pe×Kd35×135KW
无功计算负荷:Q3O P3O ×tgφ0 Kvar
视在计算负荷:S3O P3O /Cosφ35/1.035KVA
计算电流: I3O S3O /UN35/(×0.38)53.2A (2)水泵组的计算负荷:查附表1取:Kd0.8,Cosφ0.8,tgφ0.75 有功计算
负荷:P3O Pe×Kd858×0.8686.4KW
无功计算负荷:Q3O P3O ×tgφ686.4×0.75514.8Kvar\
视在计算负荷:S3O P3O /Cosφ686.4/0.8858KVA
计算电流: I3O S3O /UN858/(×0.38)619.2A
(3) 一车间电动机:查附表1取:Kd0.88,Cosφ0.8,tgφ0.75 有功计算负
荷:P3O Pe×Kd1006×0.88885.2KW
无功计算负荷:Q3O P3O ×tgφ885.2×0.75663.9Kvar
视在计算负荷:S3O P3O /Cosφ885.2/ 0.8 1106.5KVA
计算电流: I3O S3O /UN1106.5/(×0.38)1681.2A (4)二车间电动机:查附表1取:Kd0.88,Cosφ0.8,tgφ0.75 有功计算负
荷:P3O Pe×Kd662×0.88582.6KW
无功计算负荷:Q3O P3O ×tgφ582.6×0.75436.95Kvar
视在计算负荷:S3O P3O /Cosφ582.6/0.8 728.25KVA
计算电流: I3O S3O /UN728.25/(×0.38)1106.5A (5)三车间电动机:查附表1取:Kd0.88,Cosφ0.8,tgφ0.75
有功计算负荷:P3O Pe×Kd1160×0.881020.8KW
无功计算负荷:Q3O P3O ×tgφ1020.8×0.75765.6Kvar
视在计算负荷:S3O P3O /Cosφ1020.8/0.8 1276KVA
计算电流: I3O S3O /UN1276/(×0.38)1938.7A (6)电炉组的计算负荷:查附表1取:Kd0.7,Cosφ1.0,tgφ0
有功计算负荷:P3O Pe×Kd225×0.7157.5KW
无功计算负荷:Q3O P3O ×tgφ0Kvar
视在计算负荷:S3O P3O /Cosφ157.5/1.0157.5KVA
计算电流: I3O S3O /UN157.5/(×0.38)239.3A(7)电焊机组的计算
负荷:查附表1取:Kd0.35,Cosφ0.35,tgφ2.68
有功计算负荷:P3O Pe×Kd120.75×0.3542.3KW
无功计算负荷:Q3O P3O ×tgφ42.3×2.68113.4Kvar
视在计算负荷:S3O P3O /Cosφ42.3/0.35120.9KVA
计算电流: I3O S3O /UN120.9/(×0.38)183.6A
表各车间的设备容量及负荷计算结果
序号 车间名称 设备容量KW P30KW Q30 kvar S30 KVA I30(A) 1 生活照明 50 40 0 40 60.8
2 厂区照明 35 35 0 35 53.2
3 电焊机 120.75 42.3 113.4 120.9 183.6 4 电炉 225 157.5 0 157.5 239.3
5 第一车间电动机 1006 885.2 663.9 1106.5 1681.2 6 第二车间电动机 662 582.6 436.95 728.25 1106.5 7 第三车间电动机 1160 1020.8 765.6 1276 1938.7 8 水泵 858 686.4 514.8 858 619.2
9 合计 4116.8 3449.8 2494.7 4322.2.1 5883.5
(8)全车间的总计算负荷:
由于工厂连续24小时生产,又因为按照上面计算得到的工厂总的计算负荷为P30i1172.35KW,负荷小于5000KW。所以取同时系数 K?0.9
总的有功计算负荷: P30 P30i?K?3449.8×0.93104.8KW :
总的无功计算负荷: Q30 K??Q30i0.9×2494.72245.2Kvar
总的视在计算负荷: S30 3831.6KVA
总的计算电流: I30 S30/UN3831.6/(×0.38)5821.7A所以根据以上的计算全厂的计算负荷为:
P303142.9KW
Q306669.8Kvar
S307373.2KVA
I3011202.7A
小结:
在第一次看到题目“工厂高、低压变配电所设计”完全没有任何概念,从头学起,我无畏,无畏者无敌也,正可谓“雄关漫道真如铁,而今迈步从头越”于是我通过图书馆和网络搜寻相关书籍,通过不断学习和积累,一个个模糊的概念逐渐在大脑中有了框架,再次不断学习和积累框架的脉络越来越清晰,最后形成了整个系统的概念。现在是我正真的了解了什么是量变和质变的关系。平时学习看似没有什么进展,其实一个概念正在大脑中形成,逐渐清晰和完善。现在发现学习就是以时间为基础的循序渐进的过程,其中网络和图书馆是学习的两大源泉,所谓学习就是学而后习,认知到实践,实践中在认知,然后在作用于实践。在开始做毕设之前,感觉内容很多,当做完之后竟感觉到没什么内容。
有人会问大学三年你学到了什么,从电路、模电数电到单片机、微机原理及接口技术,从到数字信号处理到自动控制控制原理。从C语言、B语言、汇编语言到MFC编程,从网络数据库到计算机软件设计,从机械制图到机械设计基础从Protel到matlab,我已经区分不开不同科目之间的界限,现在才发现原来学习是一个系统,不同的学科只不过是一个系统中的部件。这也就是所谓的局部和整体的关系。
?通过这次毕业设计,使我学会了如何更好的学习,如何更好的查资料,如何更好的找信息。如今已学会了整体的概念,但正可谓细节决定成败,因此在以后的学习生活中更加应该注意细节问题。因为系统是由单元搭建成的,有时候一个单元的问题可能会导致整个系统的崩溃。所以细节一定要注意。
经过近一个月的努力,到此为止,课程设计已基本完成。
在这次课程设计中,我学会了怎样通过查阅相关资料和一些文献来进行自己的设计,加深了对一些常用元器件的认识,并提高了独立分析和解决实际问题的能力。另外,动手能力也得到了很大的提高。但从中我也发现自己存在的一些不足,在安装、调试及故障检修过程中碰到的一些问题表明:我并不能很好的熟练去使用我所学到的理论知识。换言之,并没有把自己在学校所学过的理论知识附诸于实际问题中。在以后的学习、工作中,我会加强对使用电路的设计和选用能力。把所学到的理论运用于实践,并通过实践,再加强对理论知识的掌握,不断地充实自己,争做一个合格的大学毕业生!
[参考文献]:
? 高晓平 《电气安全》 [M]机械工业出版社 2007
? 关大陆 《工厂配电》 [M]青华大学出版社 2006-03
? 李宗纲 刘玉林等[M]《工厂供电设计》机械工业出版社 2002
? 苏文成《工厂供配电技术》[M]机械工业出版社 2003-3
? 张 莹 《工厂供配电技术》[M]电子工业出版社 2006-12
第六章:谢辞:
经过一个月的查资料、整理材料,我今天终于可以顺利的写毕业设计的最后的谢辞了,想了很久,要写下这一段谢词。时光匆匆飞逝,三年多的努力与付出,随着毕业设计的完成,终于让我在大学的生活得以划下完美的句点。
毕业设计得以完成,要感谢的人实在太多了,首先要感谢杨云辉教授,因为毕业设计是在杨诲人不倦的高尚师德,严以律己、宽以待人的崇高风范,朴实无华、平教授的悉心指导下完成的。杨教授渊博的专业知识,严谨的治学态度,精益求精的工作作风,易近人的人格魅力对我影响深远。杨教授指引我的论文的写作的方向和架构,并对本论文初稿进行逐字批阅,指正出其中误谬之处,使我有了思考的方向,他的循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪,他的严谨细致、一丝不苟的作风,将一直是我工作、学习中的榜样。杨教授要指导很多同学的毕业设计,加上本来就有的教学任务,工作量之大可想而知,但在一次次的指导,精确到每一个字的批改给了我深刻的印象,使我在毕业设计之外明白了做学问所应有的态度。 同时,茅红霞老师在杨教授比较忙的期间对我们的毕业设计进行了详细的指导,使我们的毕业设计得以顺利完成,在此向茅老师表示感谢。
工厂用电安全
工厂用电安全(事故后现场)
2011年6月29日,早上,8:32分,观澜某工厂因工厂用电负荷重造成线路烧毁,未造成人员伤亡,员工平安无事,只是线路负荷过重烧毁,(2011年4月--5月--6月)三次对其厂进行警告,1、超负荷电流大 2、线表皮温度过高 3、用 电导线 不合格产品 5、厂里配线线路设计不合理 4、电房计量电表损坏,峰平谷表(深圳浩能达),
厂家老板对如上警告-----无视 否定我们物业电工权威,他说:按照供电局某某人员说的----线表面温度65度算正常的。我看那个人告诉厂家老板的人是脑残一族,他也不看看厂家的电线、用电 功率 配线情况在说话,如下照片,于示警戒(不听劝告和警告的后果):
便宜没好货,好货不便宜,别贪小便宜,想安全生产,千万别省不该省的。厂里不请电工后果有得看,害死人的~~~
照片名称:厂房自己的电表箱
照片名称:厂房自己的电表箱2
照片名称:厂房自己的电表箱3
照片名称:厂房自己的电表箱底部特写
照片名称:某厂一角
照片名称:某厂一角2
照片名称:某厂厂房外特写
照片名称:某厂厂房外特写2
照片名称:某厂厂房外特写3
照片名称:某厂电线槽
照片名称:某厂电线槽2
照片名称:电表尸体
工厂用电要求
一、工厂供电的意义和要求
工厂供电,就是指工厂所需电能的供应和分配,亦称工厂配电。
众所周知, 电能是现代工业生产的主要能源和动力。 电能既易于由其它形式的能量转换而来, 又易于转换为其它形式的能量以供应用; 电能的输送的分配既简单经济, 又便于控制、 调节 和测量, 有利于实现生产过程自动化。 因此, 电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应 用极为广泛。
在工厂里, 电能虽然是工业生产的主要能源和动力, 但是它在产品成本中所占的比重一般很 小 (除电化工业外) 。 电能在工业生产中的重要性, 并不在于它在产品成本中或投资总额中 所占的比重多少, 而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量, 提高产品质量, 提高 劳动生产率, 降低生产成本, 减轻工人的劳动强度, 改善工人的劳动条件, 有利于实现生产 过程自动化。 从另一方面来说, 如果工厂的电能供应突然中断, 则对工业生产可能造成严重 的后果。
因此, 做好工厂供电工作对于发展工业生产, 实现工业现代化, 具有十分重要的意义。 由于 能源节约是工厂供电工作的一个重要方面, 而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战 略意义,因此做好工厂供电工作,对于节约能源、支援国家经济建设,也具有重大的作用。 工厂供电工作要很好地为工业生产服务, 切实保证工厂生产和生活用电的需要, 并做好节能 工作,就必须达到以下基本要求:
(1) 安全 在电能的供应、分配和使用中,不应发生人身事故和设备事故。
(2) 可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。
(3) 优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求
(4) 经济 供电系统的投资要少,运行费用要低,并尽可能地节约电能和减少有色金属的 消耗量。
此外, 在供电工作中, 应合理地处理局部和全局、 当前和长远等关系, 既要照顾局部的当前 的利益,又要有全局观点,能顾全大局,适应发展。
二、工厂供电设计的一般原则
按照国家标准 GB50052-95 《供配电系统设计规范》、 GB50053-94 《 10kv 及以下设计规
范》、 GB50054-95 《低压配电设计规范》等的规定,进行工厂供电设计必须遵循以下原 则:
(1) 遵守规程、执行政策;
必须遵守国家的有关规定及标准, 执行国家的有关方针政策, 包括节约能源, 节约有色金属 等技术经济政策。
(2) 安全可靠、先进合理;
应做到保障人身和设备的安全, 供电可靠, 电能质量合格, 技术先进和经济合理, 采用效率 高、能耗低和性能先进的电气产品。
(3) 近期为主、考虑发展;
应根据工作特点、规模和发展规划,正确处理近期建设与远期发展的关系,做到远近结合, 适当考虑扩建的可能性。
(4) 全局出发、统筹兼顾。
按负荷性质、 用电容量、 工程特点和地区供电条件等, 合理确定设计方案。 工厂供电设计是 整个工厂设计中的重要组成部分。 工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。 作为 从事工厂供电工作的人员, 有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识, 以便适应设计工作 的需要。
三、 设计内容及步骤
全厂总降压变电所及配电系统设计, 是根据各个车间的负荷数量和性质, 生产工艺对负荷的 要求, 以及负荷布局, 结合国家供电情况。 解决对各部门的安全可靠, 经济的分配电能问题。 其基本内容有以下几方面。
负荷计算
全厂总降压变电所的负荷计算, 是在车间负荷计算的基础上进行的。 考虑车间变电所变压器 的功率损耗,从而求出全厂总降压变电所高压侧计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、 表达计算成果。
2、工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量选择
参考电源进线方向, 综合考虑设置总降压变电所的有关因素, 结合全厂计算负荷以及扩建和
备用的需要,确定变压器的台数和容量。
3、工厂总降压变电所主结线设计
根据变电所配电回路数, 负荷要求的可靠性级别和计算负荷数综合主变压器台数, 确定变电 所高、低接线方式。对它的基本要求,即要安全可靠有要灵活经济,安装容易维修方便。 4、厂区高压配电系统设计
根据厂内负荷情况, 从技术和经济合理性确定厂区配电电压。 参考负荷布局及总降压变电所 位置, 比较几种可行的高压配电网布置放案, 计算出导线截面及电压损失, 由不同放案的可 靠性,电压损失,基建投资,年运行费用,有色金属消耗量等综合技术经济条件列表比值, 择优选用。 按选定配电系统作线路结构与敷设方式设计。 用厂区高压线路平面布置图, 敷设 要求和架空线路杆位明细表以及工程预算书表达设计成果。
5、工厂供、配电系统短路电流计算
工厂用电, 通常为国家电网的末端负荷, 其容量运行小于电网容量, 皆可按无限容量系统供 电进行短路计算。由系统不同运行方式下的短 路参数,求出不同运行方式下各点的三相及 两相短路电流。
6、改善功率因数装置设计
按负荷计算求出总降压变电所的功率因数, 通过查表或计算求出达到供电部门要求数值所需 补偿的无功率。 由手册或厂品样本选用所需 移相 电容器的规格和数量, 并选用合适的电容 器柜或放电装置。如工厂有大型同步电动机还可以采用控制电机励磁电流方式提供无功功 率,改善功率因数。
7、变电所高、低压侧设备选择
参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值, 选择变电所高、 低压侧电器设 备,如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。并根据 需要进行热稳定和力稳定检验。 用总降压变电所主结线图, 设备材料表和投资概算表达设计 成果。
8、继电保护及二次结线设计
为了监视,控制和保证安全可靠运行,变压器、高压配电线路移相电容器、高压电动机、母
线分段断路器及联络线断路器, 皆需要设置相应的控制、 信号、 检测和继电器保护装置。 并 对保护装置做出整定计算和检验其灵敏系数。
设计包括继电器保护装置、 监视及测量仪表, 控制和信号装置, 操作电源和控制电缆组成的 变电所二次结线系统,用二次回路原理接线图或二次回路展开图以及元件材料表达设计成 果。 35kv 及以上系统尚需给出二次回路的保护屏和控制屏屏面布置图。
9、变电所防雷装置设计
参考本地区气象地质材料, 设计防雷装置。 进行防直击的避雷针保护范围计算, 避免产生反 击现象的空间距离计算, 按避雷器的基本参数选择防雷电冲击波的避雷器的规格型号, 并确 定其接线部位。进行避雷灭弧电压,频放电电压和最大允许安装距离检验以及冲击接地 电 阻计算。
10、专题设计
11、总降压变电所变、配电装置总体布置设计综合前述设计计算结果,参照国家有关规程 规定,进行内外的变、配电装置的总体布置和施工设计。
第二章 负荷计算及功率补偿
一、 负荷计算的内容和目的
(1) 计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷,其热效 应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中,通常采用 30分钟 的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。
(2) 尖峰电流指单台或多台用电设备持续 1秒左右的最大负荷电流。一般取启动电流上 午周期分量作为计算电压损失、 电压波动和电压下降以及选择电器和保护元件等的依据。 在 校验瞬动元件时,还应考虑启动电流的非周期分量。
(3) 平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班 (即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班)的平均负荷,有时也计算年平均负荷。 平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。
二、负荷计算的方法
负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。
本设计采用需要系数法确定。
主要计算公式有:有功功率:P30 = Pe·Kd
无功功率 : Q30 = P30 ·tgφ
视在功率 : S3O = P30/Cosφ
计算电流 : I30 = S30/√3UN
三、各用电车间负荷计算结果如下表:
四、全厂负荷计算
取 K∑p = 0.92; K∑q = 0.95
根据上表可算出:∑P30i = 6520kW; ∑Q30i = 5463kvar
则 P30 = K∑P∑P30i = 0.9×6520kW = 5999kW
Q30 = K∑q∑Q30i = 0.95×5463kvar = 5190kvar
S30 = (P302+Q302)1/2 ≈7932KV·A
I30 = S30/√3UN ≈ 94.5A
COSф =P30/Q30 = 5999/7932≈ 0.75
五、功率补偿
由于本设计中上级要求 COSφ≥0.9, 而由上面计算可知 COSф=0.750.9,因此需要进行无功 补偿。
综合考虑在这里采用并联电容器进行高压集中补偿。
可选用 BWF6.3-100-1W 型的电容器,其额定电容为 2.89μF
Qc = 5999×(tanarc cos0.75-tanarc cos0.92) Kvar
=2724Kvar 取 Qc=2800 Kvar
因此,其电容器的个数为:n = Qc/qC = 2800/100 =28
而由于电容器是单相的,所以应为 3的倍数,取 28个 正好
无功补偿后,变电所低压侧的计算负荷为:
S30(2) ′= [59992+(5463-2800) 2] 1/2 =6564KV·A
变压器的功率损耗为:
△ QT = 0.06 S30′= 0.06 * 6564 = 393.8 Kvar
△ PT = 0.015 S30 ′= 0.015 * 6564= 98.5 Kw
变电所高压侧计算负荷为:
P30′= 5999+ 98.5 = 6098 Kw
Q30′= (5463-2800 )+ 393.8= 3057 Kvar
S30′ = (P302 + Q302) 1/2
= 6821 KV .A
无功率补偿后,工厂的功率因数为:
cosφ′= P30′/ S30′= 6098 / 6821= 0.9
则工厂的功率因数为:
cosφ′= P30′/S30′= 0.9≥0.9
因此,符合本设计的要求
第三章 变压器的选择
(1) 主变压器台数的选择
由于该厂的负荷属于二级负荷, 对电源的供电可靠性要求较高, 宜采用两台变压器, 以便当 一台变压器发生故障后检修时, 另一台变压器能对一、 二级负荷继续供电, 故选两台变压器。 (2) 变电所主变压器容量的选择
装设两台主变压器的变电所,每台变压器的容量 ST 应同时满足以下两个条件:
① 任一台单独运行时, ST≥ (0.6-0.7) S′30(1)
② 任一台单独运行时, ST≥S′30(Ⅰ +Ⅱ)
由于 S′30(1) = 7932 KV·A ,因为该厂都是上二级负荷所以按条件 2 选变压器。
③ ST≥ (0.6-0.7) ×7932=(4759.2~5552.4) KV·A≥ST≥S′30(Ⅰ +Ⅱ)
因此选 5700 KV·A 的变压器二台
第四章 主结线方案的选择
一、变配电所主结线的选择原则
1. 当满足运行要求时,应尽量少用或不用断路器,以节省投资。
2. 当变电所有两台变压器同时运行时,二次侧应采用断路器分段的单母线接线。
3. 当供电电源只有一回线路,变电所装设单台变压器时,宜采用线路变压器组结线。
4. 为了限制配出线短路电流, 具有多台主变压器同时运行的变电所, 应采用变压器分列运行。
5. 接在线路上的避雷器,不宜装设隔离开关;但接在母线上的避雷器,可与电压互感器合用 一组隔离开关。
6.6~10KV 固定式配电装置的出线侧,在架空线路或有反馈可能的电缆出线回路中,应装 设线路隔离开关。
7. 采用 6~10 KV 熔断器负荷开关固定式配电装置时,应在电源侧装设隔离开关。
8. 由地区电网供电的变配电所电源出线处,宜装设供计费用的专用电压、电流互感器(一般 都安装计量柜)。
9. 变压器低压侧为 0.4KV 的总开关宜采用低压断路器或隔离开关。当有继电保护或自动切 换电源要求时,低压侧总开关和母线分段开关均应采用低压断路器。
10. 当低压母线为双电源,变压器低压侧总开关和母线分段开关采用低压断路器时,在总开 关的出线侧及母线分段开关的两侧,宜装设刀开关或隔离触头。
二、主结线方案选择
对于电源进线电压为 35KV 及以上的大中型工厂,通常是先经工厂总降压变电所降为 6— 1 0KV 的高压配电电压,然后经车间变电所,降为一般低压设备所需的电压。
总降压变电所主结线图表示工厂接受和分配电能的路径, 由各种电力设备 (变压器、 避雷器、 断路器、互感器、隔离开关等)及其连接线组成,通常用单线表示。
主结线对变电所设备选择和布置, 运行的可靠性和经济性, 继电保护和控制方式都有密切关 系,是供电设计中的重要环节。
一次侧采用内桥式结线,二次侧采用单母线分段的总降压变电所主电路图如下这种主结线, 其一次侧的 QF10跨接在两路电源线之间,犹如一座桥梁,而处在线路断路器 QF11和 QF 12的内侧,靠近变压器,因此称为内桥式结线。这种主结线的运行灵活性较好,供电可靠
性较高,适用于一、二级负荷工厂。如果某路电源例如 WL1线路停电检修或发生故障时, 则断开 QF11 ,投入 QF10 (其两侧 QS 先合),即可由 WL2恢复对变压器 T1的供电, 这种内桥式结线多用于电源线路较长因而发生故障和停电检修的机会较多、 并且变电所的变 压器不需要经常切换的总降压变电所。
2、 一次侧采用外桥式结线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所主电路图 (下图 ) ,这种 主结线,其一次侧的高压断路器 QF10也跨接在两路电源进线之间,但处在线路断路器 QF 11 和 QF12的外侧,靠近电源方向,因此称为外桥式结线。这种主结线的运行灵活性也较 好, 供电可靠性同样较高, 适用于一、 二级负荷的工厂。 但与内桥式结线适用的场合有所不 同。如果某台变压器例如 T1停电检修或发生故障时,则断开 QF11 ,投入 QF10 (其两 侧 QS 先合) , 使两路电源进线又恢复并列运行。 这种外桥式适用于电源线路较短而变电所 负荷变动较大、 适用经济运行需经常切换的总降压变电所。 当一次电源电网采用环行结线时, 也宜于采用这种结线,使环行电网的穿越功率不通过进线断路器 QF11 、 QF12 ,这对改 善线路断路器的工作及其继电保护的整定都极为有利。
3、一、二次侧均采用单母线分段的总降压变电所主电路图(见下图)
这种主结线图兼有上述两种桥式结线的运行灵活性的优点, 但所用高压开关设备较多, 可供 一、二级负荷,适用于一、二次侧进出线较多的总降压变电所
4、 一、 二次侧均采用双母线的总降压变电所主电路图采用双母线结线较之采用单母线结线, 供电可靠性和运行灵活性大大提高, 但开关设备也大大增加, 从而大大增加了初投资, 所以 双母线结线在工厂电力系统在工厂变电所中很少运用主要用与电力系统的枢纽变电所。 本次 设计的电机修造厂是连续运行, 负荷变动较小, 电源进线较短 (2.5km ) , 主变压器不需要经 常切换, 另外再考虑到今后的长远发展。 采用一、 二侧单母线分段的总降压变电所主结线 (即 全桥式结线)。
第五章 短路计算
一、短路电流计算的目的及方法
短路电流计算的目的是为了正确选择和校验电气设备,以及进行继电保护装置的整定计算。 进行短路电流计算, 首先要绘制计算电路图。 在计算电路图上, 将短路计算所考虑的各元件
的额定参数都表示出来, 并将各元件依次编号, 然后确定短路计算点。 短路计算点要选择得 使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。
接着, 按所选择的短路计算点绘出等效电路图, 并计算电路中各主要元件的阻抗。 在等效电 路图上, 只需将被计算的短路电流所流经的一些主要元件表示出来, 并标明其序号和阻抗值, 然后将等效电路化简。 对于工厂供电系统来说, 由于将电力系统当作无限大容量电源, 而且 短路电路也比较简单, 因此一般只需采用阻抗串、 并联的方法即可将电路化简, 求出其等效 总阻抗。最后计算短路电流和短路容量。
短路电流计算的方法, 常用的有欧姆法 (有称有名单位制法) 和标幺制法 (又称相对单位制 法)。
二、本设计采用标幺制法进行短路计算
1. 在最小运行方式下:
(1)确定基准值
取 Sd = 100MV·A,UC1 = 60KV,UC2 = 10.5KV
而 Id1 = Sd /√3UC1 = 100MV·A/(√3×60KV) = 0.96KA
Id2 = Sd /√3UC2 = 100MV·A/(√3×10.5KV) = 505KA
(2)计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值
1)电力系统(SOC = 310MV·A )
X1* = 100KVA/310= 0.32
2)架空线路(XO = 0.4Ω/km)
X2* = 0.4×4×100/ 10.52= 1.52
3)电力变压器(UK% = 7.5)
X3* = UK%Sd/100SN = 7.5×100×103/(100×5700) = 1.32
绘制等效电路如图,图上标出各元件的序号和电抗标幺值,并标出短路计算点。
(3)求 k-1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量
总电抗标幺值
X*Σ(K-1)= X1*+X2*= 0.32+1.52= 1.84
三相短路电流周期分量有效值
IK-1(3) = Id1/X*Σ(K-1)= 0.96/1.84 =0.52
3) 其他三相短路电流
I
ish(3) = 2.55×0.52KA = 1.33KA
Ish(3) = 1.51×0.52 KA= 0.79KA
4) 三相短路容量
Sk-1(3) = Sd/X*Σ(k-1) =100MVA/1.84=54.3
(4)求 k-2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 1) 总电抗标幺值
X*Σ(K-2) = X1*+X2*+X3*// X4* =0.32+1.52+1.32/2=2.5 2) 三相短路电流周期分量有效值
IK-2(3) = Id2/X*Σ(K-2) = 505KA/2.5 = 202KA
3) 其他三相短路电流
I
ish(3) = 1.84×202KA =372KA
Ish(3) =1.09×202KA = 220KA
4) 三相短路容量
Sk-2(3) = Sd/X*Σ(k-1) = 100MVA/2.5 = 40MV·A
在最大运行方式下:
(1)确定基准值
取 Sd = 1000MV·A,UC1 =60KV,UC2 = 10.5KV
而 Id1 = Sd /√3UC1 = 1000MV·A/(√3×60KV) =9.6
Id2 = Sd /√3UC2 = 1000MV·A/(√3×10.5KV) = 55KA
(2)计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值
1)电力系统(SOC = 1338MV·A )
X1*= 1000/1338= 0.75
2)架空线路(XO = 0.4Ω/km)
X2* = 0.4×4×1000/602 =0.45
3)电力变压器(UK% = 4.5)
X3* = X4* = UK%Sd/100SN = 7.5×1000×103/(100×5700) = 13.2
绘制等效电路如图,图上标出各元件的序号和电抗标幺值,并标出短路计算点。
(3)求 k-1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量
1) 总电抗标幺值
X*Σ(K-1) = X1*+X2* = 0.75+0.45= 1.2
2) 三相短路电流周期分量有效值
IK-1(3) = Id1/ X*Σ(K-1)= 9.6KA/1.2 = 8KA
3) 其他三相短路电流
I
ish(3) = 2.55×8KA = 20.4KA
Ish (3) = 1.51×X*Σ(K-1)8KA = 12.1KA
4) 三相短路容量
Sk-1(3) = Sd/X*Σ(k-1)= 1000/1.2 = 833MVA
(4)求 k-2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量
K 1) 总电抗标幺值
X*Σ(K-2) = X1*+X2*+X3*∥ X4* = 0.75+0.45+13.2/2 = 7.8
2) 三相短路电流周期分量有效值
IK-2(3) = Id2/X*Σ(K-2) = 55KA/7.8 = 7.05KA
3) 其他三相短路电流
I
ish(3) = 2.55×7.05KA =17.98KA
Ish(3) = 1.51×7.05KA = 10.65KA
4) 三相短路容量
Sk-2(3) = Sd/X*Σ(k-2) = 1000/7.05= 141.8MV·A
三 . 短路电流计算结果:
1. 最大运行方式
2. 最小运行方式
第六章 导线、电缆的选择
概述
为了保证供电系统安全、 可靠、 优质、 经济地运行, 进行导线和电缆截面时必须满足下列条 件 :
发热条件
导线和电缆 (包括母线 ) 在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的发热温度, 不应超 过其正常运行时的最高允许温度。
工厂用电安全
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工厂用电安全(事故后现场)
2011年6月29日,早上,8:32分,观澜某工厂因工厂用电负荷重造成线路烧毁,未造成人员伤亡,员工平安无事,只是线路负荷过重烧毁,(2011年4月--5月--6月)三次对其厂进行警告,1、超负荷电流大 2、线表皮温度过高 3、用 电导线 不合格产品 5、厂里配线线路设计不合理 4、电房计量电表损坏,峰平谷表(深圳浩能达),
厂家老板对如上警告-----无视 否定我们物业电工权威,他说:按照供电局某某人员说的----线表面温度65度算正常的。我看那个人告诉厂家老板的人是脑残一族,他也不看看厂家的电线、用电 功率 配线情况在说话,如下照片,于示警戒(不听劝告和警告的后果):
便宜没好货,好货不便宜,别贪小便宜,想安全生产,千万别省不该省的。厂里不请电工后果有得看,害死人的~~~
照片名称:厂房自己的电表箱
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照片名称:厂房自己的电表箱2
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照片名称:厂房自己的电表箱3
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照片名称:厂房自己的电表箱底部特写
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照片名称:某厂一角
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照片名称:某厂一角2
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照片名称:某厂厂房外特写
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照片名称:某厂厂房外特写2
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照片名称:某厂厂房外特写3
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照片名称:某厂电线槽
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照片名称:某厂电线槽2
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照片名称:电表尸体
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