某金属加工厂变电所一次侧电气设计.doc

某金属加工厂变电所一次侧电气设计 文摘 本课题的目标是设计降压变电所一次侧电气部分，实现工厂供电系统安全、可靠、优质、经济地运行。通过本课题的设计，初步掌握中小型工厂供电系统运行维护及简单设计所必需的基本理论和基本知识，为今后从事工厂供电技术工作奠定初步的基础。本文根据GB50053—1994《10kV及以下变电所设计规范》的要求，从变电所10kV侧和低压侧两个方面详细阐述了变电所的实现及其理论依据。该方案在小型工厂中因具有较强的市场竞争力而得到广泛地应用。 关键词 功率因素；降压变压器；母线 工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配问题。我们知道，电能是现代工业生产的主要能源和动力。工业生产应用电能和实现电气化以后，能大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低成本，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。由此可见，搞好工厂供电工作对于保证工业生产正常运行和实现工业现代化，具有十分重要的意义。而工厂变电所在工厂供电系统中起着非常重要的作用，甚至可以说它是工厂供电系统的心脏部位，因而对工厂变电所的设计就显得尤为重要了。 1 负荷计算和无功功率补偿 1.1 计算负荷的意义和计算的目的 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，但是这种原始资料要变成电力设计所需要的假想负荷──称为计算负荷，从而根据计算负荷按照允许发热条件选择供电系统的导线截面，确定变压器容量，制定提高功率因数的措施，选择及整定保护设备以及校验供电电压的质量等，是一件较为复杂的事。 电力装备设计部门对机械设备进行电气配套设计时总有一定的裕度，即使电动机功率完全符合机械计算的配套要求。在工厂中使用的情况不同，也会影响到电力负荷的大小，如不同的生产阶段，不同的材料，不同的熟练程度，不同的时期，电气负荷都是有差别的，它的变化与很多随机因素有关。 但是这种电气计算负荷还必须认真的确定，因为它的准确程度，直接影响整个工厂供电设计的质量。如计算过高，将增加供电设备的容量，浪费有色金属，增加初投资。计算过低则可能使供电元件过热，加速其绝缘损坏，增加电能损耗，影响供电系统的正常运行。还会给工程扩建带来很大的困难。更有甚者，由于工厂企业是国家电力的主要用户，以不合理的工厂计算负荷为基础的国家电力系统的建设，将给国民经济带来很大的危害。 由于计算负荷意义重大，三十年代初期就已成为国外学者和设计人员从事研究的主要课题，政府和国家有关业务部门都给予关切和鼓励，在以下三个方面取得了一致的结论： ⑴ 为便于分析计算，按照不同性质的用电设备进行分类，例如按电流、频率、工作制等分类，这种分类方法使人们便于测定同一类型用电设备的工作特性和用电之间的关系特点，找出安装容量与使用容量的比例关系，进一步为设计工作提供参考依据。 ⑵ 现有工厂的负荷曲线是检验负荷计算结果是否准确的依据，同时，研究负荷曲线，得出表征不同用电状况的各项系数，从理论上推算负荷值的大小，再放在实践中校验修正。 ⑶ 现行数理统计和概率论的方法是研究复杂的、随机变化着的负荷的重要手段。目前，对计算负荷的研究工作国外仍在进行。我国建国初期从国外引进大量资料进行工厂建设所取得的经验证明，组织各方面的力量，结合我国国情进一步研究确定各项系数数值是非常重要的，在国家有关部门的统一组织下，深入研究负荷计算的方法；大力测定负荷计算系数；广泛进行企业负荷调查，是我国广大供电工作者的重要任务。 1.2 负荷计算的方法 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、电缆等电力组件，这就需要对电力负荷进行计算。 计算负荷是指导体中通过一个等效负荷时，导体的最高温升正好与通过实际变动负荷时其产生的最高温升相等，该等效负荷就称为计算负荷。 计算负荷是供电设计计算的依据。计算负荷的确定是否合理，将直接影响到电器设备和导线电缆的选择是否经济合理。计算负荷不能定得太大，否则选择的电器设备和导线电缆将会过大而造成投资和有色金属的浪费；计算负荷也不能定得太小，否则选择的电器设备和导线电缆将会长期处于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早老化甚至烧毁。 因此工程上根据不同的计算目的，针对不同类型的工厂和不同类型的负荷，在实践中总结出了各种负荷的计算方法，例如估算法、需要系数法、二项式法等。根据实际情况和本次设计的要求，这里着重介绍一下需要系数法。 1.2.1 需要系数法 在所计算的范围内，将用电设备按其设备性质不同分成若干组，对每一组选用合适的需要系数，算出每组用电设备的计算负荷，然后由各组计算负荷求总的计算负荷，这种方法称为需要系数法。所以需要系数法一般用来求多台三相用电设备的计算负荷。 需要系数，是用电设备组（或用电单位）在最