中南大学工厂供电课程设计(某冶金机械修造厂供配电系统设计).docx

毕业设计（论文）

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毕业设计（论文）报告

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中南大学工厂供电课程设计(某冶金机械修造厂供配电系统设计)

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中南大学工厂供电课程设计(某冶金机械修造厂供配电系统设计)

摘要：本文针对中南大学工厂供电课程设计，以某冶金机械修造厂为背景，对供配电系统进行了详细的设计。首先，对冶金机械修造厂的用电需求进行了分析，确定了供配电系统的规模和参数。接着，对供配电系统的主接线进行了设计，包括变压器、母线、开关设备等的选择和布置。然后，对供配电系统的继电保护进行了设计，确保系统的安全稳定运行。此外，还对供配电系统的自动化控制进行了设计，提高了系统的运行效率和可靠性。最后，对设计结果进行了仿真验证，验证了设计的合理性和可行性。本文的研究成果为类似冶金机械修造厂的供配电系统设计提供了参考依据。

随着工业生产的发展，供配电系统在国民经济中扮演着越来越重要的角色。冶金机械修造厂作为我国工业的重要组成部分，其供配电系统的设计直接关系到生产的稳定性和安全性。本文以中南大学工厂供电课程设计为契机，对某冶金机械修造厂的供配电系统进行了设计，旨在提高供配电系统的可靠性和经济性，为类似工程提供参考。

一、1.冶金机械修造厂用电需求分析

1.1冶金机械修造厂用电特点

(1)冶金机械修造厂作为我国工业生产的重要领域，其用电特点具有以下显著特征。首先，用电负荷大，通常单台设备功率可达到数百千瓦甚至数千千瓦，整体用电负荷量较大。以某大型钢铁厂为例，其主变压器容量可达10000千伏安，年用电量超过10亿千瓦时。其次，用电设备种类繁多，包括轧机、锻造机、起重机等大型设备，以及各种辅助设施，如通风、照明、冷却等，这些设备对供电的稳定性和可靠性要求极高。

(2)冶金机械修造厂的用电具有明显的周期性和波动性。例如，在轧钢过程中，由于生产流程的需要，会出现短时间内负荷急剧增加的情况。据统计，轧钢工序的负荷波动幅度可达20%以上。此外，季节性因素也会对用电量产生影响，如冬季采暖用电增加，夏季空调用电增加等。这种用电波动性对供配电系统的设计提出了更高的要求，需要具备良好的负荷调节能力和快速响应能力。

(3)安全性是冶金机械修造厂用电的另一个重要特点。由于生产过程中存在高温、高压、易燃易爆等危险因素，一旦供电系统出现问题，可能引发严重事故。因此，供配电系统设计必须严格遵循相关安全规范，采用高性能、高可靠性的设备，并配备完善的保护措施。例如，采用双重绝缘、漏电保护等安全措施，确保供电系统的安全稳定运行。在实际案例中，某钢铁厂曾因供电系统故障导致设备损坏，造成巨大经济损失，因此，冶金机械修造厂的供配电系统设计必须高度重视安全性问题。

1.2用电负荷计算

(1)用电负荷计算是供配电系统设计的关键环节，它直接关系到系统的容量、设备选型以及投资成本。在冶金机械修造厂，用电负荷计算通常分为以下几个步骤。首先，根据生产工艺和设备参数，确定各用电设备的功率和数量。例如，某轧钢生产线上的轧机功率为800千瓦，数量为10台。其次，考虑设备同时系数，即同一时间运行设备的比例，通常取0.7至0.8之间。以轧机为例，若同时系数为0.8，则实际负荷为800千瓦×10台×0.8=6400千瓦。接着，计算负荷率，即实际负荷与额定负荷的比值，以评估系统的负荷水平。

(2)在计算用电负荷时，还需考虑启动负荷、备用负荷等因素。启动负荷是指设备启动时瞬间产生的负荷，通常为额定负荷的1.5至2倍。以轧机为例，启动负荷为800千瓦×1.5=1200千瓦。备用负荷则是指为保证生产连续性而设置的备用设备所消耗的负荷，通常按设备额定负荷的一定比例计算。例如，备用负荷系数为0.5，则备用负荷为800千瓦×0.5=400千瓦。将这些因素综合考虑，可以得出冶金机械修造厂的总用电负荷。

(3)用电负荷计算还需结合实际生产情况，考虑生产班次、节假日等因素对负荷的影响。例如，在白班和夜班生产时，用电负荷会有所不同，白班生产负荷较高，夜班生产负荷较低。此外，节假日生产负荷通常低于正常生产负荷。因此，在设计供配电系统时，应充分考虑这些因素，确保系统能够适应不同生产阶段的用电需求。在实际应用中，通过历史用电数据分析和现场调研，可以更准确地预测和计算冶金机械修造厂的用电负荷，为系统设计提供科学依据。

1.3供配电系统规模确定

(1)供配电系统规模的确定是确保冶金机械修造厂生产稳定运行的关键。首先，根据用电负荷计算结果，确定系统的总装机容量。以某钢铁厂为例，其总用电负荷为6400千瓦，考虑到启动负荷和备用负荷，系统总装机容量需在8000千瓦以上。其次，根据电力行业标准，考虑系统安全系数