第一章 绪论1.1 工厂供电的意义在学完供电技术这门课程后，对电力系统和供配电系统的概念、电能的质量指标和电力负荷等基本知识有了基本的了解，也能根据负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等条件给出合理的设计方案。

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。

工厂供电设计主要包括全厂变电所设计、车间配电系统所设计及车间动力和照明设计。

电能是一种清洁的二次能源，它不仅能传送和分配，易于转换为其他的能源，而且便于控制、管理和调制，易于实现自动化。

所以，电能已广泛应用于国民经济、社会生产和人们的日常生活之中。

1.2 设计概述1、工厂总平面图（参见附图-5）2、各车间用电设计资料（参见附表1）3、电源情况1) 电源电压等级10KV2) 电源线路，用一回架空非专用线向本厂供电，导线型号为LJ —70，线路长度为5公里；3) 电源变电所10KV 母线短路容量最大运行方式时为300MVA ，最小运行方向时为200MVA ，单相接地电流为10A ；4) 电源变电所10KV 引出线继电保护的整定时限为1.6秒。

4、全厂功率因数要求不低于《供用电规程》 5、计量要求高供高量 6、二部电价制收费：（1）电度电价为0.058元/度（2）设备容量电价4元/KVA 月（或最高量电价6元/KW 月）7、工厂为二班制生产，全年工作时数4500小时，最大负荷利用小时3500小时（均为统计参考值）8、厂区内低压配电线路允许电压损失3.5~5% 9、本地气象、地壤等资料： （1）海拔高度9.2米（2）最热月平均温度28.4℃ （3）最热月平均最高温度32.2℃ （4）极端最高温度38.5℃ （5）极端最低温度-15.5℃KMAX S KMIN =200MVA（6）雷暴日数35.6日/年（7）最热月地下0.8米的平均温度27.4℃1.3 设计任务及设计方案1、设计任务（1）设计说明书一份其内容包括以下主要部分：1）各车间与全厂的负荷计算，功率因数的补偿（放电电阻值）2）变（配）电所位置的确定，变压器数量、容量的决定3）全厂供电系统的接线方式与变电所主接线的确定4）高气压电气设备与导线电缆的选择5）短路电流的计算与电气设备的校验6）继电保护整定电流（2）设计图纸：1）变(配)电所主接线图一张(或将高、低压分开画两张)2）工厂变配电所和电力线路平面布置图一张3）继电保护原理展开图一张4）变配电所平剖面布置图一张（两张）（3）主要设备材料表一份2、设计方案我们根据工厂各车间的实际情况，利用需要系数法计算出各组设备容量、功率因数不满足供电规程，则进行无功补偿。

然后按功率距法确定负荷中心，根据变电所位置选择的原则确定了变电所的位置，如果车间的视在功率大于320KVA，则需设一个车间变电所，再确定变压器的台数和容量，并选择了变压器的型号。

根据选择的额定容量计算短路电流，在选择电气设备时，一定要遵循选择的原则。

继电保护设计时，要就实际情况选择保护。

厂区采用电缆接线方式，高压电缆进线用硬铝母线，变压器室需抬高地平，窄面推进，双列，离墙安装。

设计时尽量使设计的方案简单明了，不浪费资源。

第二章负荷计算及功率补偿2.1 负荷计算的内容和目的一、负荷计算的内容负荷计算又称需要负荷或最大负荷。

计算负荷时一个假想的持续性负荷，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。

负荷计算要将各车间设备分组，求出各用电设备的设备容量，然后用需要系数法逐个算出分组的计算负荷，车间计算负荷以及全厂计算负荷。

按照要求高压侧的功率因数应该大于0.9，若不满足要求，需要对高压侧进行无功功率补偿。

同时，无功功率补偿要考虑设备安装地点和控制方式，根据补偿要求选择相应的成套补偿装置。

二、负荷计算的目的工厂企业电力负荷计算的主要目的是：（1）全厂在工程设计的可行性研究阶段要对全厂用电量做出估算以便确定整个工程的方案；（2）在设计工厂供电系统时，为了正确选择变压器的容量，正确选择各种电气设备和配电网络，以及正确选择无功补偿设备等，需要对电力负荷进行计算。

2.2 负荷计算的方法工程上根据不同的计算目的，针对不同类型的用户和不同类型的负荷，负荷计算的方法有很多种，包括估算法、需要系数法、二项式法和单相负荷计算法，我们采用需要系数法。

一、进行负荷计算时，首先要将不同工作制下的用电设备的额定容量换算成统一的设备容量。

1、长期工作制和短时工作制的用电设备P e N2、反复短时工作制的用电设备1)电焊机和电焊机组换算到=100%时的功率P e=P N式中—电焊机额定有功功率—额定负荷持续率—其值为100%的负荷持续率2)起重机换算到=25%时的额定功率P e=P N式中—起重机额定有功功率—额定负荷持续率—其值为25%的负荷持续率3)照明设备的额定容量可按建筑物的单位面积容量法估算P e=式中—建筑物单位面积照明容量W/m2S—建筑物面积m2二、用电设备的计算负荷1、单台用电设备的计算负荷就是其设备容量=P e2、单组用电设备的计算负荷有功功率：=无功功率：视在功率：计算电流：式中—该用电设备组的需要系数—功率因数角的正切值3、多组用电设备的计算负荷有功功率：=无功功率：视在功率：计算电流：式中—同时系数三、全厂的负荷计算全厂计算负荷用需要系数法逐级从负荷端计算到变电所电源进线处。

序号用电设备型号名称台数每台设备额定容量（千瓦）备注1 M2110内圆磨床 4.72 M2120内圆磨床 2 7.13 M7120A平面磨床 4.24 M7130K平面磨床 3 7.65 M131W外圆磨床 6.86 M8621A花键轴磨床 3 4.57 MQ1350A外圆磨床17.68 HO57外圆磨床17.69 Y2235弧齿轮滚齿轮 2 6.510 Y4245剃齿机 3.911 Y4632珩齿轮 2 4.812 YB31125滚齿轮23.613 Y38A滚齿轮 2 3.914 Y38滚齿轮 2 3.915 Y3150滚齿轮 3.116 C630—1M车床10.117 C620—1车床 3 7.618 L612020T卧式拉床22.119 YB6016花键轴铣床 3 6.820 Y5120A插齿机 2.421 Y54插齿机 3 3.622 Y236锥齿轮刨齿机 2.923 B6050牛头刨床 4 424 B69牛头刨床1125 B665牛头刨床 3 326 B5020插床 3 327 B5030插床 428 X62W万能铣床9.729 X502立式铣床 4.930 X63万能铣床13.231 X53T立式铣床13.332 Z535立式铣床 4.633 Z3040摇臂钻床 5.234 C6150车床7.635 C620—3车床8.336 CW6140A车床837 C620—1车床 2 438 C6150车床7.639 卧式珩磨机1040 C620—1车床7.641 C616A车床 3 3.342 C868丝杠车床 3 3.143 Y7132锥形砂轮倒角机 3 3.444 MG1432齿轮倒角机7.545 YJ9332齿轮倒角机 5 1.146 M3030砂轮机 6 1.547 Z521台式铣床7 0.648 Q11—3×1200剪边机 3 349 W67—40板料折边压力机 2 3.850 AX—320直流弧焊机1451 BS—330—1焊接变压器21KVA单相380伏52 5吨电动桥式吊车24.2各用电设备组的计算负荷为：①冷加工机床：；1~47均分在这一组。

=0.16×485.312=77.65KW=77.65×1.73=134.3Kvar②剪床压床：；48、49归为一组。

=0.25×（3+3.8）=1.7KW=1.7×1.33=2.26Kvar③电焊机：65%；50归在这一组。

将电焊机的设备容量转换到=100%时的功率，且该组只有1台设备，=P N×14=11.29KW=1.33×11.29=15.02Kvar④焊接变压器：65%，；51号归于这组。

将弧焊变压器的设备容量转换到=100%时的功率，且该组仅有1台设备，故P N =21×0.4=8.4KW=P N×8.4=6.77KW，×=11.73KW=1.33×11.29=15.02Kvar⑤吊车：%；52号归与于这组。

将吊车的设备容量转换到=25%时的功率，且该组仅有1台设备，=P N×24.2=30.6KW=1.73×30.6=52.94Kvar⑥车间照明：S=0.01×2000×0.027×2000=1080=9W/，==9.72KW车间2的计算负荷：=×（77.65+1.7+11.29+11.73+30.6+9.72）=128.42KW=0.9×（134.3+2.26+15.02+26.86+52.94）=208.24Kvar ==244.65KVA==371.7A生活：=1.0，0①办公室（4层）照明：2352m2，=12W/ m2==28.224KW0Kvar②职工学校（3层）照明：S=2016 m2，=13W/ m2==26.208KW0 Kvar③仓库照明：S=780 m2，=5W/ m2==3.9KW0 Kvar④食堂照明：S=780 m 2，=12W/ m 2==3.9KW0 Kvar⑤车库照明：S=312 m 2，=7W/ m 2==2.184KW0 Kvar⑥门卫照明：S=180 m 2，=8W/ m 2==1.44KW0 Kvar则照明的总计算负荷为（）=71.404KW=0Kvar=71.404KVA==324.56A其他车间的计算负荷见表2-2表2-2全厂的负荷计算表序号车间及用电设备组K dtan 计算负荷 Ic （A ） PcKW Qc kvar Sc kVA NO.1 第一车冷加工机床 0.16 1.73 63.78 110.33 127.43 起重机 0.15 1.73 12.69 21.95 25.49 照明12.9612.962.3无功功率补偿一、功率因数对供配电系统的影响及提高功率因数的方法1、功率因数产生的原因及对供配电系统的影响功率因数是衡量供配电系统是否经济运行的一个重要指标。

用户中绝大多数用电设备，如感应电动机、电力变压器、电焊机及交流接触器等，它们都要从电网吸收大量无功电流来产生交变磁场，其功率因数均小于0.9，需要进行无功功率补偿，提高功率因数。