工厂供电课程设计（报告）
图2.2金工车间设备平面布置图
6.地质资料。
本厂所在地区平均海拔450m。土壤电阻率为100欧姆/米。 7.金工车间设备明细见表2-2。
表2-2金工车间设备明细表
序号 1—3 36 13—36 23—25 32—34 4 5 21 35 6 7 41 42 8 9 10 11 12 17 18 19 20 38 22 37 铣床 摇臂钻 铣床 铣床 砂轮机 砂轮机 磨床 磨床 磨床 车床 10+2.8 4.5+1.7+0.6+0.125 7+2.8 7+1.7 3.2 1 7+1.7+0.5 10+2.8+1.5 10+2.8+0.5 10+0.125 1 3 4 2 1 2 2 1 2 2 设备名称 车床 设备容量/kW 7+0.125 台数/台 14 3
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26 27 30 31 39 40 43 44 45 46 47 48 49 50 磨床 车床 摇臂钻 龙门刨 铣床 镗床 铣床 桥式起重机 桥式起重机 14+1+0.6+0.15 20+0.15 10+0.5 75+4.5+1.7+1.7+1+1+0.5 7+1.7 6.5+2.8 7+2.8 11+5+5+2.2 16+5+5+3.5 2 1 1 2 3 1 1 1 2 全厂照明密度为：12W/m.m
2.2 工厂负荷计算和无功补偿计算
根据工艺设计提供的各厂房电力负荷清单，全厂都是三级负荷。按需要系数法分别计算出各厂房及全厂的计算负荷。注意，用电设备的总容量Pe值不含备用设备容量。
2.2.1金工车间负荷计算
1．金属切削机床组设备容量
Pe=（7.125×14+12.8+6.925×3+9.8×4+8.7×2+3.2+1×2+9.2×2+14.3+13.3×2+10.125×2+15.75×2+63+38.7+20.15+10.5+85.4×2+8.7×3+9.3+9.8）kW =653.525kW
对于大批生产的金属冷加工机床电动机，其需要系数：
Kd=0.18—0.25?取0.25?cos?=0.5，tan?=1.73 有功计算负荷：P30=KdPe=（0.25×653.525）kW=163.38kW 无功计算负荷：Q30=P30tan?=（163.38×1.73）kVA=282.65kVA 2.桥式起重机容量
Pe=PN=（23.2+29.5×2）kW=82.2kW
对于锅炉房和机加、机修、装配等类车间的吊车，其需要系数：
Kd=0.1—0.15（取0.15），tan?=1.73,cos?=0.5 有功计算负荷：P30=KdPe=（0.15×82.2）kW=12.33kW 无功计算负荷：Q30=P30tan?=（12.33×1.73）kVA=21.33kVA
3.金工车间照明
车间面积：60×24=1440（m2）
设备容量：Pe=（12×1440）W=17280W=17.28kW
对于生产厂房及办公室、阅览室、实验室照明，其需要系数：
Kd=0.8—1?取1?，tan?=0,cos?=1.0（tan?和cos?的值均为白炽灯照明数据）
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有功计算负荷：P30=KdPe=（1×17.28）kW=17.28kW 无功计算负荷：Q30=P30tan?=（17.28×0）kVA=0 kVA 2.2.2全厂总负荷
1．变压器低压侧：
有功计算负荷：P30?2?=0.95?P30
=0.95×（163.38+12.33+17.28+100+80+20+20）kW =392.34kW
无功计算负荷：Q30?2?=0.97?Q30
=0.97×（282.65+21.33+110+90+20+15）kVA =522.81kVA
视在计算负荷：S30?2?=392.342?522.812kVA=653.65kVA 功率因数：cos?2=P30?2?/Q30?2?=392.34/653.65=0.6
SL7型变压器属于低损耗电力变压器，其功率损耗可按简化公式计算。 有功损耗：?PT?0.015S30?2?=（0.015×653.65）kW=9.81kW 无功损耗：?QT?0.06S30?2?=（0.06×653.65）kVA=39.22kVA 2．变压器高压侧： 有功计算负荷：P30?1?=P+?PT=（392.34+9.81）kW=402.15kW
30?2?无功计算负荷：Q30?1?=Q30?2?+?QT=（522.81+39.22）kVA=562.03kVA 视在计算负荷：S30?1?=402.152?562.032kVA=691.09kVA 功率因数：cos?1=P30?1?/S30?1?=402.15/691.09=0.58 3．无功功率的补偿。
由于要求工厂变电所高压侧的功率因数不得低于0.9，而目前只有0.58，因此，需进行无功功率的补偿。
提高功率因数的方法分为改善自然功率因数和安装人工补偿装置两种。安装人工补偿装置的方法既简单见效又快，因此，这里采用在低压母线装设电容屏的方法来提高功率因数[5]。考虑到变压器无功功率补偿损耗远大于有功功率损耗。一般?Qt=（4-5）?PT,因此在低压补偿时，低压侧补偿后的功率略高于0.9，这里
取cos?=0.92。而补偿前低压侧的功率因数只有0.6，由此可得低压电容屏的容量为：
QC=P（tan?-tan?'）
30?2?=392.34???tan?arccos0.6??tan?arccos0.92???kVA=355.76kVA 取QC=360kVA。
4．补偿后变压器容量和功率因数： 补偿后变电所低压侧的视在计算负荷：
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'2S30=392.34??522.81?360?kVA=424.78kVA 2??2主变压器的功率损耗： ''?P?0.015S??0.015?424.78?kW?6.37kW T30?2?''?QT?0.06S30?2???0.06?424.78?kVA?25.49kVA
变压器高压侧的计算负荷：
'有功计算负荷：P30?1???392.34?6.37?kW?398.7kW
'无功计算负荷：Q30?1???522.81?360?25.49?kVA?188.3kVA '22视在计算负荷：S30?1??398.7?188.3kVA=440.9kVA
''功率因数：cos?'=P30?1?/S30?1??398.7/440.94?0.904
功率因数满足要求。
''计算电流：I30?1??S30?1?/3UN?440.94kVA/?3?10kV?25.46A
?全厂变电所负荷计算如表2-3所示。
2.3 主要车间配电系统的确定
工厂的低压配电线路有放射式、树干式和环行三种基本结线方式。 放射式结线的特点是：其引出线发生故障是互不影响，供电可靠性较高，而且便于装设自动装置。但有色金属消耗量较多，采用的开关设备也较多。放射式结线方式多用于设备容量大或供电可靠性要求较高的设备供电。而树干式结线的特点正好与放射式结线相反。很适于供电给容量较小而分布较均匀的用电设备。环行结线供电可靠性较高，但其保护装置及整定配合比较复杂[6]。因此，根据金工车间的具体情况，本系统采用放射式和树干式组合的结线方式，能满足生产要求。
表2-3 全厂变电所负荷计算表 设备名称 金工车间冷加工机床 起重机 车间照明 小计 冷作车间 装配车间 仓库 户外照明 120 台数/ 台 117 3 Pe/ kW 654.53 82.2 17.28 Kd 0.25 0.15 1 cos? tan? 0.5 0.5 1 1.73 1.73 0 P30/ kW 163.38 12.33 17.28 192.99 100 80 20 20 Q30/ kVA 282.65 21.33 0 303.98 110 90 20 15 S30/ kVA 6
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小计 变电所低压负荷取 K?p=0.95 K?q=0.97 补偿电容 补偿后低压负荷 220 392.34 235 522.81 653.65 392.34 -360 162.81 424.78 配电设计方案1如图2.3所示。配电设计方案2如图2.4所示。 方案比较：
1．方案1和方案2对金工车间的供电都是可行且都能达到目的。
2．方案1和方案2中，方案1中的干线⑤⑥⑧③和方案2中的干线⑤⑥⑦③是同样的。对功率较大的靠近变电所的设备采用放射性供电，放射式线路之间互不影响，因此供电可靠性较高。
3．方案1中的干线①跨过20多米把设备10、11、12连接，电能损耗大，金属损耗多，这样既不经济，供电也不可靠[7]。而方案2中，设备1—9由一干线树干式供电，能减少线路的有色金属消耗量，采用的高压开关数量少，投资少，能弥补以上的缺点。
图2.3金工车间配电方案1
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