院 系：物理与电子工程学院 姓 名：梁 检 满 专 业：自动化 学 号：13006220730 指导老师：姚 文 华 日 期：2014年6月2日
供配电技术论文 摘要
摘要
本设计主要是对小型工厂供配电系统的电气部分进行设计。工厂由户外引入10kV的高压电源，经过工厂变电所降为220/380V的低压电，直接供给工厂车间的动力系统和照明系统。
在选择电气设备之前，先对工厂负荷进行计算，确定工厂总的负荷容量，同时在低压母线侧进行无功功率的补偿，以提高功率因数。根据补偿后的负荷容量，选择工厂变电所变压器的容量和台数，然后确定工厂采用的供电系统，选择合适的车间配电方案，画出供配电系统主接线图。
高压一次设备、低压一次设备和导线截面积选择时，都必须满足电路正常条件下和短路故障条件下工作的要求。电气设备不仅要满足在短路故障条件下的工作要求，还必须按最大可能的短路故障时的动稳态度和热稳态度进行校验，以判断设备是否满足工作要求。电路发生三相短路时的短路电流电流最大，计算三相短路电流，以进行设备的校验。
最后，进行继电保护和防雷接地，来提高系统的安全性和可靠性。
关键词：负荷计算，三相短路，继电保护，设备选择
I
供配电技术论文 目录
目录
1 引言 ............................................................... 1
1.1工厂供电意义和要求 ........................................................................................ 1 1.2设计原则 ............................................................................................................ 2 2 负荷其计算 ......................................................... 4
2.1 负荷分级及供电电源措施 ............................................................................... 4
2.1.1 工厂电力负荷的分级 ............................................................................ 4 2.1.2 各级负荷的供电措施 ............................................................................ 4 2.2工厂计算负荷的确定 ........................................................................................ 5
2.2.1负荷计算的目的和意义 ......................................................................... 5 2.2.2负荷计算的方法 ..................................................................................... 6 2.2.3需要系数法确定计算负荷 ..................................................................... 6 2.2.4二项式法确定计算负荷 ......................................................................... 8 2.2.5工厂负荷的计算 ..................................................................................... 8 2.3无功功率补偿 .................................................................................................. 12
2.3.1功率因数 ............................................................................................... 12 2.3.2无功补偿的选择 ................................................................................... 13 2.3.3无功补偿的计算 ................................................................................... 14
3 变压器选择与电气主接线 ............................................ 16
3.1变压器的选择 .................................................................................................. 16
3.1.1电力变压器及其分类 ........................................................................... 16 3.1.2电力变压器的连接组别 ....................................................................... 16 3.1.3变压器台数和容量的选择 ................................................................... 17 3.1.4电力变压器的校验 ............................................................................... 18 3.2工厂变配电所的主接线图 .............................................................................. 19
3.2.1电气主接线的概况 ............................................................................... 19 3.2.2车间和小型工厂变电所的主接线图 ................................................... 19
4 短路电流的计算 .................................................... 26
4.1短路的原因、后果及其形式 .......................................................................... 26
4.1.1短路的原因 ........................................................................................... 26
I
供配电技术论文 目录
4.1.2短路的后果 ........................................................................................... 26 4.1.3短路的形式 ........................................................................................... 27 4.2无限大容量电力系统的三相短路计算 .......................................................... 27
4.2.1无限大容量电力系统 ........................................................................... 27 4.2.2短路电流的计算方法 ........................................................................... 28 4.2.3工厂三相短路电流的计算 ................................................................... 29
5 车间配电 .......................................................... 32
5.1低压配电线路接线方式 .................................................................................. 32 5.2低压配电系统的接地形式 .............................................................................. 34 6 设备选择与校验 .................................................... 38
6.1导线的选择与校验 .......................................................................................... 38
6.1.1车间导线截面及配电箱的选择 ........................................................... 38 6.1.2车间导线的校验 ................................................................................... 43 6.2高压一次设备的选择与校验 .......................................................................... 46
6.2.1一次设备及其分类 ............................................................................... 46 6.2.2 一次设备的选择 .................................................................................. 46 6.2.3一次设备的校验 ................................................................................... 48 6.3低压补偿柜选择 .............................................................................................. 50 7 继电保护与防雷接地 ................................................ 52
7.1工厂的继电保护 .............................................................................................. 52
7.1.1继电保护的选择 ................................................................................... 52 7.1.2继电保护的整定及计算 ....................................................................... 52 7.2工厂的防雷与接地 .......................................................................................... 53 总 结 ............................................................... 55 参考文献 ............................................................ 56
II
供配电技术论文 引言
1 引言
1.1工厂供电意义和要求
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；电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。 在工程机械制造厂里，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。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：
⑴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。 ⑵可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。 ⑶优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求
⑷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。
1