重庆科技学院高等教育自学考试本科毕业论文 1绪论
1 绪论
电能是现代工业生产的主要能源和动力，但它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。电能既易于由其他形式的能量转换而来，又易于转换为其他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，有利于实现生产自动化。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。
一般中小型工厂的电压进线电压为6-10kV。电能先经高压配电所集中，在由高压配电线路将电能分送到各车间变电所，或者高压配电线路供给给高压用电设备。车间变电所内装设有电力变压器，将6-10kV的高压降为一般低压用电设备所需的电压（220/380V），然后由低压配电线路将电能分送给各用电设备。
对于大型工厂及其某些电源进线电压为35 kV及以上的中型工厂，一般经过两次降压，也就是电源进厂后，先经总降压变电所，有大容量的电力变压器将35kV及以上的电源电压降为6-10kV的配电电压，再通过高压配电线路或高压配电所将电能送到各个车间变电所，最后经变压器降为一般低压用电设备所需的电压。
有的35kV进线的工厂，只经一次降压， 及35kV线路直接引入靠近负荷中心的车间变电所，经车间变电所的配电变压器直接降为低压用电设备所需电压。这种配电方式称为高压深入负荷中心的直配方式。这样可以省去一级中间变压，从而简化了供电系统，节约有色金属，降低电能损耗和电压损耗，提高供电质量。然而这要根据厂区环境条件是否满足35kV架空线路深入负荷中心的“安全走廊”要求而定，否则不宜采用，以确保供电安全。
对于总供电容量不超过1000kV·A的小型工厂，通常只设一个降压变电所，将6-10kV电压降为低压用电设备所需的电压（220/380V）。如果工厂所需容量不大于160kVA时，一般采用低压电源进线，工厂只需设一个低压配电间。
本厂属于中小型工厂，采用10kV供电电源，用电缆线路连接本厂变电所，将6-10kV的高压降为一般低压用电设备所需的电压（220/380V），然后由低压配电线路将电能分送给各用电设备。
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重庆科技学院高等教育自学考试本科毕业论文 2电力负荷及其计算
2 电力负荷及其计算
2.1负荷计算的方法
在已知用电设备的情况下，负荷计算有需要系数法、二项式法和利用系数法；在未知用电设备的情况下，负荷计算有负荷密度法、单位指标法和住宅用电量指标法。
① 需要系数法
用设备功率乘以需要系数，直接求出计算负荷。这种方法比较简便，应用广泛，尤其适用于配变电所的负荷计算
②利用系数法
采用利用系数求出最大负荷班的平均负荷，再考虑设备台属和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数的计算负荷。这种方法的理论根据是概率论和数理统计，因而计算结果比较接近实际，但因利用系数的实测与统计较困难，在电气设计中一般不用。
③二项式法
在设备组容量之和的基础上，考虑若干容量最大设备的影响，采用经验系数进行加权求和法计算负荷。
④ 负荷密度法
当已知某建筑面积负荷密度ρ时，某建筑的平均负荷可按下式计算
Pav =ρ·A（kW）
式中:ρ——负荷密度（kW/m2） A——某建筑面积（m2）
在建筑方案设计阶段，可采用建筑面积负荷密度法进行负荷估算。在建筑施工阶段设计时，可采用需要系数法进行复核。
2.2工厂负荷的计算
基础资料：
① 工厂各负荷情况，如表2.1所示
表2.1 各车间负荷表 车间 FA车间 空调机房 冰水主机室 锅炉房 消防泵房 PCBA车间 P30/kW 30 5 30 20 15 30 2
Q30/kvar 50 100 29 35 72 66 最大电动机/kW 95 35 55 45 36 30 重庆科技学院高等教育自学考试本科毕业论文 2电力负荷及其计算
库房 照明 10 10 85 37 50 80
金工车间设备负荷如表2.2所示
表2.2 金工车间负荷表
序号 1~3 13~16 23~25 36 32~34 4 5 21 35 6 7 41 42 8 9 10 11 12 17 18 19 20 38 22 37 26 27 28 29 30 31 39 40 43 44 45 46 47 48 49 50 设备名称 铣床 摇臂钻 铣床 铣床 砂轮机 砂轮机 磨床 磨床 磨床 车床 磨床 立床 车床 摇臂钻 龙门刨 铣床 镗床 铣床 桥式起重机（?=25%） 桥式起重机（?=25%） 设备容量/kW 7+0.125 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 14+1+0.6+0.15 55+7+1 37+1.7 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 台数/台 14 1 3 4 2 1 2 2 1 2 2 2 1 1 1 1 2 3 1 1 1 2 全厂照明密度为：12W/m2 3
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② 根据基础资料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个厂房及全厂的计算负荷。
1）金工车间负荷计算
a.金属切削机床设备容量：
Pe? (7.125?4?12.8?6.925?3?9.8?????85.4?2?8.7?3?9.3?9.8)kW ?654.525kW
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，cos??0.5，tan??1.73 有功计算负荷： P（0.25?654.525）kW?163.63kW 30?KdPe?无功计算负荷： Q30?P30tan??（163.63?1.73）kvar?283.08kvar b.桥式起重机容量；
Pe?PN??23.2?29.5?2??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;cos??0.5，tan??1.73 有功计算负荷： P（0.15?82.2）kW?12.33kW 30?KdPe?无功计算负荷： Q30?P（12.33?1.73）kvar?21.33kvar 30tan??C金工车间照明：
车间面积：60?24?1440m2
（12?1440）W?17280W 设备容量： Pe?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，cos??1，tan??0 有功计算负荷： P（1?17.28）kW?17.28kW 30?KdPe?无功计算负荷： Q30?P（17.28?0）kvar?0kvar 30tan??2）全厂总负荷
取有功同时系数K?p?0.95，无功同时系数K?q?0.97 有功计算负荷：P30（2）?0.95P30
?0.95??163.63?12.33?17.28?100?80?20?20?kW
?392.58 kW
无功计算负荷：Q30（2）?0.97Q30
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?0.97??283.08?21.33?110?90?20?15?kvar
?523.23kvar
视在计算负荷：
S30(2)?P30(2)2?Q30(2)2 ?654.13 kVA
功率因数：
?0.6 cos?(2)?P30(2)/S30(2)③ 按逐级法计算法确定工厂的计算负荷
工厂的计算负荷，应该是高压母线上所以高压配电线路计算负荷之和，在乘以一个同事系数。高压配电线路的计算负荷，应该是该线路所供车间变电所低压侧的计算负荷加上变压器的功率损耗和高压配电线路的功率损耗，如此逐级计算即可求得供电系统所有元件的计算负荷。
但对一般工厂供电系统来说，由于高低压配电线路一般不长，其损耗较小，因此在确定计算负荷时往往不记线路损耗。
在符合计算中，新型低损耗电力变压器的功率损耗可按下列简化公式计算： 有功损耗： ?PT?0.01S30
无功损耗： ?QT?0.05S30 —— S30为变压器二次侧的视在计算负荷 机器厂变压器高压侧的有功计算负荷：
P30(1)?P30(2)??PT?392.58?0.01?654.13?399.12kW 机器厂变压器高压侧的无功计算负荷：
Q30(1)?Q30(2)??QT?523.23?0.05?654.13?555.94kvar 机器厂变压器高压侧的视在计算负荷：
S30(1)?P30(1)2?Q30(1)2?399.122?555.942?684.37kVA 功率因数： cos?(1)?P30(1)/S30(1)?399.12/684.37?0.58
2.3无功功率补偿
工业与民用用电设备中，有大量设备的工作需要通过向系统吸收感性的无功功率来建立交变的磁场，这使系统输送的电能容量中无功功率的成分增加，在系统变配电设备及输送线路规格一定的情况下，直接影响到有功功率的输送。
电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性负荷，在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后，可以提供感性负载所消耗的无功功率，减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，由于减少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率
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