工厂供电(大作业)

某机械厂为三班工作制。

本厂通过一条长8km的LJ-95型叫架空线从地区变电所获得电源，电压为10kv。

本厂东南方向6km处还有一条10kv电缆线路可供使用。

低压侧有一220/380V 低压联络线可供使用。

本地区冬天北风，夏天南风，年平均气温：室内28℃，室外30℃，安装时环境温度按30℃考虑，本厂有部分二级负荷，占总负荷的36.5%。

其余均为三级负荷，本地区土地为黄土，地压5.5m处可见地下水，本地区属于少雷区，年雷暴日不超过25天。

本厂变电所防雷措施采用：利用周围建筑物上的避雷针防直击雷，在高压进户线侧装设阀式避雷器防感应雷，接地装置采用等电位方式，本厂各用电单位及用电状况，如附表所示，要求计算全厂总计算负荷，选择变压器容量及台数，进行主线路设计，设计要求适当考虑今后负荷发展。

附表1：某机械厂各用电单位及其用电状况一览表
1.冷加工机床组：
查表：K d=0.25，cosφ=0.5，tanφ=1.73
P30（1）= K d·P e=0.25⨯138=34.5 kw
Q30（1）= P30（1）·tanφ=34.5⨯1.73=59.69 kvar
2.通风机组：
查表：K d=0.8，cosφ=0.8，tanφ=0.75
P30（2）= K d·P e=0.8⨯80=64kw
Q30（2）= P30（2）·tanφ=64⨯0.75=48 kvar
3.点焊机组：
查表：K d=0.35，cosφ=0.6，tanφ=1.33
设备容量换算：P e=S N·cosφ·Nε=3⨯23⨯0.6⨯65.0= 33.38 kw P30（3）= K d·P e=0.35⨯33.38= 11.68 kw
Q30（3）= P30（3）·tanφ=11.68⨯1.33=15.53 kvar
4.三相电焊设备组：
查表：K d=0.35，cosφ=0.35，tanφ=2.68
设备容量换算：P e=S N·cosφ·Nε=180⨯0.35⨯65.0= 51.03 kw
P30（4）= K d·P e=0.35⨯51.03=17.86 kw
Q30（4）= P30（4）·tanφ=17.86⨯2.68=47.65 kvar
5.吊车组：
查表：K d=0.15，cosφ=0.5，tanφ=1.73
设备容量换算：P e=2·P N·Nε=2⨯60⨯65.0=46.8kw
P30（5）= K d·P e=0.15⨯46.8=6.97 kw
Q 30（5）= P 30（5）·tan φ=6.97⨯1.73=12.06 kvar
6.行车组：
查表：K d =0.15，cos φ=0.5，tan φ=1.73
设备容量换算：P e =2·P N ··N
ε
=2⨯48⨯65.0= 37.18kw
P 30（6）= K d ·P e =0.15⨯37.18=5.58kw
Q 30（6）= P 30（6）·tan φ=5.58⨯1.73=9.65Kvar
7.水泵组：
查表：K d =0.8，cos φ=0.8，tan φ=0.75
P 30（7）= K d ·P e =0.8⨯25.75=20.6kw
Q 30（7）= P 30（7）·tan φ=20.6⨯0.75=15.45kvar
8.照明： P 30（8）= P e =150kw 9.其它负荷： P 30（9）= P e =25kw 10. 机修车间总计算负荷： P 30（总）= K ∑·∑P 30
=0.95⨯（34.5+64+11.68+17.78+6.97+5.58+20.6+150+25） =319.43kw Q 30（总）= K ∑·∑Q 30
=0.95⨯（59.69+48+15.33+47.65+12.06+9.65+15.45） = 197.90kvar
S 30（总） =（低）（低）302302Q +P =2
2197.90
43.319+=375.77 KV ·A =总30I 601.28A
二、计算低压侧总计算负荷：
P 30（低）= K ∑·∑P 30=0.9⨯（319.43+66.66+118.44+88.96+486.14 +134.48+88.92+122.24+128.26+126.66+200+160+75) =319.43kw
Q 30（低）= K ∑·∑Q 30=0.9⨯（208.03+102.26+178.76+121.26+624.64
+198.96+124.64188.86+168.86+128.24 = 197.90kvar
S 30（低）=（低）（低）302
30
2Q +P =2663.94 KV ·A I 30（低） =
N
30U 3（低）S =4052.24A
三、计算低压侧平均功率因数：
由于采用三班工作制，因此，ß=0.88 α=0.8 Cos φ=
2
3030 P · 11⎪
⎭
⎫ ⎝⎛+（低）（低）αβ=0.66 < 0.95
因此，需要进行无功补偿 四、选择补偿方式： 采用低压集中补偿方式 五、确定补偿容量：
Q C = △q c ·P 30（低） =0.809⨯1919.28=1552.70kvar 六、确定电容器容量及数量
BW 0.4-240-75-3 选用18个
七、确定实际补偿容量：
Q C （实）=18⨯75=1350kvar
八、求出补偿后的低压侧计算负荷： P ‘30（低）= P 30= 1919.28k w
Q ‘30（低）= Q 30（低）- Q c （实）= 1888.66-1350=538.66kvar
S ‘30（低）=（低）（低）302
30
2Q +P =1993.44 KV ·A I ‘30（低） =
N
30U 3（低）S =3032.30A
九、确定变压器台数及容量：
1. 根据原始资料提供条件：工厂内部有部分Ⅱ级负荷，所以，要选用两台变压器
2.要求适当考虑今后发展，故应按补偿前总容量S 30（低） 来确定变压器容量。

经计算：
S 60%= 0.6⨯2663.94=1598.36 KV·A< 1600 KV·A S （Ⅰ+Ⅱ）=0.365⨯2663.94= 972.34KV·A< 1600 KV·A 故，选用S9-1600型 油浸式变压器 十、计算变压器内部损耗：
△P T =0.015·S N =0.015⨯1600=24kw △Q T =0.06⨯S N =0.06⨯1600= 96kw
十一、求出高压母线的计算负荷：
P 30（高）= P ‘30（低） + △P T = 1919.28+24=1943.28k w
Q 30（高）= Q ‘30（低） + △Q T =538.66+96=634.66 kvar
S 30（高）=（低）（低）30230
2Q +P =2044.29KV ·A
I 30（高）=
N
30U 3（低）S =2044.29/17.3=118.17 A
十二、求出电力线路上的损耗： 1.电力线路的有功损耗：
△P WL = 3·I 230（高）·R =3⨯118.172⨯0.36⨯8=120.65kw 2.电力线路的无功损耗：
△Q WL = 3·I 230（高）·X =3⨯118.172⨯0.33⨯8=.110.60kvar 十三、计算全厂总计算负荷
P 30（全）= P 30（高） + △P WL = 1943.28+120.65=2063.93k w
Q 30（全）= Q 30（高） + △Q WL = 634.66+110.60=745.26 kvar
S 30（全）=（低）（低）302
30
2Q +P =2194.36 Kv ·A I 30（全）=
N
30U 3（低）S =126.84A。