塑料制品厂总配变电所及高压配电系统设计

供配电课程设计

实践名称：塑料制品厂总配变电所及高压配电系统设计专业班级： 11自动化B班

*名：***

学号： ************* 指导教师：***

实践时间： 2014年12月22——24日

实践单位：机电工程学院

教学单位：机电工程学院

前言

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；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。

在工厂里，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（除电化工业外）。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：

1. 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。

2. 可靠应满足电能用户对供电可靠性的要求。

3. 优质应满足电能用户对电压和频率等质量的要求.

4. 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。

一、赋值参数的设计任务书

根据实际需要，塑料制品厂欲新建一所变配电所，请结合实际情况进行设计。

图1 配电系统图

作为设计依据的原始资料有：

1.工厂总平面布置图（图1）；

2.工厂生产任务、规模及产品规格本厂年产10000t聚乙烯及烃塑料制品，产品品种有薄膜、单丝、管材和注射用等制品。其原料来源于某石油化纤总厂；

3.工厂各车间负荷情况及车间变电所的容量(表1)。

表 1 各车间和车间变电所负荷计算表（380V）

4．供用电协议

1)从电力系统的某35／10kV 变电站，用双回10kV 架空线路向工厂馈电。变电站在厂南0．5km 。

2)系统变电站馈电线的定时限过流保护装置的整定时间I op =1．5s ，要求工厂总配电所的保护整定时间不大于1．0s 。

3)在工厂总配电所的10kV 进线侧计量。工厂最大负荷时功率因数不得低于0．9。

4)电力系统短路数据，如图2所示。其配电系统图如图1所示。 5．工厂负荷性资本厂多数车间为三班制，少数车间为一班或两班制，年最大负荷利用小时数为6000h 。本厂属三级负荷。

二、负荷计算和无功功率补偿

（一）负荷计算

计算负荷是用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值。由于载流道题一般通电半小时（30min ）后即可达到稳定的温升值，因此通常取“半小时最大负荷”作为按发热条件选择电气元件的计算负荷。有功计算负荷表示为30P ，无功计算负荷表示为30Q ，视在计算负荷表示为30S ，而计算电流表示为30I 。

用电设备组计算负荷的确定，在程中常用的有需要系数法和二项式法。车间和工厂的计算负荷，通常采用需要系数法来确定。作为近似的负荷估算，亦可采用单位产品耗电法、单位面积耗电法或单位用电指标法。

按需要系数法确定计算负荷：

1.有功计算负荷（单位为kW ）的计算公式

e d P K P 30

式中 e P ——车间或工厂用电设备总容量（不含备用设备容量，单位为kW ）；

d K ——车间或工厂的需要系数，参看表一。

2.无功计算负荷（单位为kvar ）的计算公式

ϕ

tan 3030P Q =

ϕ

ϕϕcos cos 1tan 2-=

式中 ϕtan ——对应于车间或工厂平均功率功率因素ϕcos 的正切值，参看表一。

3.视在计算负荷（单位为kVA ）的计算公式

ϕ

cos 30

30

P S =

4.计算电流（单位为A ）的计算公式

N

U S I 33030=

式中 N U ——车间或工厂的用电设备配电电压（单位为kV ）。 所以本厂的负荷计算如下： 薄膜车间： 正切值：33.16

.0)6.0(1cos cos 1tan 2

2=-=

-=

ϕϕ

ϕ

有功计算负荷：kW P K P e d 8406.0140030=⨯==

无功计算负荷：var 2.111733.1840tan 3030k P Q =⨯==ϕ

视在计算负荷：

kVA P S 14006

.0840cos 30

30

===ϕ

计算电流：302020.7I A =

==

负荷计算如上述所示，经计算得表1.1

表1.1 各车间tanφ及计算负荷数值

（二）无功补偿

无功功率的人工补偿装置主要有同步补偿机和并联电容器两种。由于并联电容器具有安装简单、运行维护方便、有功消耗小以及组装灵活、扩容方便等优点，因此并联电容器在供电系统中应用最为普遍。

1.无功功率补偿容量（单位为kvar ）的计算

302130)tan (tan P q P Q C C ∆=-=ϕϕ

式中 30P ——工厂的有功计算负荷，单位为kW ； 1tan ϕ——对应于补偿前功率因素1cos ϕ的正切；

2tan ϕ——对应于补偿后应达到的功率因数2cos ϕ的正切； C q ∆——无功补偿率（21tan tan ϕϕ-，单位为kvar/kW ）。