番茄酱厂供配电系统设计浅谈论文

番茄酱厂供配电系统的设计浅谈【摘要】依据国家对工厂供电设计的规范，分析番茄酱厂用电设备种类和运行特点，对用电设备进行分组。

每条番茄酱生产线设置独立的变压器供电，保证每条生产线独立运行，同时也满足生产期间的设备供电和非生产期的一般供电及检修的供电要求，实现运营经济性要求。

【关键词】番茄酱厂；负荷计算；供配电系统
引言
由于地理和气候的原因，新疆能够种植出品质优良并且产量高的番茄，也是我国最大的番茄产区。

因此近几年全疆各地新建了很多家番茄酱厂。

本人参与了部分番茄酱厂的电气设计，在此与各位同仁共同探讨下有关新疆绿原番茄制品有限公司日处3800吨番茄生产线项目电气供配电设计的做法和心得。

1. 工厂供电设计的一般原则
按照国家标准gb50052-2009《供配电系统设计规范》、
gb50053-94《10kv及以下变电所设计规范》、gb50054-2011《低压配电设计规范》等的规定，进行番茄酱厂供电设计必须遵循以下原则：
（1）遵守规程、执行政策
必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。

（2）安全可靠、先进合理
应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。

（3）近期为主、考虑发展
应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。

（4）全局出发、统筹兼顾
按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。

工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。

工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。

2. 用电负荷分析
2.1 对供配电系统的要求
根据相关《供配电系统设计规范》，番茄酱厂生产线的用电设备均为三级用电负荷，单电源即可，无需备用电源。

由于番茄酱原材料成长的季节性原因，工厂生产周期十分短，大约一年里仅仅六十天左右，因此，在这短短的两个月里，工厂的机械设备必须正常运行，尽量做到零停电。

如果工厂的供电突然中断，有可能对设备造成严重损坏，对工厂生产造成严重的后果，同时，原材料番茄在炎热的夏天不及时加工会腐烂，经济上也会受到重大损失。

2.2用电负荷的使用情况
本项目有三条番茄酱生产线，其中两条日处理1500吨生产线和一条日处理800吨生产线。

三条生产线每年根据当年原材料供应情况，先后开机运行。

原材料供应充足时，同时开启三条生产线。

等
非生产期，仅需给厂区、车间、办公室等处的照明、化验室检测以及生产车间检修提供电源即可。

因此，三条生产线均有独立的变压器供电。

同时，考虑到近十个月非生产期的用电负荷，独立设置了一台非生产期小容量变压器。

2.3 用电负荷的特点
番茄酱生产线主要包括水处理工段、原料处理及调配标准化工段和灌装杀菌包装工段，同时为了节约用水，还有三级水循环系统及最后的污水处理系统。

每条生产线中，水处理工段和灌装杀菌包装工段用电负荷较少并且使用频率一般。

原料处理工段中蒸发器设备用电量大，并且是连续性工作。

在变压器负荷计算时，可根据用电负荷的特点取合适的需要系数kx。

3. 负荷计算、功率补偿及变压器的选择
3.1 负荷计算的方法
负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等。

本次设计采用的是需要系数法，用设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷。

主要公式如下:
有功功率： pjs = kx?pe
式中 pjs --- 计算有功功率（kw）；
kx --- 需要系数；
pe --- 设备容量（kw）。

视在容量： sjs = pjs/cosφ
式中 sjs --- 计算视在容量（kva）；
cosφ--- 功率因数
无功功率： qjs =
式中 qjs --- 计算无功功率（kvar）
计算电流： ijs = pjs/ ue?cosφ
式中 ue --- 三相用电设备的额定电压，ue=0.38kv。

3.2 负荷计算结果
进行负荷计算时，根据番茄酱厂家提供的数据将用电设备按其性质和工段分为不同的用电设备组，然后计算功率。

详细计算结果如下表：
根据上表可知，∑pjs=1942.59kw；∑qjs=1456.94kvar，取k ∑p=0.9，k∑q=0.95
则pjs=k∑p?∑pjs=0.9x1942.59=1748.33kw;
qjs=k∑q?∑qjs=0.95x1456.94=1384.1kvar；
sjs= = =2229.89kva；
cosφ=pjs/sjs=1748.33/2229.89=0.78
3.3 功率补偿
由于本设计中上级要求cosφ≥0.9，而上面计算可知cosφ
=0.780.9,
因此，无功补偿数值符合本设计要求。

3.4 变压器的选择
变压器长期工作负载率不宜大于85%，其有功功率损耗和无功功
率损耗可以概略计算如下：
δpt = 0.01sjs=0.01x1916.11=19.16kw
δqt = 0.05sjs=0.05x1916.11=95.81kvar
变压器高压侧计算负荷为：
pjs=1748.33+19.16=1767.46kw
qjs=（1384.1-600）+95.81=879.9kvar
计算得：
sjs= = =1974.4kva
经计算，选择2500kva变压器最为合适，变压器负载率约为78.98%。

2#日处理1500吨番茄生产线计算方法与1#生产线计算方法相同。

3#生产线为日处理800吨番茄生产线，用电负荷小以及每年生产线开始工作和即将结束时，使用这条生产线生产，所以三条生产线共用设备，如三级水循环系统、污水处理系统和厂区、车间照明均由3#变压器提供电源。

非生产期间，仅需要给化验室检测、厂区内照明以及设备检修提供电源即可，经计算有功功率约为80kw。

考虑到检修时，会检测生产线中最大电机的起停情况，所以参照设备厂家提供最大用电负荷电机的容量（约为160kw），选择200kva变压器。

这样做，不仅在非生产期间提供了工厂的正常用电，同时也保证了生产线的检修任务。

2#～4#变压器计算方法及思路与1#生产线相同，就不再叙述。

4. 高低压系统
参照负荷计算表，将低压出线回路合理分配至低压配电柜中，并依据各回路计算负荷以及对应的额定值，选择低压侧电器设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。

并根据需要进行热稳定和力稳定检验。

5. 结语
综上所述，番茄酱厂供配电系统设计时，了解掌握酱厂用电设备的特点，合理的分配不同变压器供电的用电负荷，并将生产期和非生产期的用电负荷合理分开，能够根据负荷的大小投运配电变压器，使变压器利用率提高，空载损耗下降，实现配电变压器的经济运行。

参考文献
[1]中国联合工程公司. gb 50052-2009 供配电系统设计规范[s].北京：中国计划出版社,2010
[2]中国航空工业规划设计研究院,组编.工业与民用配电设计手册[m].第三版.北京:中国电力出版社,2005。