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工厂供电系统电气部分设计
二0 —四年六月
工厂供电系统电气部分设计
田文杰(供电12833)
摘要
工丿供电(electric power supply for indusrial plants),就是指丄丿所需电能的供应和分配问题，众所周知，电能是现代匸业生产的主要能源和动力。

电能既易于由其他形式能量转换而来，乂易丁•转换为其他形式的能量已供应用；它的输送与分配既简单经济，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川极为广泛。

在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在生产成本小所占的比重一般很小。

例如在机械工业中，电能开支占产品成本的5%左右。

从投资额來看，有些机械工厂在供电设备上的投资也仅占总投资的5%左右。

所以电能在工业生产小的邀要性，并不在与它在产品成木屮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，冇利于实现生产过程自动化。

从另一方面來说，如果工厂的电能供应突然中断，则对匸业生产可能造成严重后果。

例如某些对供电可靠性耍求很高的电厂，即使是极短时间的停电，也会引起重大设备的损坏，或引起大量产品报废，英至可能发生重大的人生事故，给国家和人民带来经济甚至政治上的重大损欠。

因此，搞好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具冇十分重要的意义，而能源节约对于国家经济建设是一项具有战略意义工作,也是工厂供电工作的一项重耍任务。

工厂供电工作要很好地围攻业生产服务，切实保证工厂生活和生活用电的需耍，并搞好能源节约，就必须达到以下基本耍求
1.安全一一在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故或设备事故。

2.可靠一一应满足电能用户对供电可靠性的耍求
3.优质一一应满足电能用户对电压量和频率等方面的要求
4.经济一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
冇色金属消耗暈。

此外，在供电工作中，应合理地处理局部.当前和长远等关系，既要照顾局部和当前利益，乂要冇全局观点，能顾全人局，适应发展。

关键词：负荷计算，三相短路，主接线，继电保护，设备选择
1变压器的选择及其电气主接线
1.1变压器的选择
1.1.1电力变压器及其分类
电力变压器是变电所中最关键的一次设备，其主要功能是将电力系统的电能电压升高或降低，以利于电能的合理输送、分配和使用。

常用变压器的种类，在中低压供配电系统中，常用的电力变压器有如下儿种分类方式：
①按相数分类：有三相电力变压器和单相电力变压器。

大多数场合使川三相电力变压器，在一些低压单相负载较多的场合，也使用单相变压器。

②按绕组导电材料分类：有铜绕组变压器和铝绕组变压器，H前一般采用铜绕组变压器。

③按绝缘介质分类：有汕浸式变压器和干式变压器两大类。

④按绕组联结组别分类：有YynO和Dynll两种。

1.1.2电力变压器的连接组别
电力变压器的联结组别，是指变压器-、上次绕组因采取不同的联结方式而形成变压器一、二次侧对应的线电压Z间不同相位关系。

中压配电变压器冇YynO,和Dynll两种常见的联结组，配电变压器用Dynll 联结。

较Z 采用YynO联结有一下优点：
①对Dynll联结变压器來说，其3n次谐波电流在其三角形接线的一次绕组内形成环流，从而不致注入公共的高压电网屮去，这交之-•次绕组接成星形接线的YynO联结变压器更冇利于抑制高次谐波电流。

②Dynll联结变压器的冬序阻抗较Z YynO联结变压器的各序阻抗小的多，从而更有利丁•低压单相接地故障保护的动作和故障的切除。

③当低压侧接用单相不平衡负荷时，由于YynO联结变压器要求低压中性线电流不超过低压绕组额定电流的25%,因而严重限制了其接用单相负荷的容量，影响了变压器设备能力的发挥。

GB 50052-1995《供配电系统设计规范》规定，低压为TN及TT系统时，宜与选用
Dynll联结变压器。

Dynll联结变压器的低压侧中性线电流允许达到低压绕组额定电流的75%以上，其承受单相不平衡负荷的能力远比YynO联结变床器大。

因此，机器厂的电力变压器选择Dynll联结形式。

1.1.3变压器台数和容量的选择
1、选择主变压器台数应考虑下列原则：
1）三级负荷一般设一台变压器，但考虑现有开关设备开断容量的限制，所选单台变压器的容量一般不人于1250MA；当用电负荷所需的变压器容量大于1250kVA时，通常应采用两台或更多台变压器。

2）当季节性或昼夜性的负荷较多时，可将这些负荷采用单独的变压器供电, 以便这些负荷不投入使用时，切除相应的供电变压器，减少空载损耗。

3）当有佼大的冲击性负荷时，为避免对其他负荷供电质議的彩响，可单独设变压器对其供电。

4）当有大量一、二级负荷时，为保证供电可靠性，应设两台或多台变压器。

以起到相互备用的作用。

5）在确定变电所住变压器台数时，应考虑负荷的发展，留冇一定的余量。

2、变圧器容量的选择：
1）只装一台主变压器的变电所
主变压器容量SN. T应满足全部用电设备总计算负荷Sao的需求，即
S M MS S。

式（1.1）2）装冇两台主变压器的变电所，毎台变压器的容量SN. T应该同时满足以下两个条件：
a.任一台变压器单独运行时，宜满足总的计算负荷&。

的大约60%-70%的需要，即
S N.T =（0.6~ 0. 7） S：«, 式（1.2）
b.任一台变压器单独运行时，应满足全部一、二级负荷的要求。

即
. S N.T Sgotl.jl) 式(1.3)
3、车间变电所主变压器的单台容量上限：
车间变电所主变压器的单台容量，一般不宜大于lOOOkVAo这一方而是受以往低床开关电器断流能力和知i路稳定度要求的限制，另一方面也是考虑到可以使变压器更接近丁-
车间负荷中心，以减少低压配电线路的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量。

4、适当考虑负荷的发展
应适当考虑今后5—10年电力负荷的增长，留有一定的余地。

1.1.4电力变压器的校验
电力变压器的额定容量SN. T是在一定温度条件下的持续最人输出容量。

如果安住地点的年平均气温e“H20°C 时，则年平均气温每升高T° C,变压器容量相应地减少1%,户外电力变压器的实际容量为
S T=(l-e o.a-20/100)S N.T式(1.4)
对于户内变乐•器，山于散热条件差，一般变压器室的出风「I与进风口间冇约15° C 的温差，从而使处于室内中间的变压器环境温度比户外变压器环境温度要高出大约8。

C,因此户内变压器的实际容量较之上式所计算的容量还要小8氐
对TS9-630/10型变压器，考虑本地年平均气温为23.2° C,即年平均气温不等于20° C,对于室内变压器，其实际容量为
S T=(0. 92-e o.«-20/100) Svr= (0. 92- (23. 2-20/100)) 630KVA -599.
44KVA>425. 16KVA
因此，选择的变用器满足要求。

1・2工厂变配电所的主接线图
1.2.1电气主接线的概况
电气主接线图即主电路图，是表示供电系统中电能输送和分配线路的电路图，亦称一次电路图。

它的设计，直接关系着全厂电气设备的选择、配电装置的布盘、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。

电气主接线应满足可靠性、灵活性和经济性三方面：
可靠性：为了向用户供应持续、优质的电力，电气主接线首先必须满足这一可靠性的要求。

主接线的可靠性的衡量标准是运行实践，要充分地做好调研工作, 力求避免决策失误，鉴于进行可靠的定量计算分析的基础数据诡不完善的情况，充分做好调查研究工作显的尤。