某化工降压变电所电气设计文档格式.docx
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©
）（kVar）
纺丝机
0.8
0.78
120-144
117-140.4
筒绞机
20〜50
0.75
15-37.5
烘干机
70〜100
1.02
52.5-75
71.4-102
淋洗机等
600〜680
400〜450
通风机
0200〜250
6
100〜200
II.供电电源请况：
区域变电所距离该厂15km,能提供10kV和35kV两个等级的电压供选择，苴电源出口处的短路容量分别Smax/lOKv二35OMVA,Smax./35Kv二1500MVA,此处要求另引入10kV电源作为备用电源，平时不准投入，只在本厂主电源发生故障。
第二章接入系统设计
一、负荷分级及供电要求
I•负荷分级
电力负荷应根据供电可靠性及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响的程度，分为一级负荷、二级负荷及三级负荷。
1.一级负荷
a.中断供电将造成人身伤亡者。
b.中断供电将造成重大政治影响者。
c.中断供电将造成重大经济损失者。
d.中断供电将造成公共场所秩序严重混乱者。
（1）•一级负荷中特别重要的负荷是指：
a.中断供电将发生中毒，爆炸和火灾等情况的负荷：
b.特別重要场所的不允许中断供电的负荷;
C.如正常电源中断时，必须设有处理安全停产所必须的应急照明，通信系统，火灾报警系统，保证安全停产的自动控制装置等。
d.民用建筑中大型金属中心的关键电子il•算机系统和防盗报警系统，大型国际比赛场的记分系统及监控系统等。
2.二级负荷
a.中断供电将造成较大政治经济损失的负荷。
所谓较大损失指主要设备损坏，大量产品报废，连续生产过程被打乱需要较长时间才能恢复，重点企业大量减产等。
b.中断供电将影响重要用电单位正常工作的负荷。
如交通枢纽，通信枢纽用点单位中的重要电力负荷。
c.中断供电适成大型影剧院，商场等较多人员集中的公共场所秩序混乱的负荷。
如商业住宅建筑属于二级负荷。
不属于一级，二级负荷的均属于三级负荷。
对一些非连续生产的中小企业，停业仅影响产量或导致少疑产品报废的用电设备，以及一般民用建筑的用电负荷等均属于三级负荷。
3.三级负荷
II.各级负荷对电源的要求
1.一级负荷
一级负荷应有两个回路（或两个回路以上）的独立电源供电。
两路电源应来自不同电源点或同一变电站的不同变压器供电的不同母线段。
当其中一个电源发生故障时，另一路电源不受影响，且能承担全部负载。
负荷容量较大或有高雅用电设备应采用两路髙压电源。
如一级容疑不大，可从电力系统或邻近单位取得第二低压电源。
二级负荷应有两个电源供电，供电变压器也应由两台（两台变压器不一定在同一变电所）。
做到当发生贷能力变压器故障或电力线路常见故障时不致中断供电或中断后能迅速恢复。
三级负荷对供电电源的要求。
对松散级负荷供电无特殊要求。
二、计算厂总降压变负荷
I.计算负荷概念
供电系统要能够在正常条件下可靠运行，则其中各个元件（包括电力变压器、开关设备及导线、电缆等）都必须选择得当，除了应满足工作电压和频率的要求外，最重要的就是要满足负荷电流的要求。
因此有必要对供电系统中各个环节的电力负荷进行统讣计算。
通过负荷的统计计算求岀的，来选择供电系统中设备。
I【.用电负荷
所谓电负荷是指用电客户的用电设备在某一时刻实际取用的功率总和。
从电力系统来讲，则是指为了满足用H用电所需具备的发电出力。
用电负荷是一个不断变动的量，对一个地区而言，负荷变化的特性主要取决于用电行业结构、地域、季节变化、经济发展和生活水平。
用电负荷在时间上的不均衡性使得某一时段用电较多，某一时段用电较少，这就形成了
用电高峰负荷与低谷负荷。
III•计算负荷目的
讣算负荷是供电设计计算的基本依据，计算负荷确左得是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。
如计算负荷确定过大，将使电器和导线选得过大，造成投资和有色金属的消耗浪费，如汁算负荷确左过小又将使电器和导线电缆处子过早老化甚至烧毁，造成重大损失，由此可见正确确定计算负荷重要性。
IV.计算负荷定义
所谓计算负荷，是指与实际用电负荷较接近的假想负荷，按计算负荷选择的电气设备既能满足生产和生活、工作需要又不会使设备选得过大造成浪费和运行不经济。
它也是指一组用电负载实际运行时，在线路中形成的或负载自身消耗的最大平均功率。
如果某一不变的假想负荷在线路中产生的最大热效应（使导线产生的平均最高温升）相等，则把这一不变的假想负荷叫做该组实际负载的计算负荷。
所谓负荷计算，是指对某一线路中的实际用电负荷的运行规律进行分析，从而求出该线路的计算负荷的过程。
负荷计算与计算负荷，是两个不同的槪念，不可混淆。
在现行的设计规范中，负荷汁算的内容不仅包括确妃计算负荷，还包括确泄尖峰电流和确定一极、二级负荷的容量已及季节性负荷的容量。
V.计算负荷方法
目前负荷计算常用需要系数法、二项式法、和利用系数法，前二种方法在国内设计单位的使用最为普遍。
此外还有一些尚未推广的方法如单位产品耗电法、单位而积功率法、变值系数法和ABC法等.常采用需用系数法计算用电设备组的负荷时，应将性质相同的用电设备划作一组，并根据该组用电设备的类别，查出相应的需用系数然后按照表一给出的公式求出该组用电设备的计算负荷。
此设计采用的是需用系数法来对电力负荷计算的。
因为，需用系数是用设备功率乘以需用系数和同时系数，直接求出计算负荷。
这种方法简便，应用广泛，尤苴适用于配、变电所的负荷讣算。
采用利用系数法求岀最大负荷的平均负荷，再考虑设备台数和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数得出计算负荷，计算过程十分繁琐。
而单位面积功率法和单位指标法主要多用于民用建筑：
单位产品耗电量法主要适用于某些工业。
需要系数法，是把用电设备的总设备容量乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷的一种简便方法。
需要系数法主要用于工程初步设计及施工图设汁阶段，对变电所母线、干线进行负荷讣算。
当用电设备台数较多，各种设备容量相差不悬殊时，英供电线路的负荷计算也采用需要技术法。
需要技术时一个综合性系数，它是指用电设备组投入运行时，从供电网络实际取用的功率与用电设备组的设备功率之比。
需要系数与用电设备组的运行规律、负荷率、运行效率、线路的供电效率等因数有关，工程上很难准确确定，只能靠测量确圧。
一般工业与民用建筑中的用电负荷主要有单位负荷（如照明负荷）以及三相负荷（如动力负荷），其供电系统一般分为照明支路及动力支路进行供电。
照明支路主要供照明灯具、一般单相插座以及苴他额泄电压为220U的电气设备。
器特
点为用电负荷的额圧电压均为单相220V求分布在a、B、C三相。
这类负荷也叫做相负荷。
动力支路主要供电梯、水泵、服务行业的厨房饮食设备、电热开水器、工业生产中的各种加工设备以及貝他额宦电压为380V的三相用电器等用电。
器特点为用电负荷的额左电压
均为380V且都是三相对称负荷
在工业生产中还有一些额泄电压为380#的单项负荷，接在两条相线之间，我们称之为间负荷，线间负荷可用照明支路供电，也可用动力支路供电。
各种负荷的供电线路组成如图所示，如果从供电形式的角度来讲：
负荷计算可以分为单相和三相用电设备的负荷计算两种形式。
从供电系统中所在的位置角度来讲：
负荷计算可分为一组用电设备、多组用电设备的负荷计算。
但无论是那种形式，用需要系数法确左计算负荷都有如表2的通用公式：
表2：
公式表
名称
公式
备注
用电设备组的容量
p.=xplt
F”一设备的额定容量
Kg一设备组的同时系数
Ki一设备组的负荷系数
"
一设备组的平均效率
rjt一配电线路
的平均效率
tan©
—对应用电
设备组COS0的正切值
COS0—用电
设备组的平均功率因数
u用电设备
组的额定电压
以上参数由用电设备组计算负荷直接相加来讣算时取。
用电设备组有功计算负荷
p=kk
需要系数
KdWK血久）
P、=KPe
无功计算负荷
23O=P3Otan^
视在计算负荷
s=只/
/COS0
计算电流
/ju=5X/3x^J
有功负荷的同时系数
K*=0.80〜0.90
无功负荷的同时系数
Ks=0.85〜0.95
总的有功计算负荷
P30~Kip工P30.i
总的无功计算负荷
QW=K^Q^
总的视在计算负荷
S3（）=JP3o+030
VI.负荷系数
所谓负荷系数是指实际计算负荷容屋与额左负荷容量的比值，应用负荷系数是为了更真实地统计实际的直流负荷，进而更确切地汁算设备的容量。
机械工业需要系数见表3。
表3：
机械工业需要系数表
用电设备组名称
COS0
tan（p
一般工作制的小批生产金属冷加工机床
0.14-0.16
0.5
1.73
大批生产金属冷加工机床
0.18〜0.2
小批生产金属热加工机床
0.2〜0.25
0.55~0.6
1.51-1.33
大批生产金属热加工机床
0.27
0.65
1.17
生产用通风机
0.7~0.75
0.8~0.85
0.75〜0.62
卫生用通风机
0.65〜0.7
泵、空气压缩机
0.5〜0.6
不联锁运行的提升机，皮带运输等连续运输机械
0.65~0.7
0.88
带联锁的运输机械
=25%的吊车及电动葫芦
0.14-0.2
铸铁及铸钢车间起重机
0.25~0.35
轧钢及锐锭车间起重机
锅炉房、修理、金工、装配车间起重机
0.05-0.15
加热器、干燥箱
0.95〜1
0〜0.33
高频感应电炉
0.7~0.8
低频感应电炉
0.35
2.67
电阻炉
电炉变压器
自动弧焊变压器
点焊机、缝焊机
0.35〜0.6
0.6
1.33
对焊机、钾钉加热器
0.7
单头焊接变压器
多头焊接变压器
0.1
0・5
点焊机
0.1-0.15
高频电阻炉
0.5〜0.7
自动装料电阻炉
0.98
0.2
非自动装料电阻炉
0.6〜0.7
三.设备容量的确定
由于各用电设备的额左工作制不同，在确定计算负荷时，不可以将其额左功率直接相加,应将额泄功率换算为统一的设备功率。
I•对于一般长期连续运行工作制和短时工作制的用电设备，包括一般电动机组和电热设备等，其铭牌上的额左功率（额立容量）就等于设备功率。
Pe=PN（kw）
式中几一一设备功率，El
Pn——用电设备铭牌上的额泄功率，^vvo
II.对于断续或反复短时工作的用电设备，如吊车用电动机，电焊用变压器等，它们的设备功率时将其铭牌上标称下某一分与合持续率时的额左功率统一换算到一个新规左负荷持续率下的额定功率。
负荷持续率（£
）优势也称负载持续率或赞载率，是用电设备在一个工作周期内工作时间和工作周期的百分比值，用£
表示：
=r/TxlOO%=r/（r+r（））xlOO%
式中T一一工作周期：
t——工作周期内的工作时间；
ro——工作周期内的停歇时间。
III.对于电焊机及各类电焊装宜的设备功率，是指将额定功率换算到负荷持续率为100%时的有功功率。
当£
不等100%时，用下式换算：
Pe=y/sN/flOoS/iCOS（pn
式中pe__换算到£
=100%时的设备功率，bv；
£
N一一换算前铭牌上的负荷持续率，应和Pv、,、COS0相对应（计算中用小数值）:
Pn、COS0N—一分别为换算前与劭对应的铭牌上的额立有功功率视在功率（kw）,额泄功率因数：
Q00—一其值为100%的负荷持续率（计算用1.00）。
IV.对于断续或短时工作制电动机的设备功率，是指将额左功率换算到负载持续率为25%时的有功功率。
不等于25%时，用如下公式换算：
P.=yjsN/815=2-PnyfsN（^vr）
式中Pf——换算到£
=25%时的设备功率，^vv；
Pn、——分别为对应换算前电动机铭牌标称的额左功率，后，：
额左负荷持续率（计算时用小数值）；
25—一换算到£
=25%时的负荷持续率（计算时用小数值）。
四、设备的功率因素
建筑供电系统中的变配电设备及建筑物内的用电设备，如电力变压器、电抗器、电动机、日光灯、电焊机、高频炉等大部分都为电感性负载，其功率因数较低，工作时需要较大的无功功率，在线路中生产较大的无功电流，不利于供电系统的髙效率运行，因此，在设计建筑供电系统时，要根据实际情况进行合理的无功补偿，提髙供电系统的功率因数。
按照我国供电部门的规定，高压供电的用户必须保证功率因数在0.9以上，低压供电的用户必须在0.85以上。
为了使用户注意提高功率因数，供电部门还对大宗用电单位实行按户月平均功率因数调整电费的办法。
调整功率因数标准一般为0.85,大于0.85时给以奖励,低于0.85时便要增收电费甚至罚款，功率因数很低时供电部门要停止供电。
2.提髙功率因数，可以减少线路上电压降，提高末端电压，有利于用电提高供电可靠性。
可减少对供配电设施的投资，增加供配电系统的功率储备，使用户获得直接的经济利益。
在同样的有功功率下，功率因数提高，负荷电流就减少，而向符合传输功率所经过的变压器、开关、导线等供配电设备都增加了功率储备，从而满足了负荷增长的需要，亦即可以增大原有设备的供电能力。
对尚处于设计阶段的新建筑来说，提髙功率因数则能降低配电设备的设备容量，从而减少投资费用。
3.充分发挥电源设备潜力。
III•提高功率因数方法
1•通过适当措施提高自然功率因数。
据统汁，在建筑供电系统的总无功功率中，电动机和变压器约占80%左右，其余则消耗在输电线路及英他感应设备中，因此，提髙自然功率因数可以通过合理选择感应电动机的容量、使用中减少感应电动机的空载运行、条件许可时尽量使用同步电动机、以最佳负荷率选择变压器等方法达到目的。
2.并联同步调相机。
同步调相机是一种专用于补偿无功功率的同步电动机，通过调节同步调相机的励磁电流可补偿供电系统的无功功率，从而提髙系统的功率因数。
同步调相机输出无功功率为无极调节方式，调节的范围较大，并且在端电压下降10%以内时，无功输出基本不变，当端电压下降10%以上时，可强行励磁增加无功输出。
但是，同步调相机补偿单位无功功率造价髙。
每输出\kvar的无功功率要损耗0.5%~3%的有功功率，基建安装要求高、不易扩建、运行维护复杂，所以一般用于电力系统中的枢纽变电站及地区降压变电站。
3.并联适当的静电电容器。
我们知道，电感性负载并联适当的电容器可以提高.•二"
所以在建筑供电系统中，同样可以并联适当的静电电容器以提髙系统的功率因数。
築龍角咼安装简单、容易扩建、运行维护方便，补偿单位无功功率的造价低、有功损耗小（小:
窟厂因此广泛用于工厂企业及民用建筑供电系统中。
无功补偿使用专用的电力电容器，其规格品种很多，按安装方式分为户内式村尸件魂，按相数分为单相和三相，按额定电压分为高压和低压电容器等等。
五、动力支路负荷计算
在采用需要系数法进行动力支路负荷计算时，应将计算范围内的用电设备分组，分别进行各个组内的负荷计算并将计算结果相加得到总的计算负荷，然后根据用电设备的台数和容量的大小以及用电设备的性质乘以一个同时系数，得到计算结果。
每个组内的负荷计算可以采用通用计算公式进行，动力支路的负荷计算采用下式进行：
Pc=KzpPe
Qc=KZq^KdP八g®
Sc=y]Pc2+Qe2
L=SJ①Un）
式中Pc支路上有功计算负荷，:
Qc——支路上无功计算负荷，上var；
S<
——支路上视在计算负荷，kVA；
Kzp、g——分别为支路上有功同时系数，无功同时系数
Ic一一支路上计算电流：
Un——支路的额泄电压。
在使用上述公式时要注意：
1.分组的原则：
用电设备的性质相同、功率因数相同、需要系数相同的分一组。
2.有功、无功同时系数的概念和数值是不同的，通常对于同一组用电设备组无功同时系
数的值比有功同时系数要大。
通常情况下有功同时系数的范围（0.8~0.97）、无功同时系数
范围（0.8~1.0）。
六、各车间的负荷计算
I.各车间计算负荷和无功补偿（需要系数法）
1.纺练车间
单台机械负荷计算
a.纺丝机
己知：
=18O^vv,Kd=0.80,tan0=0.78
故P=PeKd=180x0.80=144（Jbv）
Q=Ptan0=144x0.78=112.3（kvar）
b.筒丝机
pe=50hv,Kd=0.75ttan0=0.75
效P=PeKd=50x0.75=37.5（B）
Q=Ptan0=37.5x0.75=2&
1（kvar）
c.烘I：
机
已知：
Pe=lOOZartKd=0.75ttan（p=1.02
故P=PeKd=100x0.75=75（Zav）
Q=Ptan^=75x1.02=76.5（itvar）
e.通风机
Pe=250bv,屁=0.70,tan0=0.75。
故P=PeKd=250x0.70=175（bv）
Q=Ptan0=175x0.75=131.3©
var）
f.淋洗机
=900^31*,Kd=0.751kin0=0.5。
故P=PelCi=900x0.75=680（hv）
Q=Ptan0=680x0.5=340（£
h.传送机
Pe=200hr,Kd=0.80,tan^=0.70故P=PeKd=200x0.80=160（曲）
Q=Ptan（p=160x0.70=112伙var）
纺练车间单台机械负荷统讣见表4。
表4：
纺练车间负荷统汁列表
安装容（E）
Kd
tan
讣算负荷
P（kw）
C（^var）
180
144
112.3
50
37.5
28.1
100
75
76.5
250
175
131.3
淋洗机
900
680
340
传送机
200
160
112
9
小计
1680
1271.5
800.2
2.车间讣算负荷统讣（计及同时系数）取同时系数：
Kw=0・9,K"
=0・95
P=K"
工P=0.9x1271.5=11444（曲）
Q=Kzq》Q=0.95x800.2=760.2仏var）
S==V1144.42+760.22=1373・9（M）
计算全厂的计算负荷时，总的il•算负荷要小于每个用电负荷加起来的和，我们在通常情况下取的全部用电负荷之和的95%。
因为在一左的情况下是不可能发生所有的用电设备同时工作的情况，，如果按照全部用电设备的用电负荷之和来计算全厂计算负荷的话，势必会造成，经济不运行和浪费等,情况,也就是我们常说的大马拉小车。
取全部用电负荷之和的90%,这样在一左程度上就避免了大马拉小车情况的发生，提髙了运行效率，符合了经济生产、生活的需要。
因此，本次课程设计中的全厂计算负荷就为各个设备讣算负荷之和的95%即：
全厂计算负荷二0.90（纺练车间计算负荷+原液车间讣算负荷+酸站照明讣算负荷+锅炉房照明计算负荷+排度车间计算负荷+其他车间计算负荷）
弓0=工Pg=0.9x（1271+850+180+280+130）=2440.4（bv）
Q（）=工Q«
）=0.95x（1057+550+120+200+100）=1926伙var）
S=Jp+Q，=>
/2206.262+1700.96f=3108.9（M）
3108.9八
=V^=5L3（A）
考虑三年后负荷可能会有30%的增长，全厂计算负荷
人=2440.4x1.30=3172.5（畑）
&
=1926x1.32503.8=2503.8（^var）
S=Jpj+Q；
=>
/2435.892+18782=3075.83（H<
4）
第三章车间供电系统设计
二、车间变电所位置的确定
根据地理位置及各车间计算负荷大小，决左设立3个车间变电所，各自供电范用如下:
变电所I：
纺炼车间、锅炉房。
变电所II：
原液车间。
变电所［II：
排毒车间、其他车间、酸站。
全厂供电平而图见下图1
、变压器容量的确定
I
II.各车间变压器台数及容量选择
1.变压所I变压器及容量选择
a.变压所I的供电负荷统计。
取同时系数：
Kzp=0.9,Kzq=095
》P=Kep（P纺+P锅
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