课程设计供配电.ppt

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1、1）施工说明 2）变配电室10KV高压主结线图 3）变配电室0.4KV低压压主结线图 4）变配电室电气设备平面布置图 5）变配电室照明平面布置图 6）变配电室防雷平面图 7）变配电室接地平面图 8）材料表。,变配电室设计图纸,我国三相交流电网和电力设备的额定电压,各级电压线路合理的输送功率和输送距离,对于大型工厂及某些电源进线电压为35kV及以上的中型工厂，一般经两次降压，也就是电源进厂以后，先经总降压变电所，其中装有较大容量的电力变压器，将35kV及以上的电源电压降为610kV的配电电压，然后通过高压配电线将电能送到各个车间变电所，也有的中间经高压配电所再送到车间变电所，最后车间变电所经配电

2、变压器降为一般低压用电设备所需的电压。,对于小型工厂，由于其容量一般不大于1000kVA或稍多，因此通常只 设一个降压变电所，将610kV降为低压用电设备所需的电压，如图所示。,图 只设一个降压变电所的小型工厂供电系统简图 a) 装有一台变压器 b）装有两台主变压器,如果工厂所需容量不大于160kVA时，一般采用低压电源进线，直接由公共低压电网供电。因此工厂只需设一个低压配电间.,高压电气主接线 1)一路电源进线单母线接线,2）两路电源进线的单母线接线（一用一备）,3）无联络的分段单母线接线,4）母线联络的分段母线接线,（1）电力和照明负荷共用变压器供电,（2）空调、制冷负荷专用变压器供电,（

3、3）电力、照明负荷分别变压器供电,（4）采用备用电源时，变电所的低压主接线,一台变压器加一路备用电源,低压电气主接线 1）单母线接线 2）分段母线接线，两段母线互为备用，母联开关手动或自动切换。 低压配电级数不宜超过3级。当220V供电, 负荷计算电流小于60A时，可采用220V（单 相）供电。否则三相四线制供电。,电力负荷又称电力负载，有两种含义：一是指耗用电能的用电设备或用户，如说重要负荷、一般负荷、动力负荷、照明负荷等。另一是指用电设备或用户耗用的功率或电流大小，如说轻负荷（轻载）、重负荷（重载）、空负荷（空载）、满负荷（满载）等。电力负荷的具体含义视具体情况而定。 (一) 电力负荷的分

4、级 工厂的电力负荷，按GB50052-2009供配电系统设计规范规定，根据其对供电可靠性的要求及中断供电造成的损失或影响的程度分为三级： (1) 一级负荷 一级负荷为中断供电将造成人身伤亡者，或者中断供电将在政治、经济上造成重大损失者，如重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等。 在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。,负荷计算,(2) 二级负荷 二级负荷为中断供电将在政治、经济上造成较 大损失者，如主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过

5、程被 打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。 (3) 三级负荷 三级负荷为一般电力负荷，所有不属于上述 一、二级负荷者均属三级负荷。 (二) 各级电力负荷对供电电源的要求 (1) 一级负荷对供电电源的要求 由于一级负荷属重要负 荷，如果中断供电造成的后果将十分严重，因此要求由两路电 源供电，当其中一路电源发生故障时，另一路电源应不致同时 受到损坏。 一级负荷中特别重要的负荷，除上述两路电源外，还必须 增设应急电源。为保证对特别重要负荷的供电，严禁将其他负 荷接入应急供电系统。 常用的应急电源有：1) 独立于正常电源的发电机组；2) 供 电网络中独立于正常电源的专门供电线路；3) 蓄电池；

6、4) 干 电池。,用电设备组的计算负荷说明,供电系统要能安全可靠地正常运行，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。 计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如果计算负荷确定得过大，将使电器和导线电缆选得过大，造成投资和有色金属的浪费。如果计算负荷确定得过小，又将使电器和导线电缆处于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早老化，甚至燃烧引起火灾，从而造成更大的损失。,计算负荷也可以认为就是半小时最大负荷。本来有功计算负荷可表

7、示为Pc ，无功计算负荷可表示为Qc，计算电流可表示为c，但考虑到“计算”的符号c 容易与“电容”的符号C 相混淆，因此大多数供电书籍都借用半小时最大负荷P30 来表示有功计算负荷，无功计算负荷、视在计算负荷和计算电流则分别表示为Q30 、S30 和30 。这样表示，也使计算负荷的概念更加明确。,三相用电设备组计算负荷的计算,即用电设备组的需要系数，为用电设备组的半小时最大负荷与其设备容量的比值。,按需要系数法确定计算负荷 (一) 基本公式,式中 K为设备组的同时系数，即设备组在最大负荷时运行的设备容量与全部设备容量之比；KL为设备组的负荷系数，即设备组在最大负荷时输出功率与运行的设备容量之比

8、；e为设备组的平均效率，即设备组在最大负荷时输出功率与取用功率之比；WL为配电线路的平均效率，即配电线路在最大负荷时的末端功率（亦即设备组取用功率）与首端功率（亦即计算负荷）之比。,令上式中的 ，这里的 称为需要系数（demand coefficient）。由上式可知，需要系数的定义式为,在求出有功计算负荷P30 后，可按下列各式分别求出其余的计算负荷： 无功计算负荷为,式中 为对应于用电设备组 的正切值。,式中UN 为用电设备组的额定电压。,式中 为用电设备组的平均功率因数。,计算电流为,视在计算负荷为,负荷计算中常用的单位： 有功功率为“千瓦”（kW） 无功功率为“千乏”（kvar） 视在

9、功率为“千伏安”（kVA） 电流为“安” （A） 电压为“千伏” （kV） 。,负荷计算中的各参数单位,例 已知某机修车间的金属切削机床组，拥有电压为380V的三相电动机7.5kW 3台，4kW 8台，3kW 17台，1.5kW 10台。试求其计算负荷。 解：此机床组电动机的总容量为 查附录表1中“小批生产的金属冷加工机床电动机”项，得 (取0.2)， ， 因此可求得： 有功计算负荷 无功计算负荷 视在计算负荷 计算电流,(二) 设备容量的计算 需要系数法基本公式 中的设备容量Pe，不含备用设备的容量，而且要注意，此容量的计算与用电设备组的工作制有关。 1. 一般连续工作制的用电设备组容量计算

10、 其设备容量是所有设备的铭牌额定容量之和。 2. 短时或断续周期工作制的设备容量计算 其设备容量是将所有设备在不同负荷持续率下的铭牌额定容量换算到一个规定的负荷持续率下的容量之和。容量换算的公式如式（2-2）所示。,断续周期工作制的用电设备常用的有电焊机和吊车电动机，各自的换算要 求如下：,(1) 电焊机组 要求容量统一换算到=100%【1】，因此由式（2-2）可得换算后的设备容量为 式中PN 、SN 为电焊机的铭牌容量（前者为有功功率，后者为视在功率）； 为与铭牌容量相对应的负荷持续率（计算中用小数）； 为其值等于100%的负荷持续率（计算中用1）； 为铭牌规定的功率因数。 (2) 吊车电动

11、机组 要求容量统一换算到 【2】 ，因此由式（2-2） 可得换算后的设备容量为 式中PN 为吊车电动机的铭牌容量； 为与PN 对应的负荷持续率（计算中用小数）； 为其值等于25%的负荷持续率（计算中用0.25）。,即,（2-2）,cos,j,(三) 多组用电设备计算负荷的确定 确定拥有多组用电设备的干线上或车间变电所低压母线上的计算负荷时，应考虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的因素。因此在确定多组用电设备的计算负荷时，应结合具体情况对其有功负荷和无功负荷分别计入一个同时系数（又称参差系数或综合系数） 和 ： 对车间干线，取 ，,【1】电焊机的铭牌负荷持续率有20%、40%、50%、60%、7

12、5%、100%等多种，而 时， ，换算最为简便，因此规定其设备容量统一换算到 。附录表1中电焊机的需要系数及其他系数也都是对应于 的。 【2】吊车（起重机）的铭牌负荷持续率有15%、25%、40%、60%等，而 时， ，换算相对较为简便，因此规定其设备容量统一换算到 。附录表1中吊车组的需要系数及其他系数也都是对应于 的。,对低压母线，分两种情况 (1) 由用电设备组的计算负荷直接相加来计算时，取 ， (2) 由车间干线的计算负荷直接相加来计算时取，取 ，,总的有功计算负荷为 总的无功计算负荷为 以上两式中的 和 分别为各组设备的有功和无功计算负荷之和。 总的视在计算负荷为 总的计算电流为 必

13、须注意：由于各组设备的功率因数不一定相同，因此总的视在计算负荷与计算电流一般不能用各组的视在计算负荷或计算电流之和来计算，总的视在计算负荷也不能按式 计算。 此外应注意：在计算多组设备总的计算负荷时，为了简化和统一，各组的设备台数不论多少，各组的计算负荷均按附录表1所列的计算系数来计算，而不必考虑设备台数少而适当增大 和 值的问题。,总结,1、进行负荷计算应按设备性质分组归类。 2、确定设备功率。 3、对于不同负载持续率的额定功率或额定容量，应换算为统一负载持续率下的有功功率Pe。 4、连续工作制和短时工作制的用电设备功率等于额定功率。 5、短时或断续周期工作制的设备容量根据负载持续率、设备性

14、质进行换算。 a)电动机设备负载应统一换算到为25%： b)电焊机设备负载应统一换算到为100%：,单相用电设备组计算负荷的确定 除了广泛应用的三相设备外，还有电焊机、电炉、电灯等各种单相设备。单相设备接在三相线路中，应尽可能均衡分配，使三相尽可能平衡。如果三相线路中单相设备的总容量不超过三相设备总容量的15%，则不论单相设备如何分配，单相设备可与三相设备综合按三相负荷平衡计算。如果单相设备容量超过三相设备容量的15%时，则应将单相设备容量换算为等效三相设备容量，再与三相设备容量相加。,由于确定计算负荷的目的，主要是为了选择线路上的设备和导线（包括电缆），使线路上的设备和导线在通过计算电流时不

15、致过热或烧毁，因此在接有较多单相设备的三相线路中，不论单相设备接于相电压还是接于线电压，只要三相负荷不平衡，就应以最大负荷相有功负荷的3倍作为等效三相有功负荷，以满足安全运行的要求。 二. 单相设备组等效三相负荷的计算 1. 单相设备接于相电压时的等效三相负荷计算 其等效三相设备容量Pe 应按最大负荷相所接单相设备容量Pe.m 的3倍计算，即 其等效三相计算负荷则按前述需要系数法计算。 2. 单相设备接于线电压时的三相负荷计算 由于容量为 的单相设备在线电压上产生的电流 ，此电流应与等效三相设备容量Pe 产生的电流 相等，因此其等效三相设备容量为,3. 单相设备分别接于线电压和相电压时的负荷计

16、算 首先应将接于线电压的单相设备容量换算为接于相电压的设备容量，然后分相计算各相的设备容量与计算负荷。总的等效三相有功计算负荷为其最大有功负荷相的有功计算负荷 的3倍，即 总的等效三相无功计算负荷为最大负荷相的无功计算负荷Q30.m 的3倍，即 关于将接于线电压的单相设备容量换算为接于相电压的设备容量的问题，可按下列换算公式进行换算：,A相,B相,C相,式中PAB、PBC、PCA 分别为接于AB、BC、CA相间的有功设备容量； PA、PB、PC分别为换算为A、B、C相的有功设备容量；QA、QB、QC分别为换算为A、B、C相的无功设备容量； pAB-A、qAB-A.分别是接于AB、等相间的设备容

17、量换算为A、等相设备容量的有功和无功功率换算系数，如表2-3所列。,功率因数、无功补偿及补偿后的计算负荷,瞬时功率因数可用来了解和分析工厂或设备在生产过程中某一时间的功率因数值，借以了解当时的无功功率变化情况，研究是否需要和如何进行无功补偿的问题。,式中P 为功率表测出的三相有功功率读数（kW）；U 为电压表测出的线电压读数（kV）；I 为电流表测出的电流读数（A）。,1、功率因数 (1) 瞬时功率因数 可由相位表（功率因数表）直接测出，或由功率表、电压表和电流表的读数通过下式求得（间接测量）：,2. 无功功率补偿 工厂中由于有大量的感应电动机 、电焊机、电弧炉及气体放电灯等感性负荷，还有感性

18、的电力变压器，从而使工厂的功率因数降低。如果在充分发挥设备潜力、改善设备运行性能、提高其自然功率因数的情况下，尚达不到规定的功率因数要求时，则需要考虑增设无功功率补偿装置。,功率因数提高与无功功率、视在率变化的关系,图表示功率因数的提高与无功功率和视在功率变化的关系。假设功率因数由 提高到 ，这时在用户需用的有功功率P30不变的条件下，无功功率将由Q30 减小到Q30，视在功率将由S30 减小到S30 。相应地负荷电流I30 也将有所减小，这将使系统的电能损耗和电压损耗相应降低，既节约了电能，又提高了电压质量，而且可选择较小容量的供电设备和导线电缆，因此提高功率因数对供电系统大有好处。,由图可

19、知，要使功率因数 由提高到 ，必须装设无功补偿装置（并联电容器），其容量为,或,式中 ，称为无功补偿率，或比补偿容量。这无功补偿率，是表示要使1kW 的有功功率由 提高到 所需要的无功补偿容量 kvar值。 附录表3列出了并联电容器的无功补偿率，可利用补偿前和补偿后的功率因数直接查得。,部分常用的并联电容器的主要技术数据，如附录表4所列。 由上式计算所得的电容器个数n，对于单相电容器（其全型号后面标“1”者）来说，应取3的倍数，以便三相均衡分配。,在确定了总的补偿容量后，即可根据所选并联电容器的单个容量qC 来确定电容器个数：,总的视在计算负荷为,3. 无功补偿后的工厂计算负荷 工厂（或车间）

20、装设了无功补偿装置以后，总的计算负荷P30 不变，而总的无功计算负荷应扣除无功补偿容量，即总的无功计算负荷为,图纸尺寸,字体高度的设置、字库选择,图纸无比例最小字高按下表 有比例 1：200 字高700mm800mm 1：100 字高350mm400mm 1：50 字高175mm200mm,表4-6 高压配电室内各种通道的最小宽度（据GB50053-1994）,SCB10变压器,KYN28A高压柜尺寸：开关柜外型尺寸图：2300（高）800(宽)1500(深),本课程设计选KYN28-12高压开关柜,1、进线、计量柜,2、主开关柜,3、馈电、避雷器,1、进线隔离柜,2、电能计量,4、馈电、避雷器,2、电压测量,低压柜GCK,尺寸：800宽x800深x2200高 进线柜宽1000进线柜开关选CW1 其余选CM1 生活水泵5.5KW(电源一用一备） 消防电源40KW(电源一用一备） 应急照明10kw (电源一用一备） 门卫、设备房10KW (电源一用一备）,低压柜中开关容量对应的模数,25mm=1E 200/2 50A以下 200（8E) 50-100A 300(12E)225A 450(18E)400A-630A 900（36E)630A(框架式） 800A(塑壳开关） 1800（72E)4000A-6300A,变配电室照明配电箱PZ30 开关选微型断路器（CN45/HSM8)。,