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第一章 绪论
众所周知,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,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。变电所是工厂用电与外部电源的连接点,变电所能否安全可靠的运行直接关系到工厂的生产,影响企业的效益,因此工厂变电所就具有十分重要的意义。
本设计主要为石家庄市某化纤毛纺厂变点所进行电气施工图的设计,其中包括变电所供配电的设计、变压器的选择、设备选择、校验、变电所照明设计及二次回路的设计等,我们将通过毕业设计运用国家在电气领域颁布的规范标准以及有关的建筑电气图集进行变电所电气设计、施工,进一步巩固所学的知识,增强我们的规范意识。
在设计中一定要注意以下几点:
(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 供电系统的投资一定要少,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。
此外,在供电工作中,应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系,既要照顾局部的当前的利益,又要有全局观点,能顾全大局,适应发展。
第二章 负荷计算
2.1 电力负荷的分级
工厂的电力负荷,按GB50052-1995《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程度分为三类:
(1) 一级负荷 一级负荷为中断供电将造成人身伤亡者,或中断供电将在政治、经济上造成重大损失者,如重大设备损坏、重大产品报废,用重要原料声厂的产品大量报废,国民经济中重点企业的连续生产过程被大乱需要长时间才能恢复等。
(2) 二级负荷 二级负荷为中断供电将在政治、经济上造成重大损失者,如重大设备损坏、大量产品报废,连续生产过程被大乱需要较长时间才呢功能恢复,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,所有不属于一、二级负荷者均属于三级负荷。
2.2 各级电力负荷对供电电源有以下要求:
(1) 一级负荷属于重要负荷,如果中断供电造成的后果十分严重,因此要求有两路电源供电,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失。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,并严禁将其他负荷介入应急供电系统。
(2) 二级负荷也属于重要负荷,要求由两路回路供电,供电变压器也应有两台。在其中一回路或一台变压器发生常见故障时,二级负荷应不致中断供电,或中断后能迅速恢复供电,只有当负荷较小或者当地供电条件困难时,二级负荷可由一回路6kv及以上的专用架空线路供电。当采用电缆线路时,必须采用两根电缆并列供电,每根电缆应能承受全部二级负荷。
(3) 三级负荷为一般负荷,因此它对供电电源无特殊要求。
在本设计中某化纤毛纺厂属于连续生产过程的企业,厂里有固体制剂车间,液体制剂趁件和提取车间。一旦中断供电,将使大量的生产原连报废,并造成部分设备的损坏,因此将石家庄市某化纤毛纺厂所需定为二级负荷。
2.3 负荷计算的内容和目的:
(1) 计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷,其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中,通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。
(2) 尖峰电流指单台或多台用电设备持续1秒左右的最大负荷电流。一般取启动电流上午周期分量作为计算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器和保护元件等的依据。在校验瞬动元件时,还应考虑启动电流的非周期分量。
(3) 平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班(即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班)的平均负荷,有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。
2.4 负荷计算的方法
(1) 负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。
本设计采用需要系数法确定。主要计算公式有:
有功功率:
无功功率:
视在功率:
计算电流:
工厂计算负荷是选择工厂电源进线及主要电气设备包括主变压器的基本依据,也是计算工厂的功率因数及无功补偿容量的基本依据。
全厂用电设备的总容量
因本设计的电力负荷为二级负荷电源,所以变电所应装二台变压器,而且每台变压器能够单独承载全厂的70%的的电力负荷。因此下面按只有一台变压器工作时的电力负荷计算