工厂供电本科论文

第一章 概述

工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦即工厂配电。

众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其他形式的能量转换而来，又易于转换为其他形式的能量以供应用；电能的输送和分配既简单经济，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，但是它在产品成本中所占比重一般很小（除电化工业外）。例如在机械工业中，电费开支仅占产品成本的5％左右。从投资额来看，一般机械工厂在供电设备上的投资，也仅占总投资的5％左右。因此电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高劳动质量，提高劳动生产率，降低劳动成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。例如某些对供电可靠性要求很高的工厂，即使是极短时间的停电，也会引起重大设备损坏，或引起大量产品报废，甚至可能发生重大的人身事故，给国家和人民带来经济上甚至政治上的重大损失。 因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业自动化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。

工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求： （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 供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属消耗量。

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，既要照顾局部和当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。

第二章 总降压变电所相关节点的短路计算

1短路计算的意义和内容

短路计算的目的：

（1）对所选电气设备进行动稳定和热稳定校验 （2）进行变压器和线路保护的整定值和灵敏度计算 短路计算的内容：

计算总降压变电所相关节点的三相短路电流和两相短路电流 短路计算的方法：

对应系统最大运行方式和最小运行方式两种工况，按无限大容量系统，进行相关短路点的三相短路电流计算，求得I”z、ich、Ich值，并求得的两相短路电流 IZ（2）

。

2短路计算点的选取

选取总降压变电所的35kV和10kV母线作为计算点，如图3所示。

图3 总降压变电所的短路计算点

在系统最大运行方式下，图3的单相等值电路如图4所示

图4 系统最大运行方式下总降压变电所的短路计算等值电路

对应系统最大运行方式和最小运行方式两种工况，分别计算工厂总降压变电所35kV、10kV母线三相短路和两相短路电流。 3相关的计算公式

选取基准容量 Sj＝1000MVA；基准电压 Uj1＝37kV， Uj2＝10.5kV。 （1）输电线路相阻抗

有名值 Xl?x0l标幺值 X?x0l?(?)

Sj2Uav （4

－1）

式中, x0－线路每公里相电抗，Ω／km； l－线路计算长度，km； Sj－基准容量，MVA； Uav－线路平均网压，kV。

（2）电抗器

有名值 XlR?XlR%UNlR1003INlR(?)

标幺值 XT?XlR%UNlRSj （4?21003INlRUav－2）

式中, XlR％－电抗器电抗百分数，％； UNlR－电抗器额定电压，kV； Sj－基准容量，MVA；

Uav－电抗器所在线路的平均电压，kV。

（3）三相双绕组电力变压器

2?uk%UNT有名值 XT?100SNT(?)

标幺值 XT??uk%Sj （4?100SNT－3）

式中, uk％－变压器短路电压百分数，％； SNT－变压器额定容量，MVA； Sj－基准容量，MVA；

UNT－变压器原边或次边额定电压，kV。

工厂变电所如果采用两台主变并列运行，则变压器总阻抗为单台变压器阻抗除2。

（4）三相三绕组电力变压器高－中压绕组阻抗计算参照式（4－3）计算。 （5）电源等值阻抗

有名值 XS??U2jSkSjSk(?)

标幺值 XS? （4

－4）

式中, Sk－变电站断路器处三相短路容量，MVA； Sj－基准容量，MVA； Uj－基准电压，kV。

（6）三相短路电流周期分量有效值

(3)标幺值 IZ??1 ?X?(3)有名值 IZ?11I?j??X?X?Sj3Uj （4

－5）

（7）三相短路冲击电流

(3)(3) ich （4?2kchIZ－6）

（8）两相短路电流有效值的近似计算

(2)? IZ3(3)IZ （42－7）

对本章计算的要求： ? 有详细的计算过程；

? 有完整的计算结果汇总表。

具体计算如下: 用标么值法计算:

设基准容量S=1000MVA,基准电压U=37KV,U’=10.5KV. 则:电力系统的电抗标么值为: X1=1000/1918=0.52

电力变压器的电抗标么值为: X2=10.5*1000/100*31.5=3.3 电力线路的电抗标么值为: X3=0.35*5*1000/37*37=1.3

总降压变电所的主变压器电抗标么值为: X4=7*1000/100*5=14

基准电流为:I1=1000/1.732*37=15.6KA I2=1000/1.732*10.5=55KA 对K-1点:

在最大运行方式下:

总电抗:X总=0.52+3.3/2+1.3=3.47 则三相短路电流周期分量I(3)Z11??Ij??X?X?Sj3Uj=15.6/3.47=4.5KA

(3)(3)冲击电流ich=2.55*4.5=11.48KA ?2kchIZ短路容量S短=1000/3.47=288.18MVA 在最小运行方式下:

总电抗:X总=0.52+3.3+1.3=5.12

(3)周期分量IZ?11I?j??X?X?Sj3Uj=15.6/5.12=3.05KA

(3)(3)冲击电流ich=2.55*3.05=7.78KA ?2kchIZ短路容量S短=1000/5.12=195.31MVA 对K-2点:

最大运行方式下:

总电抗:X总=0.52+3.3/2+1.3+14=17.47

(3)周期分量IZ?11I?j??X?X?Sj3Uj=55/17.47=3.2KA

(3)(3)冲击电流ich=2.55*3.2=8.16KA ?2kchIZ短路容量S短=1000/17.47=57.24MVA 最小运行方式下:

总电抗:X总=0.52+3.3+1.3+14=19.12 周期分量I(3)Z11??Ij??X?X?Sj3Uj=55/19.12=2.87KA

(3)(3)冲击电流ich=2.55*2.87=7.31KA ?2kchIZ短路容量S短=1000/19.12=52.30MVA 结果如下表:

K-1点三相短路电流的计算结果 项目 周期分量有效稳态电流(KA) 冲击电流(KA) 短路容量值(KA) (MVA) 最大运行方式 4.5 4.5 11.48 288.18 最小运行方式 3.05 3.05 7.78 195.31 K-2点三相短路电流的计算结果 项目 周期分量有效稳态电流(KA) 冲击电流(KA) 短路容量值(KA) (MVA) 最大运行方式 3.2 3.2 8.16 57.24 最小运行方式 2.87 2.87 7.31 52.30 第三章 总降压变电所主接线电气设备的选择与校验

1开关设备选型及稳定性校验

开关电器的选择与校验

设备名称 断路器 隔离开关 互感器 其他 选择项目 额定电压 额定电流 开断电流 UNet≧UN INet≧Irmax INk≧IZ UNet≧UN INet≧Irmax ――― UNet≧UN INet≧Irmax INk≧IZ UNet≧UN INet≧Irmax INk≧Ich 校验项目 动稳定 热稳定 idw≧ich It2t≧IZ2tjx idw≧ich It2t≧IZ2tjx idw≧ich It2t≧IZ2tjx ――― ――― 表中，UNet、INet、INk－分别为开关电器的额定电压、额定电流和额定开断电流； Ur、Irmax、IZ－分别为开关电器工作点的线路额定电压、最大负荷电流和三相短路电流稳态值；

ich－开关电器工作点的三相短路冲击电流ich(3)；

idw、It、t－分别为开关电器的动稳定电流峰值、热稳定电流及其试验时间；

tjx－假想时间，tjx＝tj＋tdl＋0.05（s）； tj－继电保护整定时间（s）； tdl－断路器动作时间（s）；

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