工廠供電實習(xí)報告

PAGEPAGE18工廠供電校外實習(xí)報告目錄目錄 1第一章概論 21.1工廠供電的意義和要求 21.2工廠供電設(shè)計的一般原則 31.3設(shè)計內(nèi)容及步驟 3第二章選擇變電所的位置 62.1變電所所址的選擇 62.1.1變電所所址選擇的一般選擇 62.1.2變電所總體布局的要求 6第三章供電系統(tǒng)圖 7第四章計算負(fù)荷 84.1負(fù)荷計算參考公式 8第五章選擇變壓器臺數(shù)及容量 95.1變壓器臺數(shù)的選擇 95.2所主變壓器容量的選擇 9第六章計算短路電流 106.1短路概述 106.2短路計算舉例 11第七章選擇電氣設(shè)備 147.1高壓側(cè)設(shè)備選擇 147.2低壓側(cè)設(shè)備選擇 15第八章選擇和整定繼電保護(hù) 168.1繼電保護(hù)概述 168.2繼電保護(hù)整定 17實習(xí)總結(jié) 18第一章概論1.1工廠供電的意義和要求工廠供電，就是指工廠所需電能的供應(yīng)和分配，亦稱工廠配電。

眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用；電能的輸送的分配既簡單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個國民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用極為廣泛。

在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很?。ǔ娀I(yè)外）。電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于它在產(chǎn)品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動強度，改善工人的勞動條件，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。

因此，做好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個重要方面，而能源節(jié)約對于國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對于節(jié)約能源、支援國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)，也具有重大的作用。

工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須達(dá)到以下基本要求：（1）安全在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。

（2）可靠應(yīng)滿足電能用戶對供電可靠性的要求。

（3）優(yōu)質(zhì)應(yīng)滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求

（4）經(jīng)濟(jì)供電系統(tǒng)的投資要少，運行費用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。

此外，在供電工作中，應(yīng)合理地處理局部和全局、當(dāng)前和長遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照顧局部的當(dāng)前的利益，又要有全局觀點，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。1.2工廠供電設(shè)計的一般原則按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB50052-95《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》、GB50053-94《10kv及以下設(shè)計規(guī)范》、GB50054-95《低壓配電設(shè)計規(guī)范》等的規(guī)定，進(jìn)行工廠供電設(shè)計必須遵循以下原則：（1）遵守規(guī)程、執(zhí)行政策；

必須遵守國家的有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約能源，節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。（2）安全可靠、先進(jìn)合理；

應(yīng)做到保障人身和設(shè)備的安全，供電可靠，電能質(zhì)量合格，技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理，采用效率高、能耗低和性能先進(jìn)的電氣產(chǎn)品。（3）近期為主、考慮發(fā)展；

應(yīng)根據(jù)工作特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系，做到遠(yuǎn)近結(jié)合，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性。（4）全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。

按負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計方案。工廠供電設(shè)計是整個工廠設(shè)計中的重要組成部分。工廠供電設(shè)計的質(zhì)量直接影響到工廠的生產(chǎn)及發(fā)展。作為從事工廠供電工作的人員，有必要了解和掌握工廠供電設(shè)計的有關(guān)知識，以便適應(yīng)設(shè)計工作的需要。1.3設(shè)計內(nèi)容及步驟全廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計，是根據(jù)各個車間的負(fù)荷數(shù)量和性質(zhì)，生產(chǎn)工藝對負(fù)荷的要求，以及負(fù)荷布局，結(jié)合國家供電情況。解決對各部門的安全可靠，經(jīng)濟(jì)的分配電能問題。其基本內(nèi)容有以下幾方面。

1、負(fù)荷計算

全廠總降壓變電所的負(fù)荷計算，是在車間負(fù)荷計算的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。考慮車間變電所變壓器的功率損耗，從而求出全廠總降壓變電所高壓側(cè)計算負(fù)荷及總功率因數(shù)。列出負(fù)荷計算表、表達(dá)計算成果。

2、改善功率因數(shù)裝置設(shè)計

按負(fù)荷計算求出總降壓變電所的功率因數(shù)，通過查表或計算求出達(dá)到供電部門要求數(shù)值所需補償?shù)臒o功率。由手冊或廠品樣本選用所需移相電容器的規(guī)格和數(shù)量，并選用合適的電容器柜或放電裝置。如工廠有大型同步電動機(jī)還可以采用控制電機(jī)勵磁電流方式提供無功功率，改善功率因數(shù)。

3、工廠車間變電所供電系統(tǒng)圖設(shè)計

根據(jù)變電所配電回路數(shù)，負(fù)荷要求的可靠性級別和計算負(fù)荷數(shù)綜合主變壓器臺數(shù)，確定變電所高、低接線方式。對它的基本要求，即要安全可靠有要靈活經(jīng)濟(jì)，安裝容易維修方便。

4、工廠總降壓變電所的位置和主變壓器的臺數(shù)及容量選擇

參考電源進(jìn)線方向，綜合考慮設(shè)置總降壓變電所的有關(guān)因素，結(jié)合全廠計算負(fù)荷以及擴(kuò)建和備用的需要，確定變壓器的臺數(shù)和容量。

5、廠區(qū)高壓配電系統(tǒng)設(shè)計

根據(jù)廠內(nèi)負(fù)荷情況，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)合理性確定廠區(qū)配電電壓。參考負(fù)荷布局及總降壓變電所位置，比較幾種可行的高壓配電網(wǎng)布置放案，計算出導(dǎo)線截面及電壓損失，由不同放案的可靠性，電壓損失，基建投資，年運行費用，有色金屬消耗量等綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件列表比值，擇優(yōu)選用。按選定配電系統(tǒng)作線路結(jié)構(gòu)與敷設(shè)方式設(shè)計。用廠區(qū)高壓線路平面布置圖，敷設(shè)要求和架空線路桿位明細(xì)表以及工程預(yù)算書表達(dá)設(shè)計成果。

6、工廠供、配電系統(tǒng)短路電流計算

工廠用電，通常為國家電網(wǎng)的末端負(fù)荷，其容量運行小于電網(wǎng)容量，皆可按無限容量系統(tǒng)供電進(jìn)行短路計算。由系統(tǒng)不同運行方式下的短路參數(shù)，求出不同運行方式下各點的三相及兩相短路電流。

7、變電所高、低壓側(cè)設(shè)備選擇

參照短路電流計算數(shù)據(jù)和各回路計算負(fù)荷以及對應(yīng)的額定值，選擇變電所高、低壓側(cè)電器設(shè)備，如隔離開關(guān)、斷路器、母線、電纜、絕緣子、避雷器、互感器、開關(guān)柜等設(shè)備。并根據(jù)需要進(jìn)行熱穩(wěn)定和力穩(wěn)定檢驗。用總降壓變電所主結(jié)線圖，設(shè)備材料表和投資概算表達(dá)設(shè)計成果。

8、繼電保護(hù)設(shè)計

為了監(jiān)視，控制和保證安全可靠運行，變壓器、高壓配電線路移相電容器、高壓電動機(jī)、母線分段斷路器及聯(lián)絡(luò)線斷路器，皆需要設(shè)置相應(yīng)的控制、信號、檢測和繼電器保護(hù)裝置。并對保護(hù)裝置做出整定計算和檢驗其靈敏系數(shù)。

設(shè)計包括繼電器保護(hù)裝置、監(jiān)視及測量儀表，操作電源和控制電纜組成的變電所二次結(jié)線系統(tǒng)，用二次回路原理接線圖或二次回路展開圖以及元件材料表達(dá)設(shè)計成果。35kv及以上系統(tǒng)尚需給出二次回路的保護(hù)屏和控制屏屏面布置圖。第二章選擇變電所的位置2.1變電所所址的選擇2.1.1變電所所址選擇的一般選擇變電所所址選擇，根據(jù)下列要求并和經(jīng)濟(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較后確定：盡量接近負(fù)荷中心，降低配電系統(tǒng)的電能損耗、電壓損耗和有色金屬損耗量。進(jìn)出線方便，特別是要便于架空進(jìn)出線。接近電源側(cè)，特別是工廠的總電壓變電所和高壓配電所。設(shè)備運輸方便，特別是要考慮電力變壓器和高低壓成套配電裝置的運輸。不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動或高溫的場所，無法避開時，應(yīng)有防振或隔熱措施。不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場所，無法遠(yuǎn)離時，不應(yīng)設(shè)在污染源的下風(fēng)處。不應(yīng)設(shè)在廁所或浴室及其他經(jīng)常積水場所的正下方，且不宜不宜與上述場所相鄰。不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險環(huán)境的正上方或正下方，當(dāng)與有爆炸或火災(zāi)危險環(huán)境的建筑物相鄰時，應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB50058-1992《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定。不應(yīng)設(shè)在地勢低洼和可能積水的場所。2.1.2變電所總體布局的要求1.便于運行維護(hù)和檢修2.保證運行安全3.便于進(jìn)出線4.節(jié)約土地和建筑費用5.適應(yīng)發(fā)展要求第三章供電系統(tǒng)圖供電系統(tǒng)圖如圖3.1所示：圖3.1供電系統(tǒng)圖第四章計算負(fù)荷4.1負(fù)荷計算參考公式負(fù)荷計算參考表4-1：表4-1公式及參數(shù)列表名稱公式備注用電設(shè)備組的容量—設(shè)備的額定容量－設(shè)備組的同時系數(shù)－設(shè)備組的負(fù)荷系數(shù)－設(shè)備組的平均效率－配電線路的平均效率－對應(yīng)用電設(shè)備組的正切值 －用電設(shè)備組的平均功率因數(shù)－用電設(shè)備組的額定電壓以上參數(shù)由用電設(shè)備組計算負(fù)荷直接相加來計算時取。用電設(shè)備組有功計算負(fù)荷需要系數(shù)無功計算負(fù)荷視在計算負(fù)荷計算電流有功負(fù)荷的同時系數(shù)無功負(fù)荷的同時系數(shù)總的有功計算負(fù)荷總的無功計算負(fù)荷總的視在計算負(fù)荷第五章選擇變壓器臺數(shù)及容量5.1變壓器臺數(shù)的選擇應(yīng)滿足用電負(fù)荷對供電可靠性的要求。對供有大量一、二級負(fù)荷的變壓所，應(yīng)采用兩臺變壓器，以便當(dāng)一臺變壓器法身故障或檢修時，另一臺變壓器能對一、二級負(fù)荷繼續(xù)供電。對只有二級而無一級負(fù)荷德爾變電所，也可以只采用一臺變壓器但必須在低壓側(cè)敷設(shè)與其他變電所相連的聯(lián)絡(luò)線作為備用電源，或另有自備電源。對季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動較大而宜于采用經(jīng)濟(jì)運行方式的變電所，也可考慮采用兩臺變壓器。除上述兩種情況外，一般車間變電所宜采用一臺變壓器。但是負(fù)荷集中且容量相當(dāng)大的變電所，雖為三級負(fù)荷，也可以采用兩臺或多臺變壓器。在確定變電所主變壓器臺數(shù)時，應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定的余地。由于該廠的負(fù)荷屬于二級負(fù)荷，對電源的供電可靠性要求較高，宜采用兩臺變壓器，以便當(dāng)一臺變壓器發(fā)生故障后檢修時，另一臺變壓器能對一、二級負(fù)荷繼續(xù)供電，故選兩臺變壓器。5.2所主變壓器容量的選擇裝設(shè)兩臺主變壓器的變電所，每臺變壓器的容量ST應(yīng)同時滿足以下兩個條件：①任一臺單獨運行時，ST≥（0.6-0.7）S′30（1）②任一臺單獨運行時，ST≥S′30（Ⅰ+Ⅱ）由于S′30（1）=7932KV·A，因為該廠都是上二級負(fù)荷所以按條件2選變壓器。③ST≥（0.6-0.7）×7932=（4759.2～5552.4）KV·A≥ST≥S′30（Ⅰ+Ⅱ）第六章計算短路電流6.1短路概述工廠供電系統(tǒng)要求正常地不簡斷地用電負(fù)荷供電，以保證工廠生產(chǎn)和生活的正常進(jìn)行。但是由于種種原因，也難免出現(xiàn)故障，而使系統(tǒng)的正常運行遭到破壞。系統(tǒng)中最常見的故障就是短路。短路就是指不同電位的導(dǎo)電部分之間的低阻性短接。短路后，短路電流比正常電流大得多；在大電力系統(tǒng)中，短路電流可達(dá)幾萬安甚至幾十萬安。如此大的電流可對供電系統(tǒng)產(chǎn)生極大的危害。因此必須盡力設(shè)法消除可能引起短路的一切因素；同時需要進(jìn)行短路電流的計算，以便正確的選擇電氣設(shè)備，使設(shè)備具有足夠的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，以保證在發(fā)生可能有的最大電流時不致?lián)p壞。為了選擇切除短路故障的開關(guān)電器、整定短路保護(hù)的繼電保護(hù)裝置和選擇限制短路電流的元件等，也必須計算短路電流。表7－1電力線路每相的單位長度電抗平均值線路結(jié)構(gòu)線路電壓6～10KV220/380V架空線路0.380.32電纜線路0.080.066表7－2公式及參數(shù)列表名稱公式備注電力系統(tǒng)的電抗—高壓饋電線的短路計算電壓—系統(tǒng)出口短路器的斷流容量300MVAI=500MVAII750MVAIII電力線路的電抗—系統(tǒng)電纜的單位長度的電抗—線路長度變壓器的電抗—變壓器短路電壓百分比—變壓器的額定容量6.2短路計算舉例圖7.1求k－１點的三相短路電流和短路容量（）注解：短路計算電壓取值要比線路額定電壓高5%。計算短路電流中各元件的電抗及總電抗。電力系統(tǒng)的電抗：SN10－10I型短路器的短流容量，因此。架空電路的電抗：由表得，因此。K－1點短路的等效電路如圖所示，其計算總電抗如下：計算三相短路電流和短路容量。三相短路電流周期分量有效值：。三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流：。三相短路沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值：三相短路容量：求k－2點的三相短路電流和短路容量（Ｕc2=0.4KV）計算短路電流中各元件的電抗及總電抗。電力系統(tǒng)的電抗：。架空電路的電抗：。電力變壓器的電抗：。因此：所以：=1.84=24.38KA=1.09=14.34KA==9.18MV?A表2-3常用高壓斷路器的主要技術(shù)參數(shù)類別型號額定電壓KV額定電流A開斷電流KA斷流容量MV·A動穩(wěn)定電流峰值kA熱穩(wěn)定電流kA少油戶內(nèi)SN10-10I10630163004016（2s）1000163004016（2s）第七章選擇電氣設(shè)備7.1高壓側(cè)設(shè)備選擇（1）高壓熔斷器是一種在電路電流超過規(guī)定值并經(jīng)一段時間后，使其熔體融化而分?jǐn)嚯娏?、斷開電路的一種保護(hù)電器。熔斷器的功能主要是對電路及電路設(shè)備進(jìn)行短路保護(hù)，有的熔斷器還具有過負(fù)荷保護(hù)的功能。工廠供電系統(tǒng)中，室內(nèi)廣泛采用RN1\RN2型高壓管式熔斷器，室外則廣泛采用RW4-10\RW10(F)-10型高壓跌開式熔斷器和RW10-35型高壓限流熔斷器，這里選用RN1型。（2）高壓隔離開關(guān)高壓隔離開關(guān)的功能主要是隔離高壓電源，以保證其它設(shè)備和線路的安全檢修。其特點結(jié)構(gòu)是斷開后有明顯可見的斷開間隙，而且斷開間隙絕緣及相間絕緣都是足夠可靠的，能充分保障人身和設(shè)備的安全。但是隔離開關(guān)沒有專門的滅弧裝置，因此它不允許帶負(fù)荷操作。高壓隔離開關(guān)按安裝地點，分戶內(nèi)式和戶外式兩大類，這里選擇GN8型戶內(nèi)高壓隔離開關(guān)。（3）高壓負(fù)荷開關(guān)它具有簡單的滅弧裝置，因而能通斷一定的負(fù)荷電流和過負(fù)荷電流。但是它不能斷開短路電流，所以它一般與高壓熔斷器串聯(lián)使用，借助熔斷器來進(jìn)行短路保護(hù)。負(fù)荷開關(guān)斷開后，與隔離開關(guān)一樣，也具有明顯可見的斷開間隙，因此它也具有隔離高壓電源、保證安全修檢的功能。這里選FN3-10RT型戶內(nèi)壓氣式負(fù)荷開關(guān)。（4）高壓斷路器高壓斷路器的功能是，不僅能通斷正常的負(fù)荷電流，而且能借通和承受一定時間的短路電流，并能在保護(hù)裝置作用下自動跳閘，切除短路故障。高壓斷路器按其采用的滅弧介質(zhì)分，有油斷路器、六氟化硫斷路器、真空斷路器以及壓縮空氣斷路器、磁吹斷路器等，其中油斷路器應(yīng)用最廣泛，這里采用SN10-10型高壓少油斷路器。7.2低壓側(cè)設(shè)備選擇（1）低壓熔斷器低壓熔斷器的功能，主要是實現(xiàn)低壓配電系統(tǒng)的短路保護(hù)，有的熔斷器也能實現(xiàn)過負(fù)荷保護(hù)。低壓熔斷器的種類很多，如插入式（RC型）、螺旋式（RL型）、無填料密封管式（RM型）、有填料密封管式（RT型）以及引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的有填料式gF、aM系列、高分?jǐn)嗄芰Φ腘T型等。這里選RM10型密閉管式熔斷器。（2）低壓斷路器低壓斷路器，又稱低壓自動開關(guān)，它既能帶負(fù)荷通斷電路，又能在短路過負(fù)荷和低電壓（失壓）下自動跳閘，其功能與高壓斷路器類似。低壓斷路器按滅弧介質(zhì)分類有空氣斷路器、真空斷路器；按用途分類有配電用斷路器、電動機(jī)保護(hù)用斷路器、照明用斷路器和漏電保護(hù)用斷路器；按保護(hù)性能分類有非選擇型和選擇型斷路器。這里選擇DW型萬能式低壓斷路器。（3）低壓配電屏低壓配電屏是按一定的線路方案將有關(guān)一、二次設(shè)備組裝而成的一種低壓成套配電裝置，在低壓配電系統(tǒng)中作動力和照明配電之用。低壓配電屏的結(jié)構(gòu)形式，有固定式和抽屜式兩大類型。不過抽屜式價格昂貴，一般中小工廠多用固定式。這里選PGL1型低壓配電屏。第八章選擇和整定繼電保護(hù)8.1繼電保護(hù)概述供電系統(tǒng)及電氣設(shè)備在運行中，往往會因電氣設(shè)備的絕緣損壞、操作失誤等種種原因，造成短路事故或進(jìn)入異常運行狀態(tài)。尤其是短路事故，會給供電系統(tǒng)及電氣設(shè)備帶來嚴(yán)重的危害，這些危害主要有：短路電流通過電氣設(shè)備，使電氣設(shè)備直接受到損害并造成停電事故；由于短路使電力系統(tǒng)的電壓和頻率下降，影響用戶的正常生產(chǎn)；③如果系統(tǒng)發(fā)生震蕩，同步遭到破壞時，將引起系統(tǒng)解列，造成大面積停電。因此，為了迅速而有效地排除供電系統(tǒng)及電氣設(shè)備發(fā)生的事故，防止造成嚴(yán)重的后果，需采用繼電保護(hù)裝置加以保護(hù)。繼電保護(hù)裝置是指供電系統(tǒng)或電氣設(shè)備出現(xiàn)異常運行或故障時，能夠及時發(fā)出預(yù)告信號或作用于開關(guān)跳閘并發(fā)出報警信號，以達(dá)到縮小故障范圍，保證系統(tǒng)安全運行的自動裝置。對于中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)的單相接地及電氣設(shè)備過負(fù)荷等現(xiàn)象，繼電保護(hù)裝置能及時發(fā)出預(yù)告信號。通知運行值班人員進(jìn)行處理，而當(dāng)供電系統(tǒng)及電氣設(shè)備發(fā)生事故時，它能夠自動地將事故切除。這樣，通過預(yù)防事故或縮小事故范圍來提高系統(tǒng)運行的可靠性和保護(hù)電氣設(shè)備的安全。按GB50062—92《電力裝置的繼電保護(hù)和自動裝置設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：對電力變壓器的下列故障及異常運行方式，應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置：

（1）繞組及其引出線的相間短路和在中性點直接接地側(cè)的單相接地短路；

（2）繞組的匝間短路；

（3）