塑料品厂配电系统一次系统设计
目 录
1引言（或绪论) 1
2电力负荷与计算2
2.1电力负荷分类2
2.2计算负荷定义2
2.3计算负荷方法2
3无功功率补偿计算7
3.1提高功率因数方法7
3.2电容器的安装与补偿7
4变压器选择 10
5短路计算 11
5.1短路故障 11
5.2短路电流计算方法 12
6主接线设计 14
6.1主接线的基本方式 14
7进出线的选择与校验 17
8设备选择 19
8.1电气设备选择原则 19
8.2高压侧选择与校验 19
8.3低压侧设备选择 21
9系统仿真 23
9.1Matlab仿真软件概述 23
9.2电路图设计 23
9.3仿真参数设置 24
9.4仿真结果及分析 24
10工厂防雷保护设计25
10.1过电压与防雷25
10.2防雷装置26
10.3防雷措施28
11工厂接地保护设计28
结论 30
致谢 31
参考文献 32
附录1 33
附录2 34
1 引言
我们都知道，电力是一个非常重要的能源，是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由大自然中存在的一次能源转换而来，又易于转换为其它形式的能量。电能拥有转换，运送简单经济和能够 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
轻易掌控等特点，有利于达到工业生产的自动化的目的。因此电能在整个国民经济生活中十分重要，是各个方面不可缺少的重要能源。
工厂供电便是指工厂所需电能的供给和分派。在工厂生产过程中，尽管电能是工厂生产的重要能量来源，可是它在工厂生产出售成品成本中所占的比重很小。比方说在工厂生产过程中，电能使用的费用仅占生产出售成品价格的6％上下。尽管电力在工厂生产中的要紧方面并非体现在它在成品售价中占得比重，而是在于工厂生产过程中，工厂达到生产自动化之后，能够极大的加多产品生产数量，提高产品的质量，提高劳动生产效率，降低生产成本，降低工人的劳动强度，改良工人的工作环境。从另一方面说，假如工厂供电忽然哪天断开，那么会对工厂正常运行产生大量亏损。比方说一些电能质量需求很严格的工厂，尽管是很少时间的断电，还是会造成精密设备的毁坏，或者制造出许多不合格产品，乃至会对人员带来危险，对祖国和百姓造成经济上的伤害。因为各个工厂建立的地方不同和当地的电厂发电的质量不同导致工厂选择变压器和设备不同，必须选择合适的器件参数，保障车间正常运转，不会产生危险。如果出现断电或者其他故障也能够降低损失，在保证工厂正常运行的情况下，也需要对产品成本的考虑，采用高效设备，节约成本。因此，一套可行的关于达到车间制造自动化的供电系统、增加车间产品数量和降低产品成本是必不可少的。对供电系统有以下几个基本要求：
(1)保证供电的可靠性，在给工厂供电过程中不会随意中断。
(2)能满足工厂使用的电能质量。
(3)供电系统的成本低廉，节约电能。
(4)工厂不会对设备故障和工人的安全生产过程中发生的。
本论文是描述了对塑料制品厂配电系统的设计，在参考许多这方面的书本和发表论文期刊，本着对工厂的认真负责态度，经过大批计算、校验、检测，最后确定了一个比较经济优质的设计方案。
该塑料品厂设有四个车间，分别为薄膜、单丝、注射、管材车间，均采用全国较先进的设备，除了这些外还有辅助车间和一些配套设施。论文主要论述了根据各个车间生产规模、产品规格和计算所得的负荷情况，对工厂供电、主要设备选择校验、配电装置、防雷接地等进行了详细的设计。
2 电力负荷与计算
2.1 电力负荷分类
电力负荷可以分为三个等级，一级负荷、二级负荷、三级负荷，不同等级负荷对工厂供电的电能质量和可靠性不同，如果供电中断，一级负荷将造成重大事故，对工厂工人造成人身危害，对工厂设备造成重大损坏并且难以修复。对于一级负荷正常采用由两个单独的电能供给，如果任意一个供电电能发生故障或者停止供电，那个备用电源使得工厂不停点，从而避免了工厂因为停电造成的损失。二级负荷会造成设备局部损坏但是能够修复，对生产车间的流水线造成紊乱需要很长时间才能恢复，造成大量成品报废或者减产。对于二级负荷选用双路架空线供电，在一个路线断开时，许可另一路供电。三级负荷是对设备损坏不大，对工厂生产影响不大。对于三级负荷采用一个独立供电电源，也可以使用单回线路供电，对于电源供电中断要求不高。
该塑料品厂为三级负荷，工厂为三班倒，设备24小时运行，该厂由附近一个66/10kv变电站供电。为了使工厂运行经济有效，对变压器、开关设备、导线选择需要计算负荷，由此可以看出负荷计算非常重要。
2.2 计算负荷定义
计算负荷是一个假想的物理量由热效应用于选择器件和导体，重要设备，用PC、QC和SC表达。负荷的计算方法有很多种，比如有需要系数法、ABC计算法、二项式系数法，本论文采取的是需要系数法，而工厂负荷计算选用逐级计算。
2.3 计算负荷方法
下面是负荷计算的步骤和基本公式：
（1）各个车间用电设备的计算负荷。
（2）确定车间低压侧变压器的计算负荷，就是将各低压侧的车间用电设备的计算负荷乘以同时系数得到车间低压侧计算负荷。
（3）为了得到变电所高压侧变压器的负荷计算数据，就是将低压侧变压器的负荷和该变压器的有功功率损耗（ ）和无功功率损耗( )相加得到车间变电所高压侧变压器的负荷，计算得到的数值可以用于变电所高压侧进线截面型号选择的一个依据。
（4）确定变电站高压母线进线的计算负荷。
（5）确定变电站的高压侧和低压侧的总降压母线的负荷。
（6）确定工厂的总计算负荷。
表2-1 全厂各个车间变电所及用电设备计算负荷数据
序号 各个车间和用电设备名称 设备容量/KW 需要系数Kd 正切功率因数tan 功率因数cos 计算负荷
有功计算负荷P30/KW 无功计算负荷Q30/Kvar 视在计算负荷S30/ KVA
1号变电所
1 原料车间 50 0.25 0.6 1.33 12.5 16.6 20.8
2 薄膜车间 1500 0.6 0.75 0.88 900 792 1200
3 生活间 20 0.8 1 8 8
4 成品库（1） 30 0.4 0.6 1.33 12 16 20
5 成品库（2） 25 0.4 0.6 1.33 10 13.3 16.7
6 包装材料库 20 0.4 0.6 1.33 8 10.6 13.3
小计 1645 950.5 848.5 1278.8
1引言（或绪论) 1
2电力负荷与计算2
2.1电力负荷分类2
2.2计算负荷定义2
2.3计算负荷方法2
3无功功率补偿计算7
3.1提高功率因数方法7
3.2电容器的安装与补偿7
4变压器选择 10
5短路计算 11
5.1短路故障 11
5.2短路电流计算方法 12
6主接线设计 14
6.1主接线的基本方式 14
7进出线的选择与校验 17
8设备选择 19
8.1电气设备选择原则 19
8.2高压侧选择与校验 19
8.3低压侧设备选择 21
9系统仿真 23
9.1Matlab仿真软件概述 23
9.2电路图设计 23
9.3仿真参数设置 24
9.4仿真结果及分析 24
10工厂防雷保护设计25
10.1过电压与防雷25
10.2防雷装置26
10.3防雷措施28
11工厂接地保护设计28
结论 30
致谢 31
参考文献 32
附录1 33
附录2 34
1 引言
我们都知道，电力是一个非常重要的能源，是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由大自然中存在的一次能源转换而来，又易于转换为其它形式的能量。电能拥有转换，运送简单经济和能够 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
轻易掌控等特点，有利于达到工业生产的自动化的目的。因此电能在整个国民经济生活中十分重要，是各个方面不可缺少的重要能源。
工厂供电便是指工厂所需电能的供给和分派。在工厂生产过程中，尽管电能是工厂生产的重要能量来源，可是它在工厂生产出售成品成本中所占的比重很小。比方说在工厂生产过程中，电能使用的费用仅占生产出售成品价格的6％上下。尽管电力在工厂生产中的要紧方面并非体现在它在成品售价中占得比重，而是在于工厂生产过程中，工厂达到生产自动化之后，能够极大的加多产品生产数量，提高产品的质量，提高劳动生产效率，降低生产成本，降低工人的劳动强度，改良工人的工作环境。从另一方面说，假如工厂供电忽然哪天断开，那么会对工厂正常运行产生大量亏损。比方说一些电能质量需求很严格的工厂，尽管是很少时间的断电，还是会造成精密设备的毁坏，或者制造出许多不合格产品，乃至会对人员带来危险，对祖国和百姓造成经济上的伤害。因为各个工厂建立的地方不同和当地的电厂发电的质量不同导致工厂选择变压器和设备不同，必须选择合适的器件参数，保障车间正常运转，不会产生危险。如果出现断电或者其他故障也能够降低损失，在保证工厂正常运行的情况下，也需要对产品成本的考虑，采用高效设备，节约成本。因此，一套可行的关于达到车间制造自动化的供电系统、增加车间产品数量和降低产品成本是必不可少的。对供电系统有以下几个基本要求：
(1)保证供电的可靠性，在给工厂供电过程中不会随意中断。
(2)能满足工厂使用的电能质量。
(3)供电系统的成本低廉，节约电能。
(4)工厂不会对设备故障和工人的安全生产过程中发生的。
本论文是描述了对塑料制品厂配电系统的设计，在参考许多这方面的书本和发表论文期刊，本着对工厂的认真负责态度，经过大批计算、校验、检测，最后确定了一个比较经济优质的设计方案。
该塑料品厂设有四个车间，分别为薄膜、单丝、注射、管材车间，均采用全国较先进的设备，除了这些外还有辅助车间和一些配套设施。论文主要论述了根据各个车间生产规模、产品规格和计算所得的负荷情况，对工厂供电、主要设备选择校验、配电装置、防雷接地等进行了详细的设计。
2 电力负荷与计算
2.1 电力负荷分类
电力负荷可以分为三个等级，一级负荷、二级负荷、三级负荷，不同等级负荷对工厂供电的电能质量和可靠性不同，如果供电中断，一级负荷将造成重大事故，对工厂工人造成人身危害，对工厂设备造成重大损坏并且难以修复。对于一级负荷正常采用由两个单独的电能供给，如果任意一个供电电能发生故障或者停止供电，那个备用电源使得工厂不停点，从而避免了工厂因为停电造成的损失。二级负荷会造成设备局部损坏但是能够修复，对生产车间的流水线造成紊乱需要很长时间才能恢复，造成大量成品报废或者减产。对于二级负荷选用双路架空线供电，在一个路线断开时，许可另一路供电。三级负荷是对设备损坏不大，对工厂生产影响不大。对于三级负荷采用一个独立供电电源，也可以使用单回线路供电，对于电源供电中断要求不高。
该塑料品厂为三级负荷，工厂为三班倒，设备24小时运行，该厂由附近一个66/10kv变电站供电。为了使工厂运行经济有效，对变压器、开关设备、导线选择需要计算负荷，由此可以看出负荷计算非常重要。
2.2 计算负荷定义
计算负荷是一个假想的物理量由热效应用于选择器件和导体，重要设备，用PC、QC和SC表达。负荷的计算方法有很多种，比如有需要系数法、ABC计算法、二项式系数法，本论文采取的是需要系数法，而工厂负荷计算选用逐级计算。
2.3 计算负荷方法
下面是负荷计算的步骤和基本公式：
（1）各个车间用电设备的计算负荷。
（2）确定车间低压侧变压器的计算负荷，就是将各低压侧的车间用电设备的计算负荷乘以同时系数得到车间低压侧计算负荷。
（3）为了得到变电所高压侧变压器的负荷计算数据，就是将低压侧变压器的负荷和该变压器的有功功率损耗（ ）和无功功率损耗( )相加得到车间变电所高压侧变压器的负荷，计算得到的数值可以用于变电所高压侧进线截面型号选择的一个依据。
（4）确定变电站高压母线进线的计算负荷。
（5）确定变电站的高压侧和低压侧的总降压母线的负荷。
（6）确定工厂的总计算负荷。
表2-1 全厂各个车间变电所及用电设备计算负荷数据
序号 各个车间和用电设备名称 设备容量/KW 需要系数Kd 正切功率因数tan 功率因数cos 计算负荷
有功计算负荷P30/KW 无功计算负荷Q30/Kvar 视在计算负荷S30/ KVA
1号变电所
1 原料车间 50 0.25 0.6 1.33 12.5 16.6 20.8
2 薄膜车间 1500 0.6 0.75 0.88 900 792 1200
3 生活间 20 0.8 1 8 8
4 成品库（1） 30 0.4 0.6 1.33 12 16 20
5 成品库（2） 25 0.4 0.6 1.33 10 13.3 16.7
6 包装材料库 20 0.4 0.6 1.33 8 10.6 13.3
小计 1645 950.5 848.5 1278.8
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