XX钢铁厂供配电系统设计
摘要
本文按照供电系统可靠性、经济性的要求，根据钢铁厂的负荷性质、负荷大小和负荷的分布情况对本厂供电系统做了全面综合的分析，详细阐述了工厂总降压变电所实现的理论依据。通过对整个供电系统的分析和对钢铁厂的电力负荷、功率补偿、短路电流的计算，合理的选择电力变压器、断路器等各种电气设备；对工厂总降压变电所不同的主接线方案进行比较,选择可靠性高，经济性好的主接线方案，实现了工厂供电系统安全、可靠、优质、经济地运行。
关键词 电力负荷；功率补偿；短路电流；防雷与接地
目录
1电力负荷及其计算 ........................................................................................................................................ 2 1.1 工厂的电力负荷 ................................................................................................................................... 2 1.2计算负荷确定的方法 ............................................................................................................................ 2 1.3 变压器功率损耗的计算 ....................................................................................................................... 5 1.4 工厂的计算负荷和年电能消耗量 ....................................................................................................... 6 2 变配电所选择 ............................................................................................................................................. 12 2.1变配电所的类型 .................................................................................................................................. 12 2.2变电所主变压器容量的选择 .............................................................................................................. 13 3 电气主接线 ................................................................................................................................................. 14 3.1 具有母线的电气主接线 ..................................................................................................................... 15 3.2 无母线的电气主接线 ......................................................................................................................... 16 3.3工厂总降压变电所的主接线方案选择 .............................................................................................. 17 4 电力线路接线方式 ..................................................................................................................................... 19 4.1高压放射式接线 .................................................................................................................................. 19 4.2高压树干式接线 .................................................................................................................................. 19 5 电力线路的敷设 ......................................................................................................................................... 20 5.1架空线路 .............................................................................................................................................. 20 5.2电缆线路 .............................................................................................................................................. 20 6 高压供电线路导线截面及型号的选择 ..................................................................................................... 20 6.1按经济电流密度选择导线截面 .......................................................................................................... 20 6.2导线截面及型号的选择 ...................................................................................................................... 21 6.3母线的选择 .......................................................................................................................................... 22 7 电气设备的选择 ......................................................................................................................................... 22 7.1电气设备选择的一般条件 .................................................................................................................. 22 7.2高压一次设备的选择 .......................................................................................................................... 23 8 短路电流计算 ............................................................................................................................................. 30 8.1三相短路电流的计算 .......................................................................................................................... 30 8.2电力系统的短路电流计算 .................................................................................................................. 31 9 防雷与接地 ................................................................................................................................................. 34 10 附图纸 ....................................................................................................................................................... 36 11 谢辞 ........................................................................................................................................................... 37 12 参考文献 ................................................................................................................................................... 38
1电力负荷及其计算
1.1 工厂的电力负荷 （1）电力负荷的概念
电力负荷又称为电力负载。它有两重含义：一是指耗用电能的用电设备或用电单位（用户），如说重要负荷、不重要负荷、动力负荷、照明负荷等。另一是指用电设备或用电单位所耗用的电功率或电流大小，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。 1.2计算负荷确定的方法 （1）需要系数法
利用一个需要系数乘以设备容量即可求得设备的有功计算负荷的一种方法。该方法计算十分简便，它是最早提出的也是至今应用最为普遍的一种方法。但由于需要系数值是根据设备台数较多、容量差别不是很大的一般情况来确定的，未考虑设备容量相差悬殊时少数大容量设备对计算机负荷的影响，因此此法较适用于设备台数较多的车间及全厂范围的计算负荷的确定。 需要系数法的基本公式为： ① 有功计算负荷：
P30?Kx.PN? （1） 式中 ：Kx：称为需要系数；
PN?：为该组内各设备额定功率之和，即PN?=?PN； P30：为有功功率负荷；其中：
Kx?K?.KL?.?WL
K?：设备组的同时使用系数（即最大负荷时运行设备的容量与设备组总额定容量之比）；KL：设备组的平均加权负荷系数（表示设备组在最大负荷时输出功率与运行的设备容量的比值）；?：设备组的平均加权效率；?WL：配电线路的平均效率。
② 无功计算负荷：
n （2） Q30?P30.ta?tan?：用电设备组的功率因数角的正切值； ③ 视在计算负荷：
22S30?P30?Q30?
P30co?s （3）
cos?：用电设备组的平均功率因数； ④ 计算电流：
I30?
S303UN （4）
UN：用电设备组的额定电压；
Kx=1； 注意：需要系数值是按设备较多的情况来确定的，对单台设备，即 P30?PN；
P30?PN但对于电动机，它本身损耗较大，因此当只有一台时，（2）二项式系数法
?。
确定用电设备组有功计算负荷的公式为二项式。它考虑了设备组中容量最大的几台对整个设备组计算负荷的影响，弥补了需要系数法的不足。此法计算也十分简便，至今仍为我国不少设计单位和设计人员所采用。 ① 有功计算负荷：
P30?bPN??cPx （5）
bPN?：表示用电设备组的平均负荷。cPx：表示用电设备组中的x台容量组大的设备投入运行时增加的附加负荷，其中
Px为x台容量最大的设备之和； b、c：二项
式系数，其数值随用电设备组的类别和台数而定； ② 无功计算负荷：
n （6） Q30?P30.ta?③ 视在计算负荷：