工厂供电的设计

第一篇：工厂供电的设计

工厂供电的设计

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一、工厂供电的意义和要求

工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。

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，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。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的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，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，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。

因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，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。

二、工厂供电设计的一般原则

按照国家标准GB50052-95 《供配电系统设计规范》、GB50053-94 《10kv及以下设计规范》、GB50054-95 《低压配电设计规范》等的规定，进行工厂供电设计必须遵循以下原则：

（1）遵守规程、执行政策；

必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。

（2）安全可靠、先进合理；

应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。

（3）近期为主、考虑发展；

应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。

（4）全局出发、统筹兼顾。

按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。

三、设计内容及步骤

全厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况。解决对各部门的安全可靠，经济的分配电能问题。其基本内容有以下几方面。

1、负荷计算

全厂总降压变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的。考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总降压变电所高压侧计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、表达计算成果。

2、工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量选择

参考电源进线方向，综合考虑设置总降压变电所的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要，确定变压器的台数和容量。

3、工厂总降压变电所主结线设计

根据变电所配电回路数，负荷要求的可靠性级别和计算负荷数综合主变压器台数，确定变电所高、低接线方式。对它的基本要求，即要安全可靠有要灵活经济，安装容易维修方便。

4、厂区高压配电系统设计

根据厂内负荷情况，从技术和经济合理性确定厂区配电电压。参考负荷布局及总降压变电所位置，比较几种可行的高压配电网布置放案，计算出导线截面及电压损失，由不同放案的可靠性，电压损失，基建投资，年运行费用，有色金属消耗量等综合技术经济条件列表比值，择优选用。按选定配电系统作线路结构与敷设方式设计。用厂区高压线路平面布置图，敷设要求和架空线路杆位明细表以及工程预算书表达设计成果。

5、工厂供、配电系统短路电流计算

工厂用电，通常为国家电网的末端负荷，其容量运行小于电网容量，皆可按无限容量系统供电进行短路计算。由系统不同运行方式下的短 路参数，求出不同运行方式下各点的三相及两相短路电流。

6、改善功率因数装置设计 按负荷计算求出总降压变电所的功率因数，通过查表或计算求出达到供电部门要求数值所需补偿的无功率。由手册或厂品样本选用所需 移相 电容器的规格和数量，并选用合适的电容器柜或放电装置。如工厂有大型同步电动机还可以采用控制电机励磁电流方式提供无功功率，改善功率因数。

7、变电所高、低压侧设备选择

参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值，选择变电所高、低压侧电器设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。并根据需要进行热稳定和力稳定检验。用总降压变电所主结线图，设备材料表和投资概算表达设计成果。

8、继电保护及二次结线设计

为了监视，控制和保证安全可靠运行，变压器、高压配电线路移相电容器、高压电动机、母线分段断路器及联络线断路器，皆需要设置相应的控制、信号、检测和继电器保护装置。并对保护装置做出整定计算和检验其灵敏系数。

设计包括继电器保护装置、监视及测量仪表，控制和信号装置，操作电源和控制电缆组成的变电所二次结线系统，用二次回路原理接线图或二次回路展开图以及元件材料表达设计成果。35kv及以上系统尚需给出二次回路的保护屏和控制屏屏面布置图。

9、变电所防雷装置设计

参考本地区气象地质材料，设计防雷装置。进行防直击的避雷针保护范围计算，避免产生反击现象的空间距离计算，按避雷器的基本参数选择防雷电冲击波的避雷器的规格型号，并确定其接线部位。进行避雷灭弧电压，频放电电压和最大允许安装距离检验以及冲击接地 电阻计算。

10、专题设计

11、总降压变电所变、配电装置总体布置设计综合前述设计计算结果，参照国家有关规程规定，进行内外的变、配电装置的总体布置和施工设计。

第二章 负荷计算及功率补偿

一、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。

二、负荷计算的方法

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： P30 = Pe·Kd 无功功率: Q30 = P30 ·tgφ 视在功率: S3O = P30/Cosφ 计算电流: I30 = S30/√3UN

三、各用电车间负荷计算结果如下表：

四、全厂负荷计算

取K∑p = 0.92;K∑q = 0.95 根据上表可算出：∑P30i = 6520kW;∑Q30i = 5463kvar 则 P30 = K∑P∑P30i = 0.9×6520kW = 5999kW Q30 = K∑q∑Q30i = 0.95×5463kvar = 5190kvar S30 =(P302+Q302)1/2 ≈7932KV·A I30 = S30/√3UN ≈ 94.5A COSф = P30/Q30 = 5999/7932≈ 0.75

五、功率补偿

由于本设计中上级要求COSφ≥0.9,而由上面计算可知COSф=0.75<0.9，因此需要进行无功补偿。

综合考虑在这里采用并联电容器进行高压集中补偿。

可选用BWF6.3-100-1W型的电容器，其额定电容为2.89μF Qc = 5999×（tanarc cos0.75－tanarc cos0.92）Kvar =2724Kvar 取Qc=2800 Kvar 因此，其电容器的个数为： n = Qc/qC = 2800/100 =28 而由于电容器是单相的，所以应为3的倍数，取28个 正好 无功补偿后，变电所低压侧的计算负荷为：

S30（2）′= [59992+(5463-2800)2] 1/2 =6564KV·A 变压器的功率损耗为：

△QT = 0.06 S30′= 0.06 * 6564 = 393.8 Kvar △PT = 0.015 S30 ′= 0.015 * 6564= 98.5 Kw 变电所高压侧计算负荷为： P30′= 5999+ 98.5 = 6098 Kw Q30′=(5463-2800)+ 393.8= 3057 Kvar S30′ =(P302 + Q302)1/2 = 6821 KV.A 无功率补偿后，工厂的功率因数为：

cosφ′= P30′/ S30′= 6098 / 6821= 0.9

则工厂的功率因数为：

cosφ′= P30′/S30′= 0.9≥0.9 因此，符合本设计的要求

第三章 变压器的选择

（1）主变压器台数的选择

由于该厂的负荷属于二级负荷，对电源的供电可靠性要求较高，宜采用两台变压器，以便当一台变压器发生故障后检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电，故选两台变压器。

（2）变电所主变压器容量的选择

装设两台主变压器的变电所，每台变压器的容量ST应同时满足以下两个条件： ① 任一台单独运行时，ST≥（0.6-0.7）S′30（1）② 任一台单独运行时，ST≥S′30（Ⅰ+Ⅱ）

由于S′30（1）= 7932 KV·A，因为该厂都是上二级负荷所以按条件2 选变压器。③ ST≥（0.6-0.7）×7932=（4759.2～5552.4）KV·A≥ST≥S′30（Ⅰ+Ⅱ）因此选5700 KV·A的变压器二台

第四章 主结线方案的选择

一、变配电所主结线的选择原则

1.当满足运行要求时，应尽量少用或不用断路器，以节省投资。

2.当变电所有两台变压器同时运行时，二次侧应采用断路器分段的单母线接线。3.当供电电源只有一回线路，变电所装设单台变压器时，宜采用线路变压器组结线。4.为了限制配出线短路电流，具有多台主变压器同时运行的变电所，应采用变压器分列运行。5.接在线路上的避雷器，不宜装设隔离开关；但接在母线上的避雷器，可与电压互感器合用一组隔离开关。

6.6～10KV固定式配电装置的出线侧，在架空线路或有反馈可能的电缆出线回路中，应装设线路隔离开关。

7.采用6～10 KV熔断器负荷开关固定式配电装置时，应在电源侧装设隔离开关。

8.由地区电网供电的变配电所电源出线处，宜装设供计费用的专用电压、电流互感器（一般都安装计量柜）。9.变压器低压侧为0.4KV的总开关宜采用低压断路器或隔离开关。当有继电保护或自动切换电源要求时，低压侧总开关和母线分段开关均应采用低压断路器。10.当低压母线为双电源，变压器低压侧总开关和母线分段开关采用低压断路器时，在总开关的出线侧及母线分段开关的两侧，宜装设刀开关或隔离触头。

二、主结线方案选择

对于电源进线电压为35KV及以上的大中型工厂，通常是先经工厂总降压变电所降为6—10KV的高压配电电压，然后经车间变电所，降为一般低压设备所需的电压。

总降压变电所主结线图表示工厂接受和分配电能的路径，由各种电力设备（变压器、避雷器、断路器、互感器、隔离开关等）及其连接线组成，通常用单线表示。

主结线对变电所设备选择和布置，运行的可靠性和经济性，继电保护和控制方式都有密切关系，是供电设计中的重要环节。

1、一次侧采用内桥式结线，二次侧采用单母线分段的总降压变电所主电路图如下这种主结线，其一次侧的QF10跨接在两路电源线之间，犹如一座桥梁，而处在线路断路器QF11和QF12的内侧，靠近变压器，因此称为内桥式结线。这种主结线的运行灵活性较好，供电可靠性较高，适用于一、二级负荷工厂。如果某路电源例如WL1线路停电检修或发生故障时，则断开QF11，投入QF10（其两侧QS先合），即可由WL2恢复对变压器T1的供电，这种内桥式结线多用于电源线路较长因而发生故障和停电检修的机会较多、并且变电所的变压器不需要经常切换的总降压变电所。

2、一次侧采用外桥式结线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所主电路图(下图)，这种主结线，其一次侧的高压断路器QF10也跨接在两路电源进线之间，但处在线路断路器QF11 和QF12的外侧，靠近电源方向，因此称为外桥式结线。这种主结线的运行灵活性也较好，供电可靠性同样较高，适用于一、二级负荷的工厂。但与内桥式结线适用的场合有所不同。如果某台变压器例如T1停电检修或发生故障时，则断开QF11，投入QF10（其两侧QS先合），使两路电源进线又恢复并列运行。这种外桥式适用于电源线路较短而变电所负荷变动较大、适用经济运行需经常切换的总降压变电所。当一次电源电网采用环行结线时，也宜于采用这种结线，使环行电网的穿越功率不通过进线断路器QF11、QF12，这对改善线路断路器的工作及其继电保护的整定都极为有利。

3、一、二次侧均采用单母线分段的总降压变电所主电路图（见下图）

这种主结线图兼有上述两种桥式结线的运行灵活性的优点，但所用高压开关设备较多，可供一、二级负荷，适用于一、二次侧进出线较多的总降压变电所

4、一、二次侧均采用双母线的总降压变电所主电路图采用双母线结线较之采用单母线结线，供电可靠性和运行灵活性大大提高，但开关设备也大大增加，从而大大增加了初投资，所以双母线结线在工厂电力系统在工厂变电所中很少运用主要用与电力系统的枢纽变电所。本次设计的电机修造厂是连续运行，负荷变动较小，电源进线较短（2.5km）,主变压器不需要经常切换，另外再考虑到今后的长远发展。采用一、二侧单母线分段的总降压变电所主结线（即全桥式结线）。

第五章 短路计算

一、短路电流计算的目的及方法

短路电流计算的目的是为了正确选择和校验电气设备，以及进行继电保护装置的整定计算。进行短路电流计算，首先要绘制计算电路图。在计算电路图上，将短路计算所考虑的各元件的额定参数都表示出来，并将各元件依次编号，然后确定短路计算点。短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。

接着，按所选择的短路计算点绘出等效电路图，并计算电路中各主要元件的阻抗。在等效电路图上，只需将被计算的短路电流所流经的一些主要元件表示出来，并标明其序号和阻抗值，然后将等效电路化简。对于工厂供电系统来说，由于将电力系统当作无限大容量电源，而且短路电路也比较简单，因此一般只需采用阻抗串、并联的方法即可将电路化简，求出其等效总阻抗。最后计算短路电流和短路容量。

短路电流计算的方法，常用的有欧姆法（有称有名单位制法）和标幺制法（又称相对单位制法）。

二、本设计采用标幺制法进行短路计算

1.在最小运行方式下：

（1）确定基准值

取 Sd = 100MV·A,UC1 = 60KV,UC2 = 10.5KV 而 Id1 = Sd /√3UC1 = 100MV·A/(√3×60KV)= 0.96KA Id2 = Sd /√3UC2 = 100MV·A/(√3×10.5KV)= 505KA

（2）计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值 1）电力系统（SOC = 310MV·A）X1* = 100KVA/310= 0.32 2）架空线路（XO = 0.4Ω/km）X2* = 0.4×4×100/ 10.52= 1.52 3）电力变压器（UK% = 7.5）

X3* = UK%Sd/100SN = 7.5×100×103/(100×5700)= 1.32 绘制等效电路如图，图上标出各元件的序号和电抗标幺值，并标出短路计算点。

(3)求k-1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 总电抗标幺值

X*Σ(K-1)= X1*＋X2*= 0.32+1.52= 1.84 三相短路电流周期分量有效值

IK-1(3)= Id1/X*Σ(K-1)= 0.96/1.84 =0.52 3)其他三相短路电流

I“(3)= I∞(3)= Ik-1(3)= 0.52KA ish(3)= 2.55×0.52KA = 1.33KA Ish(3)= 1.51×0.52 KA= 0.79KA 4)三相短路容量

Sk-1(3)= Sd/X*Σ(k-1)=100MVA/1.84=54.3

(4)求k-2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 1)总电抗标幺值

X*Σ(K-2)= X1*＋X2*＋X3*// X4* =0.32+1.52+1.32/2=2.5 2)三相短路电流周期分量有效值

IK-2(3)= Id2/X*Σ(K-2)= 505KA/2.5 = 202KA 3)其他三相短路电流

I”(3)= I∞(3)= Ik-23)= 202KA ish(3)= 1.84×202KA =372KA Ish(3)=1.09×202KA = 220KA 4)三相短路容量

Sk-2(3)= Sd/X*Σ(k-1)= 100MVA/2.5 = 40MV·A 在最大运行方式下：（1）确定基准值

取 Sd = 1000MV·A,UC1 =60KV,UC2 = 10.5KV 而 Id1 = Sd /√3UC1 = 1000MV·A/(√3×60KV)=9.6 Id2 = Sd /√3UC2 = 1000MV·A/(√3×10.5KV)= 55KA（2）计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值 1）电力系统（SOC = 1338MV·A）X1*= 1000/1338= 0.75 2）架空线路（XO = 0.4Ω/km）X2* = 0.4×4×1000/602 =0.45 3）电力变压器（UK% = 4.5）

X3* = X4* = UK%Sd/100SN = 7.5×1000×103/(100×5700)= 13.2 绘制等效电路如图，图上标出各元件的序号和电抗标幺值，并标出短路计算点。

(3)求k-1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 1)总电抗标幺值

X*Σ(K-1)= X1*＋X2* = 0.75+0.45= 1.2 2)三相短路电流周期分量有效值

IK-1(3)= Id1/ X*Σ(K-1)= 9.6KA/1.2 = 8KA 3)其他三相短路电流

I“(3)= I∞(3)= Ik-1(3)= 8KA ish(3)= 2.55×8KA = 20.4KA Ish(3)= 1.51×X*Σ(K-1)8KA = 12.1KA 4)三相短路容量

Sk-1(3)= Sd/X*Σ(k-1)= 1000/1.2 = 833MVA(4)求k-2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 K 1)总电抗标幺值

X*Σ(K-2)= X1*＋X2*＋X3*∥X4* = 0.75＋0.45＋13.2/2 = 7.8 2)三相短路电流周期分量有效值

IK-2(3)= Id2/X*Σ(K-2)= 55KA/7.8 = 7.05KA 3)其他三相短路电流

I”(3)= I∞(3)= Ik-2（3）= 7.05KA ish(3)= 2.55×7.05KA =17.98KA Ish(3)= 1.51×7.05KA = 10.65KA 4)三相短路容量

Sk-2(3)= Sd/X*Σ(k-2)= 1000/7.05= 141.8MV·A

三.短路电流计算结果：

1.最大运行方式

2.最小运行方式

第六章 导线、电缆的选择

概述

为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，进行导线和电缆截面时必须满足下列条件: 发热条件

导线和电缆(包括母线)在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。

工厂供电的设计 来自: 免费论文网 2.电压损耗条件

导线和电缆在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的电压损耗，不应超过其正常运行时允许的电压损耗。对于工厂内较短的高压线路，可不进行电压损耗校验。

3.经济电流密度

35KV及以上的高压线路及电压在35KV以下但距离长电流大的线路，其导线和电缆截面宜按经济电流密度选择，以使线路的年费用支出最小。所选截面，称为“经济截面”。此种选择原则，称为“年费用支出最小”原则。工厂内的10KV及以下线路，通常不按此原则选择。

4.机械强度

导线（包括裸线和绝缘导线）截面不应小于其最小允许截面。对于电缆，不必校验其机械强度，但需校验其短路热稳定度。母线也应校验短路时的稳定度。对于绝缘导线和电缆，还应满足工作电压的要求。

根据设计经验，一般10KV及以下高压线路及低压动力线路，通常先按发热条件来选择截面，再校验电压损耗和机械强度。低压照明线路，因其对电压水平要求较高，因此通常先按允许电压损耗进行选择，再校验发热条件和机械强度。对长距离大电流及35KV以上的高压线路，则可先按经济电流密度确定经济截面，再校验其它条件。架空进线的选择按发热条件选择导线截面 补偿功率因素后的线路计算电流 1)已知I30 = 76.33A 由课本表 5-3 查得jec=1.65，因此 Aec=76.33/1.65=46.26mm2 选择准截面45mm2，既选LGJ—45型铝绞线 校验发热条件和机械强度都合格

第七章 开关柜的选择

第八章 高、低压设备的选择

高压设备选择的一般要求必须满足一次电路正常条件下和短路故障条件下的工作要求，同时设备应工作安全可靠，运行方便，投资经济合理。

高压刀开关柜的选择应满足变电所一次电路图的要求，并各方案经济比较优选出开关柜型号及一次结线方案编号，同时确定其中所有一次设备的型号规格。

工厂变电所高压开关柜母线宜采用LMY型硬母线

二、配电所高压开关柜的选择

高压开关柜是按一定的线路方案将有关一、二次设备组装而成的一种高压成套配电装置，在发电厂和变配电所中作为控制和保护发电机、变压器和高压线路之用，也可作为大型高压开关设备、保护电器、监视仪表和母线、绝缘子等。高压开关柜有固定式和手车式（移可式）两大类型。

由于本设计是10KV电源进线，则可选用较为经济的固定式高压开关柜，这里选择GG1A-10Q（F）型。

第九章 变压器的继电保护

概述

按GB50062—92《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》规定：对电力变压器的下列故障及异常运行方式，应装设相应的保护装置：

（1）绕组及其引出线的相间短路和在中性点直接接地侧的单相接地短路；（2）绕组的匝间短路；

（3）外部相间短路引过的过电流；

（4）中性点直接接地电力网中外部接地短路引起的过电流及中性点过电压；（5）过负荷；（6）油面降低；

（7）变压器温度升高或油箱压力升高或冷却系统故障。

对于高压侧为6～10KV的车间变电所主变压器来说，通常装设有带时限的过电流保护；如过电流保护动作时间大于0.5～0.7s时，还应装设电流速断保护。容量在800KV·A及以上的油浸式变压器和400KV·A及以上的车间内油浸式变压器，按规定应装设瓦斯保护（又称气体继电保护）。容量在400KV·A及以上的变压器，当数台并列运行或单台运行并作为其它负荷的备用电源时，应根据可能过负荷的情况装设过负荷保护。过负荷保护及瓦斯保护在轻微故障时（通称“轻瓦斯”），动作于信号，而其它保护包括瓦斯保护在严重故障时（通称“重瓦斯”），一般均动作于跳闸。

对于高压侧为35KV及以上的工厂总降压变电所主变压器来说，也应装设过电流保护、电流速断保护和瓦斯保护；在有可能过负荷时，也需装设过负荷保护。但是如果单台运行的变压器容量在10000KV·A及以上和并列运行的变压器每台容量在6300KV·A及以上时，则要求装设纵联差动保护来取代电流速断保护。

在本设计中，根据要求需装设过电流保护、电流速断保护、过负荷保护和瓦斯保护。对于由外部相间短路引起的过电流，保护应装于下列各侧： 1）、对于双线圈变压器，装于主电源侧 2）、对三线圈变压器，一般装于主电源的保护应带两段时限，以较小的时限断开未装保护的断路器。当以上方式满足灵敏性要求时，则允许在各侧装设保护。各侧保护应根据选择性的要求装设方向元件。3）、对于供电给分开运行的母线段的降压变压器，除在电源侧装设保护外，还应在每个供电支路上装设保护。4）、除主电源侧外，其他各侧保护只要求作为相邻元件的后备保护，而不要求作为变压器内部故障的后备保护。5）、保护装置对各侧母线的各类短路应具有足够的灵敏性。相邻线路由变压器作远后备时，一般要求对线路不对称短路具有足够的灵敏性。相邻线路大量瓦斯时，一般动作于断开的各侧断路器。如变压器高采用远后备时，不作具体规定。6）、对某些稀有的故障类型（例如110KV及其以上电力网的三相短路）允许保护装置无选择性动作。

差动保护

变压器差动保护动作电流应满足以下三个条件

应躲过变压器差动保护区外出现的最大短路不平衡电流 应躲过变压器的励磁涌流

在电流互感器二次回路端线且变压器处于最大符合时，差动保护不应动作 变压器的过电流保护

1.过电流保护动作电流的整定

IL.max =2×5700/(√3×60)A = 109.7A 取Krel = 1.3 , Ki = 150/5 = 30 , KW = 1 , Kre = 0.8 因此

Iop = Krel×KW×IL.max/(Kr×eKi)= 1.3×1×109.7A/(0.8×30)=5.94A 故动作电流整定为6A。

2．保护动作时间

t〈=t1-△t=2-0.5=1.5S

3.变压器过电流保护的灵敏度

Ik.max = 0.866×7.02×1000× 10/60= 1037A 则：

Sp = KW×Ik.min/(Ki×Iop)= 1×1037/(6×30)= 5.761>1.5 满足保护灵敏度的要求

4．结线图

四、变压器的过负荷保护 过负荷保护动作电流的整定

IOP(OL)= 1.3I1N.T/Ki = 1.3×104/40A = 3A 动作时间取10～15s

五、变压器的瓦斯保护

瓦斯保护，又称气体继电保护，是保护油浸式电力变压器内部故障的一种基本的保护装置。按GB50062—92规定，800KV·A及以上的一般油浸式变压器和400KV·A及以上的车间内油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。

瓦斯保护的主要元件是气体继电器。它装设在变压器的油箱与油枕之间的联通管上。为了使油箱内产生的气体能够顺畅地通过气体继电器排往油枕，变压器安装应取1%～1.5%的倾斜度；而变压器在制造时，联通管对油箱顶盖也有 2%～4%的倾斜度。

当变压器油箱内部发生轻微故障时，由故障产生的少量气体慢慢升起，进入气体继电器的容器，并由上而下地排除其中的油，使油面下降，上油杯因其中盛有残余的油而使其力矩大于另一端平衡锤的力矩而降落。这时上触点接通而接通信号回路，发出音响和灯光信号，这称之为“轻瓦斯动作”。当变压器油箱内部发生严重故障时，由故障产生的气体很多，带动油流迅猛地由变压器油箱通过联通管进入油枕。这大量的油气混合体在经过气体继电器时，冲击挡板，使下油杯下降。这时下触点接通跳闸回路（通过中间继电器），同时发出音响和灯光信号（通过信号继电器），这称之为“重瓦斯动作”。

如果变压器油箱漏油，使得气体继电器内的油也慢慢流尽。先是继电器的上油杯下降，发出报警信号，接着继电器内的下油杯下降，使断路器跳闸，同时发出跳闸信号。变压器瓦斯保护动作后的故障分析

变压器瓦斯保护动作后，可由蓄积于气体继电器内的气体性质来分析和判断故障的原因几处理要求，如下表：

第十章 二次回路操作电源和中央信号装置 二次回路的操作电源

二次回路操作电源是供高压断路器跳、合闸回路和继电保护装置、信号回路、监测系统及其它二次回路所需的电源。因此对操作电源的可靠性要求很高，容量要求足够大，尽可能不受供电系统运行的影响。

二次回路操作电源，分直流和交流两大类。直流操作电源又有由蓄电池组供电的电源和由整流装置供电的两种。交流操作电源又由所用（站用）变压器供电的由仪用互感器供电的两种。其中，蓄电池主要有铅酸蓄电池和镉镍蓄电池两种；整流电源主要有硅整流电容储能式和复式整流两种。而交流操作电源可分为电流源和电压源两种。

采用镉镍蓄电池组作操作电源，除不受供电系统运行情况的影响、工作可靠外，还有大电流放电性能好，比功率大，机械强度高，使用寿命长，腐蚀性小，无需专用房间等优点，从而大大降低了投资等优点，因此在工厂供电系统这应用比较普遍。

采用交流操作电源，可使二次回路大大简化，投资大大减少，工作可靠，维护方便，但是它不适于比较复杂的电路。

中央信号装置

中央信号装置是指装设在变配电所值班室或控制室的信号装置。中央信号装置包括事故信号和预告信号两种。

中央信号装置的要求是：在任一断路器事故跳闸时，能瞬时发出音响信号，并在控制屏上或配电装置有表示事故跳闸的具体断路器位置的灯光指示信号。事故音响信号通常采用电笛（蜂鸣器），应能手动或自动复归。

中央事故信号装置按操作电源分，有直流操作的交流操作的两类。按事故音响信号的动作特性分，有不能重复动作的和能重复动作的两种。

中央预告信号装置的要求是：当供电系统中发生故障和不正常工作状态但不需立即跳闸的情况时，应及时发出音响信号，并有显示故障性质和地点的指示信号（灯光或光字牌指示）。预告音响信号通常采用电铃，应能手动或自动复归。

中央预告信号装置亦有直流操作的和交流操作的两种，同样有不能重复动作的和能重复动作的两种。

利用ZC-23型冲击继电器的中央复归重复动作的事故音响信号装置结线图

第十一章 电测量仪表与绝缘监视装置

电测量仪表

这里的“电测量仪表”按GBJ63—90《电力装置的电测量仪表装置设计规范》的定义，“是对电力装置回路的电力运行参数所经常测量、选择测量、记录用的仪表和作计费、技术经济分析考核管理用的计量仪表的总称。”

为了监视供电系统一次设备（电力装置）的运行状态和计量一次系统消耗的电能，保证供电系统安全、可靠、优质和经济合理地运行，工厂供电系统的电力装置中必须装设一定数量的

电测量仪表。

电测量仪表按其用途分为常用测量仪表和电能计量仪表两类，前者是对一次电路的电力运行参数作经常测量、选择测量和记录用的仪表，后者是对一次电路进行供用电的技术经济考核分析和对电力用户用电量进行测量、计量的仪表，即各种电度表。

变配电装置中各部分仪表的配置

供电系统变配电装置中各部分仪表的配置要求如下：

1.在工厂的电源进线上，或经供电部门同意的电能计量点，必须装设计费的有供电度表和无功电度表，而且宜采用全国统一标准的电能计量柜。为了解负荷电流，进线上还应装设一只电流表。

2.变配电所的每段母线上，必须装设电压表测量电压。在中性点非有效接地的（即小接地电流的）系统中，各段母线上还应装设绝缘监视装置。如出线很少时，绝缘监视电压表可不装设。

3.35～110/6～10KV的电力变压器，应装设电流表、有功功率表、无功功率表、有功电能表和无功电能表各一只，装在哪一侧视具体情况而定。6～10/3～6KV的电力变压器，在其一侧装设电流表、有功和无功电度表各一只。6～10/0.4KV的电力变压器，在高压侧装设电流表和有功电度表各一只，如为单独经济核算单位的变压器，还应装设一只无功电度表。

4.3～10KV的配电线路，应装设电流表、有功和无功电度表各一只。如不是送往单独经济核算单位时，可不装无功电度表。当线路负荷在5000KV·A及以上时，可再装设一只有功功率表。

5.380V的电源进线或变压器低压侧，各相应装一只电流表。如果变压器高压侧未安装设有功电度表一只。

6.低压动力线路上，应安装一只电流表。低压照明线路及三相负荷不平衡率大于15%的线路上，应装设三只电流表分别测量三相电流。如需计量电能，一般应装设一只三相四线有功电度表。对负荷平衡的动力线路，可只装设一只单相有功电度表，实际电能按其计度的3倍计。7.并联电力电容器组的回路上，应装设三只电流表，分别测量三相电流，并应装设一只无功电度表。

二、绝缘监视装置

绝缘监视装置用于小接地电流的系统中，以便及时发现单相接地故障，设法处理，以免故障发展为两相接地短路，造成停电事故。

6～35KV系统的绝缘监视装置，可采用三相双绕组电压互感器和三只电压表，也可采用三个单相三绕组电压互感器或者一个三相五芯柱三绕组电压互感器。接成Y0的二次绕组，其中三只电压表均接各相的相电压。当一次电路其中一相发生接地故障时，电压互感器二次侧的对应相的电压表指零，其它两相的电压表读数则升高到线电压。由指零电压表的所在相即可得知该相发生了单相接地故障，但不能判明是哪一条线路发生了故障，因此这种绝缘监视装置是无选择性的，只适于出线不多的系统及作为有选择性的单相接地保护的一种辅助装置。

第十二章 防雷与接地

防雷

1.防雷设备

防雷的设备主要有接闪器和避雷器。其中，接闪器就是专门用来接受直接雷击（雷闪）的金属物体。接闪的金属称为避雷针。接闪的金属线称为避雷线，或称架空地线。接闪的金属带称为避雷带。接闪的金属网称为避雷网。

避雷器是用来防止雷电产生的过电压波沿线路侵入变配电所或其它建筑物内，以免危及被保护设备的绝缘。避雷器应与被保护设备并联，装在被保护设备的电源侧。当线路上出现危及设备绝缘的雷电过电压时，避雷器的火花间隙就被击穿，或由高阻变为低阻，使过电压对大地放电，从而保护了设备的绝缘。避雷器的型式，主要有阀式和排气式等。

2.防雷措施

1.架空线路的防雷措施

（1）架设避雷线 这是防雷的有效措施，但造价高，因此只在66KV及以上的架空线路上才沿全线装设。35KV的架空线路上，一般只在进出变配电所的一段线路上装设。而10KV及以下的线路上一般不装设避雷线。

（2）提高线路本身的绝缘水平在架空线路上，可采用木横担、瓷横担或高一级的绝缘子，以提高线路的防雷水平，这是10KV及以下架空线路防雷的基本措施。

（3）利用三角形排列的顶线兼作防雷保护线 由于3～10KV的线路是中性点不接地系统，因此可在三角形排列的顶线绝缘子装以保护间隙。在出现雷电过电压时，顶线绝缘子上的保护间隙被击穿，通过其接地引下线对地泄放雷电流，从而保护了下面两根导线，也不会引起线路断路器跳闸。

（4）装设自动重合闸装置 线路上因雷击放电而产生的短路是由电弧引起的。在断路器跳闸后，电弧即自行熄灭。如果采用一次ARD，使断路器经0.5s或稍长一点时间后自动重合闸，电弧通常不会复燃，从而能恢复供电，这对一般用户不会有什么影响。

（5）个别绝缘薄弱地点加装避雷器 对架空线路上个别绝缘薄弱地点，如跨越杆、转角杆、分支杆、带拉线杆以及木杆线路中个别金属杆等处，可装设排气式避雷器或保护间隙。

2.变配电所的防雷措施

（1）装设避雷针 室外配电装置应装设避雷针来防护直接雷击。如果变配电所处在附近高建（构）筑物上防雷设施保护范围之内或变配电所本身为室内型时，不必再考虑直击雷的保护。（2）高压侧装设避雷器 这主要用来保护主变压器，以免雷电冲击波沿高压线路侵入变电所，损坏了变电所的这一最关键的设备。为此要求避雷器应尽量靠近主变压器安装。阀式避雷器至3～10KV主变压器的最大电气如下表。

避雷器的接地端应与变压器低压侧中性点及金属外壳等连接在一起。在每路进线终端和每段母线上，均装有阀式避雷器。如果进线是具有一段引入电缆的架空线路，则在架空线路终端的电缆头处装设阀式避雷器或排气式避雷器，其接地端与电缆头外壳相联后接地。

（3）低压侧装设避雷器 这主要用在多雷区用来防止雷电波沿低压线路侵入而击穿电力变压器的绝缘。当变压器低压侧中性点不接地时（如IT系统），其中性点可装设阀式避雷器或金属氧化物避雷器或保护间隙。

在本设计中，配电所屋顶及边缘敷设避雷带，其直径为8mm的镀锌圆钢，主筋直径应大于或等于10mm的镀锌圆钢。

二、接地

1.接地与接地装置

电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接，称为接地。埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地体，或称接地极。专门为接地而人为装设的接地体，称为人工接地体。兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、金属管道及建筑物的钢筋混凝土基础等，称为自然接地体。连接接地体与设备、装置接地部分的金属导体，称为接地线。接地线在设备、装置正常运行情况下是不载流的，但在故障情况下要通过接地故障电流。

接地线与接地体合称为接地装置。由若干接地体在大地中相互用接地线连接起来的一个整体，称为接地网。其中接地线又分为接地干线和接地支线。接地干线一般应采用不少于两根导体在不同地点与接地网连接。

2.确定此配电所公共接地装置的垂直接地钢管和连接扁钢（1）确定接地电阻

按相关资料可确定此配电所公共接地装置的接地电阻应满足以下两个条件： RE ≤ 250V/IE RE ≤ 10Ω

式中IE的计算为

IE = IC = 60×(60＋35×4)A/350 = 34.3A 故 RE ≤ 350V/34.3A = 10.2Ω

综上可知，此配电所总的接地电阻应为RE≤10Ω（2）接地装置初步方案

现初步考虑围绕变电所建筑四周，距变电所2～3m，打入一圈直径50mm、长2.5m的钢管接地体，每隔5m打入一根，管间用40×4mm2的扁钢焊接。（3）计算单根钢管接地电阻

查相关资料得土质的ρ = 100Ω·m 则单根钢管接地电阻RE(1)≈ 100Ω·m/2.5m = 40Ω（4）确定接地钢管数和最后的接地方案

根据RE(1)/RE = 40/4 = 10。但考虑到管间的屏蔽效应，初选15根直径50mm、长2.5m的钢管作接地体。以n = 15和a/l = 2再查有关资料可得ηE ≈ 0.66。因此可得 n = RE(1)/(ηERE)= 40Ω/(0.66×4)Ω ≈ 15 考虑到接地体的均匀对称布置，选16mm根直径50mm、长2.5m的钢管作 地体，用40×4mm2的扁钢连接，环形布置。选择双针等高避雷

小 结

我做的是某电机修造厂全厂总降压变电所及配电系统的设计.通过这次毕业设计，我加深了对工厂供电知识的理解，基本上掌握了进行一次设计所要经历的步骤，象总降压的设计，我与其他同学一起进行课题分析、查资料，进行设计，整理说明书到最后完成整个设计。作为大学阶段一次重要的学习经历我感觉自己受益非浅，同时深深的感觉的自己的学习能力在不断提高，一个月的时间就这样匆匆的过去了，再指导老师我经过多少个白天，黑夜，我们刻苦研究。

这次设计使我对工厂供电有了新的认识，对总降压变电所的设计由一无所知到现在的一定程度的掌握，起到了非常重要的作用，对秦绪平老师的关心，指导大家有感于心，事实上这次设计对我们的锻炼是多方面的，除了对设计过程熟悉外，我们还进一步提高了作图，说明书编辑，各种信息的分析，对WORD文档的使用等多方面的能力。

不久我们将走上工作岗位，这样的学习机会对我们来说已经不多了，我们非常重视。我们发扬团队合作的精神，互相配合

第二篇：工厂供电设计

摘要

工厂供电系统就是将电力系统的电能降压再分配电能到各个厂房或车间中去，它由工厂降压变电所，高压配电线路，车间变电所，低压配电线路及用电设备组成。工厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况.解决对各部门的安全可靠，经济技术的分配电能问题。其基本内容有以下几方面：进线电压的选择, 变配电所位置的电气设计, 短路电流的计算及继电保护, 电气设备的选择,车间变电所位置和变压器数量、容量的选择, 防雷接地装置设计等.关键词：电力系统、继电保护、电气设计、防雷、电气设备、电力

目录

1：绪论

1.1、工厂供电的意义和要求……..………………………………….1 1.2、工厂供电设计的一般原则………………………………….…..2

2、负荷计算及功率补偿

2.1、负荷计算的内容和目的.……………………………………….3 2.2、负荷计算的方法………………………………………..………..4 2.3、各用电车间负荷计算结果如下表.……………………….…….4

3、变压器的选择

3.1、主变压器台数的选择.……………………………………5 3.2、变电所主变压器容量的选择……………………...………5

4、主结线方案选择………….…………......………6

5、导线、电缆的选择……………………..………7

6、高、低压设备及开关柜的选择..…….……..8

7、变压器的继电保护

7.1、概述………….………………………………………………………8 7.2、保护方法…………………………………………………11

8、防雷与接地

8.1、防雷………….…………………………………………12 8.2、接地….…………………………………………………15

结论…………………………………………………………18

主要参考文献…………………………………………….………18

1：绪论

1.1工厂供电的意义和要求

工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。工厂配电系统是电力系统的主要组成部分，它是电能的主要用户。

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，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。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的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，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，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。

因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，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。

1.2、工厂供电设计的一般原则

按照国家标准GB50052-95 《供配电系统设计规范》、GB50053-94 《10kv及以下设计规范》、GB50054-95 《低压配电设计规范》等的规定，进行工厂供电设计必须遵循以下原则：

（1）遵守规程、执行政策；

必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。

（2）安全可靠、先进合理；

应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。

（3）近期为主、考虑发展；

应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。

（4）全局出发、统筹兼顾。

按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。

2、负荷计算及功率补偿

2.1、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 6

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。

2.2、负荷计算的方法

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： P30 = Pe·Kd 无功功率: Q30 = P30 ·tgφ 视在功率: S3O = P30/Cosφ 计算电流: I30 = S30/√3UN

2.3、各用电车间负荷计算结果如下表：（2-1）

3、变压器的选择

3.1、主变压器台数的选择

由于该厂的负荷属于二级负荷，对电源的供电可靠性要求较高，宜采用两台变压器，以便当一台变压器发生故障后检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电，故选两台变压器。

3.2、变电所主变压器容量的选择

装设两台主变压器的变电所，每台变压器的容量ST应同时满足以下两个条件： ① 任一台单独运行时，ST≥（0.6-0.7）S′30（1）② 任一台单独运行时，ST≥S′30（Ⅰ+Ⅱ）

由于S′30（1）= 7932 KV·A，因为该厂都是上二级负荷所以按条件2 选变压器。③ ST≥（0.6-0.7）×7932=（4759.2～5552.4）KV·A≥ST≥S′30（Ⅰ+Ⅱ）因此选5700 KV·A的变压器二台

4、主结线方案的选择

变配电所主结线的选择原则

1.当满足运行要求时，应尽量少用或不用断路器，以节省投资。

2当变电所有两台变压器同时运行时，二次侧应采用断路器分段的单母线接线。3.当供电电源只有一回线路，变电所装设单台变压器时，宜采用线路变压器组结线。4.为了限制配出线短路电流，具有多台主变压器同时运行的变电所，应采用变压器分列运行。

5.接在线路上的避雷器，不宜装设隔离开关；但接在母线上的避雷器，可与电压互感器合用一组隔离开关。

6.6～10KV固定式配电装置的出线侧，在架空线路或有反馈可能的电缆出线回路中，应装设线路隔离开关。

7.采用6～10 KV熔断器负荷开关固定式配电装置时，应在电源侧装设隔离开关。8.由地区电网供电的变配电所电源出线处，宜装设供计费用的专用电压、电流互感器（一般都安装计量柜）。

9.变压器低压侧为0.4KV的总开关宜采用低压断路器或隔离开关。当有继电保护或自动切换电源要求时，低压侧总开关和母线分段开关均应采用低压断路器。

10.当低压母线为双电源，变压器低压侧总开关和母线分段开关采用低压断路器时，在总开关的出线侧及母线分段开关的两侧，宜装设刀开关或隔离触头。

5、导线、电缆的选择

为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，进行导线和电缆截面时必须满足下列条件:（1）发热条件

导线和电缆(包括母线)在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。

(2)、电压损耗条件

导线和电缆在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的电压损耗，不应超过其正常运行时允许的电压损耗。对于工厂内较短的高压线路，可不进行电压损耗校验。

（3）、经济电流密度

35KV及以上的高压线路及电压在35KV以下但距离长电流大的线路，其导线和电缆截面宜按经济电流密度选择，以使线路的年费用支出最小。所选截面，称为“经 10

济截面”。此种选择原则，称为“年费用支出最小”原则。工厂内的10KV及以下线路，通常不按此原则选择。

6、高、低压设备及开关柜的选择

（1）、高、低压设备的选择

高压设备选择的一般要求必须满足一次电路正常条件下和短路故障条件下的工作要求，同时设备应工作安全可靠，运行方便，投资经济合理。

高压刀开关柜的选择应满足变电所一次电路图的要求，并各方案经济比较优选出开关柜型号及一次结线方案编号，同时确定其中所有一次设备的型号规格。工厂变电所高压开关柜母线宜采用LMY型硬母线

（2）、配电所高压开关柜的选择

高压开关柜是按一定的线路方案将有关一、二次设备组装而成的一种高压成套配电装置，在发电厂和变配电所中作为控制和保护发电机、变压器和高压线路之用，也可作为大型高压开关设备、保护电器、监视仪表和母线、绝缘子等。高压开关柜有固定式和手车式（移可式）两大类型。

由于本设计是10KV电源进线，则可选用较为经济的固定式高压开关柜，这里选择GG1A-10Q（F）型。

7、变压器的继电保护

7.1、概述

按GB50062—92《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》规定：对电力变压器的下列故障及异常运行方式，应装设相应的保护装置：

（1）绕组及其引出线的相间短路和在中性点直接接地侧的单相接地短路；（2）绕组的匝间短路；

（3）外部相间短路引过的过电流；

（4）中性点直接接地电力网中外部接地短路引起的过电流及中性点过电压；（5）过负荷；（6）油面降低；

（7）变压器温度升高或油箱压力升高或冷却系统故障。

对于高压侧为6～10KV的车间变电所主变压器来说，通常装设有带时限的过电流保护；如过电流保护动作时间大于0.5～0.7s时，还应装设电流速断保护。容量在800KV·A及以上的油浸式变压器和400KV·A及以上的车间内油浸式变压器，按规定应装设瓦斯保护（又称气体继电保护）。容量在400KV·A及以上的变压器，当数台并列运行或单台运行并作为其它负荷的备用电源时，应根据可能过负荷的情况装 12

设过负荷保护。过负荷保护及瓦斯保护在轻微故障时（通称“轻瓦斯”），动作于信号，而其它保护包括瓦斯保护在严重故障时（通称“重瓦斯”），一般均动作于跳闸。对于高压侧为35KV及以上的工厂总降压变电所主变压器来说，也应装设过电流保护、电流速断保护和瓦斯保护；在有可能过负荷时，也需装设过负荷保护。但是如果单台运行的变压器容量在10000KV·A及以上和并列运行的变压器每台容量在6300KV·A及以上时，则要求装设纵联差动保护来取代电流速断保护。

在本设计中，根据要求需装设过电流保护、电流速断保护、过负荷保护和瓦斯保护。对于由外部相间短路引起的过电流，保护应装于下列各侧： 1）、对于双线圈变压器，装于主电源侧

2）、对三线圈变压器，一般装于主电源的保护应带两段时限，以较小的时限断开未装保护的断路器。当以上方式满足灵敏性要求时，则允许在各侧装设保护。各侧保护应根据选择性的要求装设方向元件。

3）、对于供电给分开运行的母线段的降压变压器，除在电源侧装设保护外，还应在每个供电支路上装设保护。

4）、除主电源侧外，其他各侧保护只要求作为相邻元件的后备保护，而不要求作为变压器内部故障的后备保护。

5）、保护装置对各侧母线的各类短路应具有足够的灵敏性。相邻线路由变压器作远后备时，一般要求对线路不对称短路具有足够的灵敏性。相邻线路大量瓦斯时，一般 13

动作于断开的各侧断路器。如变压器高采用远后备时，不作具体规定。

6）、对某些稀有的故障类型（例如110KV及其以上电力网的三相短路）允许保护装置无选择性动作。

7.2保护方法（1）差动保护

变压器差动保护动作电流应满足以下三个条件 应躲过变压器差动保护区外出现的最大短路不平衡电流 应躲过变压器的励磁涌流

在电流互感器二次回路端线且变压器处于最大符合时，差动保护不应动作 变压器的过电流保护满足保护灵敏度的要求

（3）、变压器的瓦斯保护

瓦斯保护的主要元件是气体继电器。它装设在变压器的油箱与油枕之间的联通管上。为了使油箱内产生的气体能够顺畅地通过气体继电器排往油枕，变压器安装应取1%～1.5%的倾斜度；而变压器在制造时，联通管对油箱顶盖也有 2%～4%的倾斜度。

当变压器油箱内部发生轻微故障时，由故障产生的少量气体慢慢升起，进入气体继电器的容器，并由上而下地排除其中的油，使油面下降，上油杯因其中盛有残余的油而 14

使其力矩大于另一端平衡锤的力矩而降落。这时上触点接通而接通信号回路，发出音响和灯光信号，这称之为“轻瓦斯动作”。

当变压器油箱内部发生严重故障时，由故障产生的气体很多，带动油流迅猛地由变压器油箱通过联通管进入油枕。这大量的油气混合体在经过气体继电器时，冲击挡板，使下油杯下降。这时下触点接通跳闸回路（通过中间继电器），同时发出音响和灯光信号（通过信号继电器），这称之为“重瓦斯动作”。

如果变压器油箱漏油，使得气体继电器内的油也慢慢流尽。先是继电器的上油杯下降，发出报警信号，接着继电器内的下油杯下降，使断路器跳闸，同时发出跳闸信号。变压器瓦斯保护动作后的故障分析

变压器瓦斯保护动作后，可由蓄积于气体继电器内的气体性质来分析和判断故障的原因几处理要求，如下表：

8、防雷与接地

8.1、防雷

1.防雷设备

防雷的设备主要有接闪器和避雷器。其中，接闪器就是专门用来接受直接雷击（雷闪）的金属物体。接闪的金属称为避雷针。接闪的金属线称为避雷线，或称架空地线。接闪的金属带称为避雷带。接闪的金属网称为避雷网。

避雷器是用来防止雷电产生的过电压波沿线路侵入变配电所或其它建筑物内，以免危及被保护设备的绝缘。避雷器应与被保护设备并联，装在被保护设备的电源侧。当线路上出现危及设备绝缘的雷电过电压时，避雷器的火花间隙就被击穿，或由高阻变为低阻，使过电压对大地放电，从而保护了设备的绝缘。避雷器的型式，主要有阀式和排气式等。

2、防雷措施

1）.架空线路的防雷措施

（1）架设避雷线 这是防雷的有效措施，但造价高，因此只在66KV及以上的架空线路上才沿全线装设。35KV的架空线路上，一般只在进出变配电所的一段线路上装设。而10KV及以下的线路上一般不装设避雷线。

（2）提高线路本身的绝缘水平在架空线路上，可采用木横担、瓷横担或高一级的 16

绝缘子，以提高线路的防雷水平，这是10KV及以下架空线路防雷的基本措施。（3）利用三角形排列的顶线兼作防雷保护线 由于3～10KV的线路是中性点不接地系统，因此可在三角形排列的顶线绝缘子装以保护间隙。在出现雷电过电压时，顶线绝缘子上的保护间隙被击穿，通过其接地引下线对地泄放雷电流，从而保护了下面两根导线，也不会引起线路断路器跳闸。

（4）装设自动重合闸装置 线路上因雷击放电而产生的短路是由电弧引起的。在断路器跳闸后，电弧即自行熄灭。如果采用一次ARD，使断路器经0.5s或稍长一点时间后自动重合闸，电弧通常不会复燃，从而能恢复供电，这对一般用户不会有什么影响。

（5）个别绝缘薄弱地点加装避雷器 对架空线路上个别绝缘薄弱地点，如跨越杆、转角杆、分支杆、带拉线杆以及木杆线路中个别金属杆等处，可装设排气式避雷器或保护间隙。

2）、变配电所的防雷措施

（1）装设避雷针 室外配电装置应装设避雷针来防护直接雷击。如果变配电所处在附近高建（构）筑物上防雷设施保护范围之内或变配电所本身为室内型时，不必再考虑直击雷的保护。

（2）高压侧装设避雷器 这主要用来保护主变压器，以免雷电冲击波沿高压线路侵入变电所，损坏了变电所的这一最关键的设备。为此要求避雷器应尽量靠近主变压器安装。阀式避雷器至3～10KV主变压器的最大电气如下表。

避雷器的接地端应与变压器低压侧中性点及金属外壳等连接在一起。在每路进线终端和每段母线上，均装有阀式避雷器。如果进线是具有一段引入电缆的架空线路，则在架空线路终端的电缆头处装设阀式避雷器或排气式避雷器，其接地端与电缆头外壳相联后接地。

（3）低压侧装设避雷器 这主要用在多雷区用来防止雷电波沿低压线路侵入而击穿电力变压器的绝缘。当变压器低压侧中性点不接地时（如IT系统），其中性点可装设阀式避雷器或金属氧化物避雷器或保护间隙。

在本设计中，配电所屋顶及边缘敷设避雷带，其直径为8mm的镀锌圆钢，主筋直径应大于或等于10mm的镀锌圆钢。

8.2接地

1.接地与接地装置

电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接，称为接地。埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地体，或称接地极。专门为接地而人为装设的接地体，称为人工接地体。兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、金属管道及建筑物的钢筋混凝土基础等，称为自然接地体。连接接地体与设备、装置接地部分的金属导体，称为接地线。接地线在设备、装置正常运行情况下是不载流的，但在故障情况下要通过接地故障电流。

接地线与接地体合称为接地装置。由若干接地体在大地中相互用接地线连接起来的一个整体，称为接地网。其中接地线又分为接地干线和接地支线。接地干线一般应采用不少于两根导体在不同地点与接地网连接。

2.确定此配电所公共接地装置的垂直接地钢管和连接扁钢

（1）确定接地电阻

按相关资料可确定此配电所公共接地装置的接地电阻应满足以下两个条件： RE ≤ 250V/IE RE ≤ 10Ω

式中IE的计算为

IE = IC = 60×(60＋35×4)A/350 = 34.3A 故 RE ≤ 350V/34.3A = 10.2Ω

综上可知，此配电所总的接地电阻应为RE≤10Ω（2）接地装置初步方案

现初步考虑围绕变电所建筑四周，距变电所2～3m，打入一圈直径50mm、长2.5m的钢管接地体，每隔5m打入一根，管间用40×4mm2的扁钢焊接。（3）计算单根钢管接地电阻 查相关资料得土质的ρ = 100Ω·m

则单根钢管接地电阻RE(1)≈ 100Ω·m/2.5m = 40Ω（4）确定接地钢管数和最后的接地方案

根据RE(1)/RE = 40/4 = 10。但考虑到管间的屏蔽效应，初选15根直径50mm、长2.5m的钢管作接地体。以n = 15和a/l = 2再查有关资料可得ηE ≈ 0.66。因此可得

n = RE(1)/(ηERE)= 40Ω/(0.66×4)Ω ≈ 15

考虑到接地体的均匀对称布置，选16mm根直径50mm、长2.5m的钢管作

地体，用40×4mm2的扁钢连接，环形布置。选择双针等高避雷

结论

我做的是某电机修造厂全厂总降压变电所及配电系统的设计.通过这次毕业设计，我加深了对工厂供电知识的理解，基本上掌握了进行一次设计所要经历的步骤，象总降压的设计，我与其他同学一起进行课题分析、查资料，进行设计，整理说明书到最后完成整个设计。作为大学阶段一次重要的学习经历我感觉自己受益非浅，同时深深的感觉的自己的学习能力在不断提高，一个月的时间就这样匆匆的过去了，再指导老师我经过多少个白天，黑夜，我们刻苦研究。

这次设计使我对工厂供电有了新的认识，对总降压变电所的设计由一无所知到现在的一定程度的掌握，起到了非常重要的作用，对秦绪平老师的关心，指导大家有感于心，事实上这次设计对我们的锻炼是多方面的，除了对设计过程熟悉外，我们还进一步提高了作图，说明书编辑，各种信息的分析，对WORD文档的使用等多方面的能力。不久我们将走上工作岗位，这样的学习机会对我们来说已经不多了，我们非常重视。我们发扬团队合作的精神，互相配合 21

主要参考文献

【1】刘介才编。《工厂供电》。机械工业出版社。1997年。12-15 【2】李宗纲、刘玉林编《工厂供电设计》机械工业出版社2009年。32-35 【3】 王崇林、邹有明主编《.供电技术》.煤炭工业出版社,1996年。16-18 【4】 吴希再、熊信银、张国强《.电力工程》.华中科技大学出版社,1996年。30-33 【5】 孙国凯等 电力系统继电保护原理 中国水利水电出版社2002年10-14

第三篇：工厂设计复习题

1.工厂设计

将一个待建项目（一个工厂、车间、一套设备）用图纸、表格和必要的文字说明表达出来，然后由施工人员建设完成的一系列程序。

2.基本建设程序

基本建设的程序指的就是基本建设项目在整个建设过程中各项工作的先后顺序

3.项目建议书

项目建议书是项目拟建单位或业主根据国民经济发展规划、行业发展规划和地区社会经济、产业发展规划以及本单位的具体情况，经初步调查研究，提出的基本建设项目立项建议。

4.可行性研究

可行性研究是对拟建项目在工程技术、经济及社会、环境保护等方面的可行性和合理性进行的研究。5 项目评估

所谓项目评估是在项目准备完成后，组织有关方面的专家对项目进行实地考察，并着重从国家宏观经济的角度全面系统地检查项目涉及的各个方面，对项目准备提出的可行性研究报告的可靠程度做出评价，对于项目是否执行有至关重要的作用。设计任务书

设计计划任务书（简称设计任务书、计划任务书）是根据可行性研究的结论编制出的一个建设计划，它是确定基本建设项目和编制设计文件的主要依据。工厂总平面设计

所谓总平面设计，就是一切从生产工艺出发，研究建筑物、构筑物、道路、堆场、各种管线和绿化等方面的相互关系，在一张或几张图纸上表示出来，这样的设计就叫工厂总平面设计。辅助部门

工厂设计时，除生产车间(物料加工所在的场所)以外的其他部门或设施，都可称之为辅助部门，就其所占的空间大小来说，它们往往占整个工厂的大部分。生产车间工艺布置

就是对厂房内设备排列的安排和配置作出合理的安排，并以车间设备布置图纸的形式表达出来

1.何以说各工种间的相互配合是搞好工厂设计的关键？

食品工厂工艺设计与非工艺设计之间的相互关系体现为工艺向土建提出工艺要求，而土建给工艺提供符合工艺要求的建筑；

工艺向给排水、电、汽、冷、暖、风等提出工艺要求和有关数据，而水、电、汽等又反过来为工艺提供有关车间安装图；

土建对给排水、电、汽、冷、暖、风等提供有关建筑,而给排水、电、汽等又给建筑提供有关涉及建筑布置的资料，用电各工程工种如工艺、冷、风、汽、暖等向供电提供出用电资料，用水各工程工种如工艺、冷、风、汽、消防等给排水提出用水资料。

因为整个设计涉及工种多，而且纵横交叉，所以，各工种间的相互配合是搞好工厂设计的关键。2 可行性研究的具体作用表现在哪几方面？

（1）项目进行投资决策的依据。

（2）向金融机构申请贷款的依据。

（3）作为与有关部门洽谈合同和协议的依据。

（4）是项目设计和项目实施的依据。

（5）制定技术方案和设备方案的基础。

（6）作为安排基本建设计划和开展各项建设前期工作的参考。

（7）环保当局审查项目对环境影响的依据。厂址选择的一般原则

（1）厂址的地区布局应符合区域经济发展规划、国土开发及管理的有关规定厂区的自然条件要符合建设要求

（2）厂址选择应按照指向原理，根据原料、市场、能源、技术、劳动力等生产要素的限度区位来综合分析确定

（3）厂址选择要考虑交通运输和通讯设施等条件

（4）便于利用现有的生活福利设施、卫生医疗设施、文化教育和商业网点等设施

（5）要注意保护环境和生态平衡建厂条件评价

（1）资源条件评价（2）原材料供应条件评价（3）燃料及动力供应条件评价（4）交通运输和通讯条件评价（5）外部协作配套条件和同步建设评价发酵食品工厂工艺设计步骤

（1）根据前期可行性调查研究，确定产品方案及生产规模。

（2）根据当前的技术，经济水平选择生产方法。

（3）发酵产品生产工艺流程设计。（4）物料衡算。

（5）能量衡算(包括热量、耗冷量、供电、水量计算)。

（6）选择设备。（7）车间工艺布置。（8）管路设计。（9）其它工艺设计。

（10）编制工艺流程图、管道设计图及说明书等生产工艺流程图的绘制步骤

生产工艺流程示意图→物料平衡计算→设备设计及计算→设备选型→绘制工艺流程草图→车间设备设计→草图的修改和完善→正式绘制生产工艺流程图.物料衡算意义

(1)确定生产设备的容量、个数和主要尺寸。(2)指导工艺流程草图的设计。

(3)水、蒸汽、热量、冷量等平衡计算。

(4)指导车间布置、运输量、仓库储存量、劳动定员、生产班次、成本核算、管线设计。发酵食品工厂设备选择的原则

（1）与生产能力相匹配的原则（2）利于加工设备在生产线上相匹配(3)设备的先进性、经济性原则

(4)工作可靠性原则(5)利于产品改型及扩大生产规模的原则生产车间设备布置的原则

（1）要有总体设计的全局观点。（2）设备布置要尽量按工艺流水线安排

（3）应考虑到进行多品种生产的可能（4）生产车间与其他车间的各工序要相互配合（5）必须考虑生产卫生和劳动保护(6)应注意车间的采光、通风、采暖、降温等设施。

(7)可以设在室外的设备，尽可能设在室外，上面可加盖简易棚。技术经济分析的步骤

(1)根据项目的具体要求,设计若干可能的技术方案

(2)技术经济分析前的准备工作——收集各种方案的有关资料

(3)选定技术经济评价的有关指标(4)对选定的技术经济指标进行计算

(5)对设计方案进行综合评价并得出结论设计概算的意义

(1)设计概算是编制总体项目计划的依据(2)设计概算是进行项目技术经济分析的依据

(3)设计概算是确定和控制项目阶段投资额的依据(4)设计概算是编制建设项目建设计划的依据

(5)设计概算是确定项目贷款额度的依据(6)设计概算是进行项目管理的依据设备设计与选型的原则

1.保证工艺过程实施的安全可靠：产品质量、生产安全2.经济合理、技术先进

3.投资省、加工方便、采购容易4.运行费用低、水电气消耗少

5.操作清洗方便、易实施自动化，备件供应可靠 6.结构紧凑，采用性能优良的设备

7.留有一定余量8.考虑设备故障与检修的备用专业设备设计与选型的依据

有工艺计算确定的成品量、物料量、耗气/汽量、耗水量、耗风量、耗冷量；工艺操作的最适外部条件；设备的构造类型、性能；发酵工厂、车间组成(1)发酵工厂组成：生产车间、辅助车间、动力车间、仓库和堆场部分、三废治理部分、厂前区行政福利部分

(2)发酵工厂生产车间的内部组成：生产、辅助、生活等三部分

生产部分：原料工段、生产工段、成品工段、回收工段等

辅助部分：通风空调室、变电配电室、车间化验室、控制室等

生活行政部分：其中包括车间办公室、会议室、更衣室、休息室、浴室以及厕所等车间布置设计的原则

(1)车间布置应符合生产工艺要求的原则

(2)车间布置应符合生产操作要求的原则

(3)车间布置应符合设备安装、检修要求的原则

(4)车间布置应符合厂房建筑要求的原则

（5）车间布置应符合节约建设投资要求的原则

（6）车间布置应符合安全、卫生和防腐蚀的要求

（7）车间布置应符合生产发展的要求。

第四篇：食品工厂设计

食品工厂设计试题名词解释（每题3分，共15分）基本建设“三同时”、是指生产性基本建设和技术改造项目中的劳动安全卫生设施,应与建筑主体工程同时设计,同时施工,同时验收和投产使用风向玫瑰图：风向玫瑰图表示风向和风向频率，根据各方向风出现的频率，以相应的比例长 度，按风向中心吹描在8个或16个方位所表示的图线上，然后将各相邻方向的端点用直线连接起来，绘成一个形似玫瑰花一样的闭合折线。风向频率：在一定时间内，各种风向出现的次数占总观测次数的百分比。、技术经济分析就是对技术方案的经济效果进行估算、分析、评价，并作为选择方案 进行决策的依据经济效果是指生产过程中产出量与投入量的比值.它反映的是生产过程中劳动耗费转化为劳动成果的程度.其表达式为式中：劳动耗费指劳动消耗量或劳动占用量。、建筑系数（%）= %100厂区占地面积 场地占地面积 堆场、露天场地、作业积建筑物、构筑物占地面土地 利 用 系 数、土 地 利 用 系 数（%）= 100% 厂区占地面积 辅助工程占地面积 场地占用面积堆场、露天场地、作业积建筑物、构筑物占地面公用系统是平台生产和生活的保障系统，该系统所提供的设施为平台维持正常的生产活动和人员生存所必须，并且为平台其它设备所共用，所以称其为公用系统。

生产纲领、产品方案：即生产纲领。指食品工厂全年生产主要产品品种，年产量，生产量，班次，劳动生产率，生产实践的计划。可行性研究（Feasibility Study），是指在调查的基础上，通过市场分析、技术分析、财务分析和国民经济分析，对各种投资项目的技术可行性与经济合理性进行的综合评价简答题（每小题6分，共36分）简述食品工厂厂址选择的原则。

一、厂址的位置要符合城市规划和工厂要求。

二、接近原料、燃料、市场、水、电源。

三、良好的交通。

四、厂地利用情况，并有远景规划。

五、基建设施和投资后的协作条件。

六、有利于三废处理保护生态环境。什么是产品方案？简述制定产品方案时应遵循的原则。产品方案：即生产纲领。指食品工厂全年生产主要产品品种，年产量，生产量，班次，劳动生产率，生产实践的计划。原则：四满足：1.满足主要产品产量的要求；2.满足原料综合利用的要求；3.满足淡旺季平衡生产的要求；4.满足经济效益的要求。五个平衡：1.产品产量与原料供应量应平衡；2.生产季节性与劳动力应平衡；3.生产班次要平衡；4.设备生产能力要平衡；5.水、电、汽负荷要平衡。简述车间布置设计的原则。

生产纲领、产品方案：即生产纲领。指食品工厂全年生产主要产品品种，年产量，生产量，班次，劳动生产率，生产实践的计划。可行性研究（Feasibility Study），是指在调查的基础上，通过市场分析、技术分析、财务分析和国民经济分析，对各种投资项目的技术可行性与经济合理性进行的综合评价简答题（每小题6分，共36分）简述食品工厂厂址选择的原则。

一、厂址的位置要符合城市规划和工厂要求。

二、接近原料、燃料、市场、水、电源。

三、良好的交通。

四、厂地利用情况，并有远景规划。

五、基建设施和投资后的协作条件。

六、有利于三废处理保护生态环境。什么是

产品方案？简述制定产品方案时应遵循的原则。产品方案：即生产纲领。指食品工厂

全年生产主要产品品种，年产量，生产量，班次，劳动生产率，生产实践的计划。原

则：四满足：1.满足主要产品产量的要求；2.满足原料综合利用的要求；3.满足淡旺季

平衡生产的要求；4.满足经济效益的要求。五个平衡：1.产品产量与原料供应量应平

衡；2.生产季节性与劳动力应平衡；3.生产班次要平衡；4.设备生产能力要平衡；5.水、电、汽负荷要平衡。简述车间布置设计的原则。

简述食品工厂工艺流程设计的原则。1选用先进、成熟、可靠的新工艺、新技术、新

设备，生产过程尽量地连续化和机械化。2采用先进可行的工艺指标，能达到该工艺

指标的前提下，尽量缩短工艺流程图的线路，减少输送设备。3充分利用原料，在获

得高产品得率和保证产品质量优良的同时，尽量做到中和利用。4要考虑加工不同原

料和生产不同产品的可能性。5要考虑生产调度的许可性，估计到生产中可能发生的故障，使生产能正常进行。6保证安全生产，工艺过程要配备较完善的控制仪表和安

全设施。简述食品工厂工艺设计的依据1加工原料的性质2产品质量和品种3生产

能力4地方条件5辅助材料，如水、电、汽、燃料的预计消耗量和供应量。简述

食品工厂公用系统的基本要求。1满足生产需要2符合卫生要求3运行可靠，费用经

济。简述食品工厂用水分类及水质要求。1产品用水2生产用水3生活用水4锅炉

用水5冷却循环补充水6绿化、道路的浇洒水及汽车冲洗用水7未预见水量及管道网

漏失量。8消防用水量。水质要求：一般生产用水和生活用水的水质要求要符合生活

饮用水标准。特殊用水一般由工厂自设一套进一步处理系统。冷却用水和消防用水，在理论上，其水质要求可以低于生活饮用水标准，但在实际上由于冷却水往往循环使

用，用量不大，为便于管理和节省一些投资，大多并不另设供水系统。食品工厂用水的水源有哪几类？各自有何特点？ 有自来水、地下水、地面水 特点

水源类别 优点缺点自来水 技术简单，一次性投资省，上马快，水质可靠。水有害

物质，价较高，经常性费用大地下水可就地直接取水，水质稳定，且不易受外部污

染，水温低，且基本恒定，一次性投资不大，经常性费用低。水中矿物质和硬度可能

过高，甚至有某种。抽取地下水会引起地面下沉。地面水水中溶解物少，经常性费

用低 净水系统管理投资复杂，构筑 物多，一次性较大，水质、水温随季节变化较大

从化验室检验对象的角度，试述化验室的任务。1对原辅材料、包装材料、燃料进

行检验，为生产提供原辅材料、包装材料、燃料的基本数据，有利于进行经济核算和

科学合理的组织生产2对半成品、成品进行检验，以便对生产进行控制，也便于对生

产过程进行分析、改进，以确保和提高产品品质。3对水质进行检验，确保生产、生

活及其用水量的质量 4检验工业“三废”（废水、废气、废渣），对环境进行检测

简述设计概算的作用。（1）是编制建设项目投资计划、确定和控制建设项目投资的依据。（2）是签订建设工程合同和贷款合同的依据。（3）是控制施工图设计

和施工图预算的依据。（4）是衡量设计方案技术经济合理性和选择最佳方案的依

据。（5）是工程造价管理及编制招标标底和投标报价的依据。（6）是考核建设

项目投资效果的依据

计算题（14分）

1、盈亏平衡点及盈亏平衡产量的确定（10分）{会画盈亏平衡图}

一、盈亏平衡点的计算

二、盈亏平衡点又叫做盈亏临界点，就是盈利与亏损的分界

点，在平衡点上，“项目总收 益 = 项目总成本”。所谓盈亏平衡点产量，就是指当

销售收入等于产品总成本时的产品产量（销售税额计入产品的变动成本）。一般的，平衡点产量计算方法如下： 产品销售收入＝产量*单价，表示为：Q*P ； 产品总成本＝产量*单位变动成本+固定成本，表示为：Q*V+F ； 令两者相等：Q*P＝

Q*V+F 可求出盈亏平衡点产量：Q1 =F/（P-V）式中Q——表示产量或销售量； P

——表示产品单位销售价格； V——表示单位产品变动成本。F——表示固定成本；

2、班产量确定（4分）Q班=Q/K(3T旺+2T中+T淡)：Q班—班产量（吨／班）Q－年产量（吨）K－设备不均衡系数，可取K＝0.7～0.8T旺、T中、T淡－旺季、中季、淡季的生产天数。

食品工厂设计总结基本建设的阶段（P3）：建设前期阶段；建设实施阶段；

竣工验收，生产期阶段基本建设程序：1.项目建议书：根据国民经济长期发展规划

和工业布局要求，进行初步调查研究，而后提出项目建议书。2.可行性研究报告：根

据有关单位批准的项目i建议书，进行预可行性研究或可行性研究，同时选择厂址。

3.可行性研究报告经过评估、获得批准后，编制设计计划任务书。4.根据批准的设计

计划任务书，进行勘察、设计、施工、安装、试产、验收，最后交付使用基本建设

程序的主要阶段：1.项目建议书2.可行性研究报告3.设计任务书4.设计文件设计工

作包括：初步设计阶段和施工图设计阶段项目建议书：项目拟建单位或业主根据国

民经济发展规划、行业发展规划和地区社会经济、产业发展规划及本单位的具体情况，经初步调查研究，提出的基本建设项目建议。可行性研究报告：是对一个项目的经

济效果和价值的研究。是对拟建项目在工程技术经济及社会、环境保护等方面的可行

性和合理性的研究。作用：是在项目决策前对项目的技术经济进行综合分析论证的技

术文件，是项目投资决策的依据。可用于判断在技术上是否先进、适用、可靠，在经

济上是否合理。工厂设计类型：新建，改建或扩建；局部修建，其中以新建工厂的设计工作量最大，牵涉面最广，最有代表性设计阶段的划分：P9总平面设计的内

容P14：平面布置，竖向布置。风向玫瑰图：表示当地的风向和频率，是由食品工

厂建设当地气象台站提供的重要风向资料。作用：建筑物和构筑物的朝向和布置与当

地的生产风向密切相关。风向频率是指在一定时间内各个方向风向出现次数占总风向

次数的百分比。图中最长线段就是当地的主导风向。食品工艺设计：是整个设计的主体和中心，决定食品工厂生产工艺的先进性和合理性，并对工厂建设的投资费用以

及产品质量，生产成本、劳动强度有着重要影响，同时又是其他专业设计的依据。

工艺设计内容：生产工艺（流程）设计、车间工艺（设备布局）设计、工艺计算（物

料衡算、热量衡算、用水量、用气量计算）、设备计算与选型、管路设计。工艺设

计步骤：P23

工艺流程图：把各个生产单元按照一定的目的和要求，有机的组合在一起、形成一个

完整的生产工艺过程，并用图形描绘出来。类型：物料流程图、生产工艺流程图、工艺管道及仪表流程图。工艺计算概念、内容（P49）公称直径：就是为了使管子、法兰和阀门等的连接尺寸统一，将管道用的零部件的直径加以标准化以后的标准直径。以DN表示。公称压力：将管道及所用的标准零件所承受的压力，分为若干规定的压力等级，这种规定的标准压力等级就是公称压力。以PN表示。管道附件：短管、弯头、三通、异性管、法兰、盲板，阀门管道热补偿器类型：a）n 形b）Ω形

c）波形d）填料式气力输送概率、原理（P133）：是利用气流在管道中输送粉粒

状物料的一种方法，也就是利用具有一定压力和一定速度的气流，来输送粉状物质的一种输送装置。食品工厂卫生要求（P215）：食品在“原料→加工→成品→包装→

贮运→市场”的全流程中，物料至始至终处于安全卫生和不被污染的环境之中。

食品工厂卫生设计时要注意的问题（P215），要求：1.环境要求：①厂区环境：远离

污染源、远离有害场所，厂区卫生清洁，物品堆放整齐②车间环境：保持整

洁，空间充足便于清理，防霉防腐。生产设备和设施条件：①设备要求：保证产品质

量安全卫生，无毒，耐腐蚀，易清洗，易消毒②原料处理厂房或场所要求：保证产品质量，通风，温度和湿度满足相关规范要求③加工车间要求：人货分流，安全的采光照明及通风设施④贮存仓库要求：清洗卫生，保证原材料

和成品不变质，不失效⑤更衣室、消毒间要求：其设施和布局不得对车

间造成潜在污染风险 3.加工工艺及过程条件：①科学划分生产区域：防止交叉污染②严格控制加工过程：严防人流与物流交叉污染，原料与半成品，成品交叉污染4.检

验设备条件：企业应配备与生产相适应的检验设备 5.贮运条件：①贮运要求：根据贮

存产品选择适宜的条件②运输要求：运输工具应符合卫生要求

无功功率补偿：应用各种无功功率调节措施改善电网无功功率分布和电压水平。

目的：为了提高功率因素，减少电能损耗，增加设备能力，减小导线截面，节约有色

金属消耗量，提高网络电压的质量措施：1.提高电动机的负载率，避免“大马拉小车”的现象2.感应电动机同步化3.采用同步电动机以及其他方法等 蒸汽锅炉分类（P）：1.按用途分：动力锅炉、工业锅炉、取暖锅炉2.按蒸汽参数分类：低压锅炉、中压锅炉、高压锅炉 3.按蒸法量分类：小型锅炉、中型锅炉、大型锅炉4.按锅炉炉体分类：火管锅炉、木管锅炉、水火管混合式锅炉

制冷装置类型：1.压缩式制冷机2.蒸汽喷射式制冷机3.吸收式制冷机制冷剂：制冷系统中吸收被冷却介质（或载冷剂）热量的介质。载冷剂：采用间接冷却方法进行制冷所用的低温介质，常称冷媒。冷媒必须具备以下几个条件：

1.冰点低2.热容量大3.对设备的腐蚀性小 4.价格低制冷剂的选择：1.沸点低

2.制冷剂能与水互溶，对金属无腐蚀，化学性质稳定，高温下不分解3.无毒性，无窒息性及刺激作用，且易于取得，价格低廉工业废水中的污染物：1.浮在废水中的固体物质2.悬浮物质3.水溶物质4.泥沙等物质5.虫卵和菌体工业废水特点：其中的有机物和悬浮物含量较高，易腐蚀，一般无毒性。

常用治理方法:1.物理处理法：①水质调节②过滤③沉淀法④离心分离法2.化学处理法：①中和②化学絮凝③化学沉淀④氧化还原3.物理化学处理：①吸附法②离子交换法③电渗析④反渗析⑤超过滤4.生物处理法：①好氧生物处理②活性污泥法③厌氧生物处理法溶解氧（DO）：指溶解于水中的氧，以每升水所含氧的质量（mg/L）表示生化需氧量（BOD）:指水中有机物在好氧菌作用下分解成稳定状态需要的氧气量，单位mg/L化学需氧量（COD）：指用化学氧化剂氧化水中需氧污染物时消耗的氧气量，单位mg/L总有机碳（TOC）：表示废水中所含的全部有机碳的数量关系：1/2COD≤TOC≤2COD1/2BOD≤TOC≤2BOD设计概算书：指在设计单位在初步或扩大初步设计阶段，用科学的方法计算和确定建筑安装工程全部建设费用的经济文件作用：1初步设计概算是编制总体计划、确定和控制基本建设投资的依据2.设计概算是进行项目技术经济分析的依据

3.设计概算书是确定和控制项目阶段投资额度的依据4.设计概算是编制建设项目建设计划的依据5.设计概算是确定项目贷款额度的依据6.设计概算是进行项目管理的依据.技术方案的确定性分析（P363）：投资回收期法，现值法，内部收益率法技术方案的不确定性分析（P367）：盈亏平衡分析法，敏感性分析法

CIP（Cleaning In Place）原位清洗系统：指不用拆开或移动装置，即采用高温、高浓度的洗净液，对设备装置加以强力作用，把与食品的接触面洗净,对卫生级别要求较严格的生产设备的清洗、净化。SSOP（Sanitation Standard Operation Procedures）卫生标准操作规范：是食品企业为了满足食品安全的要求，在卫生环境和加工要求等

方面所需实施的具体程序。GMP(Good Manufacturing Practice)良好作业规范：是一种特别注重在生产过程中实施对产品质量与卫生安全的自主性管理制度。HACCP（Hazard Analysis and Critical Control Point）危害分析和关键控制点：生产(加工)安全食品的一种控制手段；对原料、关键生产工序及影响产品安全的人为因素进行分析，确定加工过程中的关键环节，建立、完善监控程序和监控标准，采取规范的纠正措施。

第五篇：食品工厂设计

基本建设程序

项目建议书

可行性研究

建设程序

投资意向

可行性研究报告

食品工厂设计

基本建设程序:它指基本建设项目从决策、设计、施工到竣工验收以及后期评价整个工作过程中的各个阶段及其先后次序。

基本建设程序是指基本建设项目在整个建设过程中各项工作的先后顺序。

基本建设程序定义： 基本建设工作是一项比较复杂、多环节的工作，受自然条件和物质技术条件的制约，必须按照计划有步骤、有程序地遵循一定的先后顺序进行，才能完成好建设项目，达到预期的效果。我们所遵循的先后顺序称之为基本建设程序。

项目建议书：是项目构建单位或业主根据国民经济发展规划、行业发展规划和地区经济、产业发展规划以及本单位的具体情况，经初步调查研究，提出的基本项目建设立项建议。

项目建议书：项目投资决策前对建设项目的轮廓设想，主要从项目必要性方面考虑，同时初步分析项目的可行性。

项目建议书: 是项目承办单位向上级主管部门直接申请工程项目，以期批准立项，进行厂址选择、调研工作及可行性研究工作的建设性文件，是确定基本建设项目的第一步。

项目建议书又称规划提案，必须根据国民经济和社会可持续发展的长远规划和工业布局的要求，以及国内外市场的需求，在进行初步调查研究的基础上提出，是投资决策前对拟建项目的轮廓性设想，主要是分析项目建设的必要性和可行性，是进行各项准备工作的依据。

可行性研究: 是依据三级经济发展规划（包括国家、地方及行业的）要求；市场经济的要求；可靠的自然、地理、气象、经济、社会等大量的基础资料；有关工程技术方面的标准、规范、指标等；并按照项目建议书，对拟建（扩建、改建）项目在工程技术、经济和工程实施性方面，进行全面调查、预测、分析论证，做出是否可行的科学评价，最后写出可行性研究报告，送上级有关部门审批立项，这一系列的技术工作称可行性研究。可行性研究是对拟建项目在工程技术、经济及社会等方面的可行性和合理性进行的研究。搜集各种资料、数据是开展该项工作的前提和条件。

工厂设计:是将一个待建项目（一个工厂、车间、一套设备）用图纸、表格和必要的文字说明表达出来，然后由施工人员建设完成的一系列程序。

基本建设是指固定资产的建筑、添置和安装，包括工厂、农场、水库、商店等工程的建设，以及机械设备和车辆等的添置和安装，也包括机关、学校、医院等房屋、设备的建筑、添置和安装及居民住宅的建设等

1食品工厂生产设备大体可分（计量和贮存设备），（定型专用设备），（通用机械设备），（非标准专业设备）四个类型。

2可行性研究报告的特点有 先行性、科学性、不定性、法定性 3厂区内道路布置形式一般有（环状式），（尽头式），（混合式）三种方式。4工艺流程图的绘制包括（生产工艺流程示意图），（工艺流程草图），（生产工艺流程图）三个阶段。

5下列流体介质代号分别代表管的介质代号代号S表示水蒸汽，代号W表示水,代号CA表示压缩空气

6在编排产品方案时，每月一般按（25）天计。全年的生产日期一般为（300）天，最少也不宜少于（250）天

7劳动力计算在工厂设计中主要用于（工厂定员定编）、（生活设施的面积计算）和生活用水、用汽量的估算。

8对食品厂来讲,在众多的污染与治理中污水处理是首要的

9食品工厂的特点是综合性强，食品工厂种类繁多，涉及的规章制度或法规较多 10工厂设计分为 工艺设计 和 非工艺设计

11两阶段设计通常指包含（扩大初步）设计和（施工图）设计

12污染性大的车间我们通常将其布置在污染系数最（小）的方位上，污染系数反映了（风向频率）和（平均风速）对于污染几率的影响 13厂址选择报告的内容由以下几个部分组成：（概述），（主要技术经济指标），（厂址条件），（厂址方案比较），（有关附件资料）。

14在确定产品方案时。对于受季节性影响的产品应（优先安排），其次，用（调节性产品）来调节生产上忙闲不均的现象。15物料平衡图的内容包括：（物料名称）、（质量）、（物料的流向）、（成品质量）、（投料顺序）等项。绘制物料平衡图时，用（实线箭头）表示物料主流向，必要时用（细实线）表示物料支流向。

三、判断正误

1、建筑系数尚不能完全反映厂区土地利用情况，而土地利用系数则能全面反映厂区的场地利用是否经济合理。

（T）

2、厂区总占地面积，生产区占地面积都是总平面布置的技术经济指标。

（T）

3、产品的销售环节和使用方式和消费群体等分不属于企业实施HACCP考虑的因素。

（T）

4、饮料生产过程的设备主要包括三类：水处理设备，配料设备和灌装设备。

（T）

5、在车间工艺布置时一般根据总平面图的构思确定生产流水线方向

（T）

6、活性炭、活性氧化铝均可用于有害气体治理中作吸附剂。

（T）

7、采光系数中的采光面积不等于窗洞面积

(T)

8、水中溶解氧浓度越高说明水污染的程度越严重。

（F）

9、农村的沼气池是厌氧生物法处理环境污染物的典型案例。

（T）

10、新建食品工厂时，必须提交拟建项目对环境影响的报告书经环保部门和其他有关部门审查批准后才能进行设计。

（T）

1.我国工程基本建设主要程序主要有以下几个阶段? 项目建议书阶段 可行性研究报告阶段 初步设计文件阶段 施工图设计阶段 建设准备阶段 建筑实施阶段 竣工验收阶段 后评价阶段

2.什么是食品工厂生产工艺设计？试论述它在整个食品工厂设计中的重要性

是以生产产品的生产车间为主而进行的设计，生产的工艺流程设计和车间布置是生产工艺设计的两个重要内容，是决定工艺计算 车间组成 生产设备的选型及设备布置等方面内容的关键步骤。

下面就以工艺设计的内容在整个工厂设计中的重要性加以阐述：

a.班产量的大小直接影响到设备的配套、车间的布置和面积、公用设施和辅助设施的大小，以及劳动力的定员等。

b.食品工厂设计时必须在工艺流程中对原料、辅料、半成品以及直接接触食品和影响食品安全的因子进行预防、控制和管理，确保经过食品安全设计的食品加工工厂生产的产品是安全卫生的。

C.物料计算可确定各种主要物料的采购运输量和仓库贮存量，并对生产过程中需的设备和劳动力定员及包装材料等的需要量提供计算依据。

3.食品工厂工艺设计包括哪些主要项目内容？

食品工厂工艺设计的内容大致包括：A全厂总体工艺布局；B产品方案及班产量的确定；C主要产品和综合利用产品生产工艺流程的确定；D物料计算；E设备生产能力的计算、选型及设备清单；F车间平面布置；G劳动力计算及平衡；H水、电、汽、冷、风、暖等用量的估算；I管道布置、安装及材料清单；J施工说明等等。食品工厂工艺设计除了上述内容外，还必须提出工艺对总平面布置中相对位置的要求；对车间建筑、采光、通风、卫生设施的要求；对生产车间的水、电、汽、冷、能耗量的要求；对各类仓库面积的计算及仓库温湿度的特殊要求等

4.食品工厂设计与环境保护课程的基本任务？

A懂得基本建设的程序，了解工厂设计是属于基本建设的一个重要环节 B了解食品工厂设计的阶段

C掌握食品工厂厂址选择和总平面设计的内容 原则 要求 方法 步骤及审批权限，掌握食品工厂工艺设计的内容 原理和方法，并能合理的选择和确定在设计中所需的各项技术经济指标，掌握建筑的基本知识 D了解环境保护中三废处理的各种方法，并能在不同类型的食品工厂设计中组合运用

E掌握经济分析的原理及一般方法

5.食品工厂厂址选择的原则。

(1)厂址的地区布局应符合区域经济的发展规划、国土开发及管理的有关规定，应符合国家的方针政策

少占不占良田,节约土地,满足生产及发展(2)满足施工条件和生产经营条件，应从生产条件方面考虑 满足技术经济条件，A应靠近水源充足,水质良好,水源地水质无污染 B供电能满足生产需求

C附近有良好的卫生环境,无各种污染,并对厂建成后造成三废影响进行评论,做出治理可能性说明 D避免厂址在地震区

E保证不受洪水影响，厂区地形有利各种布置及排水 F土质易于建筑，地耐力(3)应从投资和经济效果考虑

A尽可能靠近城市或者城镇相应企业，以利于销售及生产协作

B宜选在原料燃料供应便利，便于销售，公用工程基本设施教好地区 C尽可能靠近现有交通线（水路 铁路 公路），避免修专用交通线增加成本

6.食品工艺设计的依据？

A项目建议书和可行性研究报告 B环境影响评价报告 C厂址选择报告 D项目负责人下达的设计工作提纲和技术决定 E新工艺 新技术和新设备的实验研究报告和技术鉴定书