1、 工厂供电 课程设计 设 计 题 目 某机械厂降压变电所的电气设计 所 在 系 信息与机电工程系 姓 名 林超 学 号 116711010 指 导 老 师 林励 专 业 年 级 11 级电气 2014 年 12 月 25 日 目 录 前 言 . 1 摘 要 . 2 第一章 设计任务 . 错误 !未定义书签。 1.1 设计题目 . 错误 !未定义书签。 1.2 设计要求 . 错误 !未定义书签。 1.3 设计依据 . 错误 !未定义书签。 1.4 设计任务 . 错误 !未定义书签。 1.5 设计 时间 . 5 第二章 负荷计算和无功功率补偿 . 6 2.1 负荷的计算 . 6 2.2 无功功率的
2、补偿 .14 第三章 变电所位置和型式的选择 .17 3.1 变电所位置的选择 .17 3.2 变电所的类型及型式选择 .18 第四章 变电所主变压器台数和容量及主结线方案的选择 .19 4.1 变压器台数选择的原则 .19 4.2 变电所主变台数和容量的选择 .19 4.3 变电所主接线方案的选择 .19 4.4 变电所的总体布置方案 .20 第五章 短 路电流的计算 .21 5.1 绘制计算电路 .21 5.2 确定基准值 .21 5.3 计算短路电路中各元件的电抗标幺值 .21 5.4 计算 K1 点（ 10.5Kv 侧）的短路总电抗及三相短路电流和短路容量 .22 5.5 计算 K2
3、点（ 0.4Kv 侧）的短路总电抗及三相短路电流和短路容量 .22 第六章 变电所高低压线路的选择 .23 6.1 10kv 高压进线的选择校验 .23 6.2 380v 低压出线的选择校验 .23 6.3 作为备用电源的高压联络线的选择校验 .26 第七章 设计图纸 .28 7.1 变电所的主接线图 .28 7.2 设备材料表 .28 参考文献 .30 第 1 页 前 言 电能作为最基本的能源，不仅满足于人民生活需要，企业生产也需要电，整个人类社会的进步更需要电；今天，我国经济高速发展，我们整个生活、生产乃至社会将进入电气化的新时代，电能已成为工业、农业、交通运输、国防科技及人民生活等各方面
4、不可缺少的能源；电力工业的发展水平，是一个国家经济发达程度的重要标志。电力 工业必须优先于其它工业的发展而发展，其建设和发展的速度必须高于国民经济生产总值的增长速度，只有这样，国民经济各部门才能够快速而稳定地发展。 在工厂中，变配电所将 电网输送来的电能进行接收、 变换、分配以期能够达到驱动负载正常工作，并使电能能够合理分配，创造最大的效益，尤为重要。设计一个合理的变配电所，能够合理的分配电力资源，同时能够满足企业的生产所需。本次设计根据课题提供的某机械制造厂的用电负荷和供电条件，气候条件，并适当考虑生产的发展，按照国家相关标准、设计准则，本着安全可靠、技术先进、经济合理的要求确定本厂 变电所
5、的位置和形式。通过负荷计算，确定主变压器的台数和容量。进行短路电流计算，选择变电所主接线方案及高低压设备与进出线 ,最后按要求写出设计说明书 ,并绘出设计图样。具体过程和步骤 :根据工厂总平面图 ,工厂负荷情况 ,供电电源情况 ,气象资料等 ,先计算电力负荷 ,判断是否要进行无功功率补偿 ,接着进行变电所位置和型式选择 ,并确定变电所变压器台数和容量 , 主接线方案选择 ,最后进行短路电流的计算 ,并对变电所一次设备选择和高低压线路的选择做出最经济，最合理，最安全的设计方案，达到供电的要求：安全，可靠，经济，优质。 第 2 页 摘 要 随着电力行业的不断发展，人们对电力供应的要求越来越高，特别
6、是供电的稳固性、可靠性和持续性。然而电网的稳固性、可靠性和持续性往往取决于变电所的合理设计和配置。工厂变配电所作为工厂供电的核心，它的设计是否合理关系到工厂的生产是否能够高效、经济地运行。一个典型的变电配电系统要求变电设设备运行可靠、操作灵活、经济合理、扩建方便。出于这几方面的考虑，本文设计机械厂变配电所。 通过对工厂的负荷进行负荷计算，以选择变压器的型号，变电所的位置及变电所的主接线方式。主接线方式是整个设计的核心部分，从运行的可靠性、经济性来确 定主接线的接线方式，再根据主接线的接线方式进行短路电流计算，利用负荷计算数据选择高低压电器设备和进出线等同时为了用电的安全性必须 按照具体要求对保
7、护装置进行选型，设计和配置。力求做到运行可靠，操作简单、方便，经济合理。具有扩建的可能性和改变运行方式时的灵活性。使其更加贴合实际，更具现实意义。 【关键词】：机械厂变配电所 核心 电气设计 安全 可靠 第 3 页 一、工厂供电设计任务书 1.1 设计题目 某机械厂降压变电所的电气设计 1.2 设计要求 要求根据本厂 所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置和型式，确定变电所主变压器的台数、容量与类型，选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护，确定防雷和接地装置。最后按要求写
8、出设计说明书，绘出设计图纸。 1.3 设计依据 1.3.1 工厂总平面图 (4) (5)(6)(7) (10)(9)(8)(1)(2)(3)图 1.1 工厂平面图 1.3.2 工厂负荷情况 本厂 多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为 4600h，日最大负荷持续时间为 6h。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。本厂的负荷统计资料如表 1-1 所示。 表 1-1 工厂负荷统计资料 厂房编号 厂房名称 负荷类别 设备容量 /kW 需要系数 功率因数 第 4 页 1 铸造车间 动力 300 0 3 0 7 照明 5 0 8 1 0 2 锻压车间 动力 350 0 3 0
9、65 照明 8 0 7 1 0 7 金工车间 动力 400 0 2 0 65 照明 10 0 8 1 0 6 工具车间 动力 360 0 3 0 6 照明 7 0 9 1 0 4 电镀车间 动力 250 0 5 0 8 照明 5 0 8 1 0 3 热处理车间 动力 150 0 6 0 8 照明 5 0 8 1 0 9 装配车间 动力 180 0 3 0 7 照明 6 0 8 1 0 10 机修车间 动力 160 0 2 0 65 照明 4 0 8 1 0 8 锅炉车间 动力 50 0 7 0 8 照明 1 0 8 1 0 5 仓库 动力 20 0 4 0 8 照明 1 0 8 1 0 生活区
10、 照明 350 0 7 0 9 1.3.3 供电电源情况 按照工厂与当地供电部门签定的供用电协议规定，本厂可由附近一条 10kV的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线牌号为 LGJ-150，导线为等边三角形排列，线距为 2m；干线首端距离本厂约 8km。干线首端所装设的高压断路器断流容量为 500MVA。此断路器配备有定时限过流保护和电流速断保护，定时限过流保护整定的动作时间 为 1.7s。为满足工厂二级负荷要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为 80km，电缆线路总长度为 25km。 1.3.4 气象资料
11、本厂所在地区的年最高气温为 38，年平均气温为 23，年最低气温为 -9，年最热月平均最高气温为 33，年最热月平均气温为 26，年最热月地下 0.8米处平均气温为 25。当地主导风向为东北风，年雷暴日数为 20。 1.3.5 地质水文资料 本厂所在地区平均海拔 500m，地层以砂粘土为主，地下水位为 2m。 1.3.6 电费制度 本厂与当地供电部门达成协议，在工厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费制交纳电费。每月基本电费按主变压器容量为 18 元 /kVA，动力电费为 0.9 元 /Kw.h，照明电费为 0.5 元 /Kw.h。工厂最大负荷时的功率因数不得低于 0.9，此外，电力
12、用户需按新装变压器容量计算，一次性向供电部门交纳供电贴费： 610VA 为 800/kVA。 第 5 页 1.4 设计任务 要求在规定时间内独立完成下列工作量： 1. 设计说明书 需包括： 1）前言 2）目录 3）负荷计算和无功功率补偿 4）变电所位置和形式的选择 5）变电所主变压器的台数、容量和类型的选择 6）变电所主接线方案的设计 7）短路电流的计算 8）变电所一次设备的选择和校验 9）变电说进出线的选择和校验 10）变电所二次回路方案的选择及继电保护的整定 11）防雷饱和和接地装置的设计 12）附录 -参考文献 2.设计图纸 需包括 1）变电所主接线图 1 张 A2 1.5 设计时间 自
13、 年 月 日 至 年 月 日 指导老师 （签名） 年 月 日 第 6 页 第二章 负荷计算和无功功率补偿 2.1 负荷的计算 本设计各车间计算负荷采用 需要系数法 确定。主要计算公式有： 有功计算负荷 （ kW） dCC KPP 无功计算负荷（ kvar） : tanCC PQ 视在计算负荷（ kVA）： 22 CCC QPS 计算电流（ A） : NCC USI 3/单相 Ic=Pc/Up cos (1)铸造车间动力组 查表可得 Kd=0.4, cos =0.7, tan =1.02,因此 Pc11= 0.4 400Kw=160Kw Qc11=160 1.02Kvar=163.2Kvar 2
14、2 2.16316011 CS =228.5KV.A AI C 3.3 4 7338.0 5.2 2 811 铸造车间照 明组 Kd=0.8 tan =0 Sc=10Kw cos =1.00, 因此 Pc12=0.8 10Kw=8 Kw Qc12=8 0 Kvar=0Kvar K V AS C 80812 22 Ic12= 8/0.22 1=36.36A 则铸造车间总计算负荷 Pc1= Pc11+ Pc12=(160+8)Kw=168Kw Qc1= Qc11+ Qc12=163.2 Kvar K V AS C 2.2342.1631681 22 AI C 86.355338.0 2.2341
15、(2)锻压车间动力组 查表可得 Kd=0.3, cos =0.65, tan =1.17 ,因此 Pc21=0.3 400Kw=120Kw Qc21=120 1.17Kvar=140.4 Kvar 第 7 页 K V AS C 7.1 8 44.1 4 01 2 021 22 AI C 61.2 8 0338.0 7.1 8 421 锻压车间照明组 Kd=0.8 Sc=10Kw tan =0 cos =1.00,因此 Pc22=0.8 10Kw=8Kw Qc22=0 K V AS C 80822 22 Ic22=8/0.22A=36.36A 则锻压车间总计算负荷 Pc2=（ 120+8） Kw
16、=128Kw Qc2=140.4 Kvar K V AS C 99.1894.1401282 22 AI C 66.288338.0 99.1892 (3)金工车间动力组 查表得 Kd=0.2, cos =0.60， Sc=350Kw tan=1.17 因此 Pc31=0.2 350Kw=70Kw Qc31=1.17 70 Kvar=81.9 Kvar K V AS C 7.1 0 79.817031 22 AI C 7.163338.0 7.10731 金工车间照明组 Kd=0.8 , cos =1 tan =0 Sc=8Kw 因此 Pc32=0.8 10Kw=8Kw Qc32=0 K V
17、AS C 80832 22 Ic32=8/0.22A=36.36A 则金工车间在总计算负荷 Pc3=（ 70+8） Kw=78Kw 第 8 页 Qc3=81.9 Kvar K V AS C 1.1 1 39.81783 22 AI C 83.171338.0 1.1133 （ 4）工具车间动力组 查表可 得 Kd=0.3, cos =0.60， tan =1.33 Sc=300Kw 因此 Pc41=0.3 300Kw=90Kw Qc41=1.33 90 Kvar=119.7 Kvar K V AS C 1 5 07.1 1 99041 22 AI C 6.2 2 7338.0 1 5 041
18、工具车间照明组 Kd=0.8 , cos =1 tan =0 Sc=8Kw 因此 Pc42=0.8 8Kw=6.4Kw Qc42=0 K V AS C 4.604.642 22 Ic42=6.4/0.22 KV =29.1A 则工具车间总计算负荷 Pc4=（ 90+6.4） Kw=96.4Kw Qc4=119.7Kvar K V AS C 7.1 5 37.1 1 94.964 22 AI C 5.233338.0 7.1534 （ 5）电镀车间动力组 查表 可得 Kd=0.5, cos =0.80， tan =0.7 Sc=250Kw ,因此 Pc51=0.5 300Kw=150Kw Qc51=0.7 150 Kvar=105 Kvar K V AS C 1.1 8 31 0 51 5 051 22
