工厂供电课程设计某冶金机械厂降压变电所的电气设计Word格式.docx
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工厂除铸造、电镀和锅炉房为二级负荷外，其余为三级负荷。
该厂的负荷统计资料如下：
编号
厂方
名称
负荷
类别
设备容量（kw）；
额定电压380伏
需要系数
功率因数
tan
1
铸造车间
动力
180；
200；
220；
240；
260；
280；
300；
320；
340；
360；
380；
400；
420；
440；
460；
480；
500
0.3-0.4
0.65
照明
5；
6；
7；
8；
9；
10
0.7-0.9
1.0
2
锻压车间
0.2-0.3
0.62
3
金工车间
170；
190；
210；
230；
250；
270；
290；
310；
330；
350；
370；
390；
410；
430；
450；
470；
490
4
工具车间
0.2-0.4
0.63
5
电镀车间
110；
130；
150；
0.4-0.6
0.75
6
热处理
0.76
7
装配车间
90；
100；
120；
140；
160；
250
0.68
8
机修车间
9
锅炉车间
30；
35；
40；
45；
50；
55；
60；
65；
70；
75；
80；
85；
95；
105；
115；
130
0.6-0.8
3；
3.5；
4；
4.5；
仓库
20；
22；
24；
26；
28；
32；
34；
36；
38；
42；
44；
46；
48；
52；
54；
56；
58；
60
0.85
11
生活区
400
3.供电电源情况：
本厂可由附近一条10KV的公用电源干线取得工作电源。
为满足工厂二级负荷供电要求，本厂可通过邻厂取得60KV备用电源。
第二章负荷计算
负荷计算:
采用需要系数法对各个车间进行计算，并将照明和动力部分分开计算，照明部分最后和宿舍区照明一起计算。
具体步骤如下:
第三章变电所高、低压线路的选择
为了保证供电的安全、可靠、优质、经济，选择导线和电缆时应满足下列条件：
发热条件；
电压损耗条件；
经济电流密度；
机械强度。
根据设计经验：
一般10KV及以下的高压线路和低压动力线路，通常先按发热条件选择导线和电缆截面，再校验其电压损耗和机械强度。
对于低压照明线路，因对电压水平要求较高，通常先按允许电压损耗进行选择，再校验其发热条件和机械强度。
（一）高压线路导线的选择
架空进线后接铜芯交联聚氯乙烯绝缘钢铠护套电力电缆BLV-95,因高压侧计算电流
，所选电缆的允许载流量：
满足发热条件。
（二）低压线路导线的选择
由于没有设单独的车间变电所，进入各个车间的导线接线采用TN-C-S系统；
从变电所到各个车间及宿舍区用埋地电缆供电，电缆采用LGJ-185型钢芯铝线电缆，根据不同的车间负荷采用不同的截面。
其中导线和电缆的截面选择满足条件：
1）相线截面的选择以满足发热条件即，
；
2）中性线（N线）截面选择，这里采用的为一般三相四线，满足
3）保护线（PE线）的截面选择
一、
时，
二、
三、
4）保护中性线（PEN）的选择，取（N线）与（PE）的最大截面。
结合计算负荷，可得到由变电所到各个车间的低压电缆的型号为：
仓库：
LGJ-50
铸造车间：
LGJ-50两根并联
锻压车间：
LGJ-50
金工车间：
工具车间：
电镀车间：
LGJ-70
热处理车间：
装配车间：
机修车间：
LGJ-16
锅炉房：
宿舍区：
LGJ-95
另外，送至各车间的照明线路采用：
铜芯聚氯乙烯绝缘导线BV型号。
第四章变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择
（一）年耗电量的估算
年有功电能消耗量及年无功电能耗电量可由下式计算得到：
年有功电能消耗量：
年无功电能耗电量：
结合本厂的情况，年负荷利用小时数
为4800h，取年平均有功负荷系数
，年平均无功负荷系数
。
由此可得本厂：
年有功耗电量：
年无功耗电量：
（二）变电所主变压器台数的选择
变压器台数应根据负荷特点和经济运行进行选择。
当符合下列条件之一时，宜装设两台及以上变压器：
有大量一级或二级负荷；
季节性负荷变化较大；
集中负荷较大。
结合本厂的情况，考虑到二级重要负荷的供电安全可靠，故选择两台主变压器。
（三）变电所主变压器容量选择。
每台变压器的容量
应同时满足以下两个条件：
1、暗备用条件：
任一台变压器单独运行时，宜满足：
2、明备用条件：
任一台变压器单独运行时，应满足：
，即满足全部一、二级负荷需求。
代入数据可得：
=（0.6~0.7）×
=（568.20~662.90）
考虑到未来5~10年的负荷发展，初步取
=1000
。
考虑到安全性和可靠性的问题，确定变压器为SC9系列箱型干式变压器。
型号：
SC9-1000/10，其主要技术指标如下表所示：
变压器
型号
额定
容量
/
电压
/kV
联结组型号
损耗/kW
空载
电流
%
短路
阻抗
高压
低压
负载
SC9-1000/10
1000
10.5
0.4
Dyn11
1.45
7.5
1.3
（附：
参考尺寸（mm）：
长：
1570宽：
1065高：
11667重量（kg）：
3000）
（四）变电所主接线方案的选择
方案Ⅰ：
高、低压侧均采用单母线分段
优点：
用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同母线段引出两个回路，用两个电路供电；
当一段母线故障时，分段断路器自动切除故障母线保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。
缺点：
当一段母线或母线隔离开关检修时该母线各出线须停电；
当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越；
扩建时需向两个方向均衡扩建。
方案Ⅱ：
单母线分段带旁路
具有单母线分段全部优点，在检修断路器时不至中断对用户供电。
常用于大型电厂和变电中枢，投资高。
方案Ⅲ：
高压采用单母线、低压单母线分段
任一主变压器检修或发生故障时，通过切换操作，即可迅速恢复对整个变电所的供电。
在高压母线或电源进线进行检修或发生故障时，整个变电所需停电。
以上三种方案均能满足主接线要求，采用方案Ⅲ时虽经济性最佳，但是其可靠性相比其他两方案差；
采用方案Ⅱ需要的断路器数量多，接线复杂，它们的经济性能较差；
采用方案Ⅰ既满足负荷供电要求又较经济，故本次设计选方案Ⅰ。
主接线图，参见附图一《高压电气主接线图》
第六章短路电流的计算
本厂的供电系统简图如下图所示。
采用两路电源供线，一路为距本厂6km的馈电变电站经LGJ-185架空线，导线为等边三角形排列，线距为1.2米；
（系统按∞电源计），该干线首段所装高压断路器的断流容量为
，此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，其定时限过电流保护整定的动作时间为1.5秒；
另外一路为邻厂高压联络线，满足二级负荷的需要。
下面计算本厂变电所高压10kV母线上k-1点短路和低压380V母线上k-2点短路的三相短路电流和短路
容量。
图
（一）
下面采用标么制法进行短路电流计算。
（一）确定基准值：
取
，
则：
（二）计算短路电路中各主要元件的电抗标么值：
1）电力系统的电抗标么值：
2）架空线路的电抗标么值：
3）电力变压器的电抗标么值：
由所选的变压器的技术参数得
，因此：
短路等效电路图如图
（二）所示:
图
（二）
计算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：
2）三相短路电流周期分量有效值：
3）其他三相短路电流：
取冲击系数
4）三相短路容量：
计算k-2点短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量
1）总电抗标么值：
结束语
通过本次课程设计，把所学理论知识和生产实际很好的联系起来,真正做到了学以致用，方才觉着自己几年毕竟没白学，能切切实实的解决一些实际问题了。
整个设计过程足足用了近10天，从设计之初的模糊、困惑到设计完成之后的豁然开朗，真正地可谓是脱胎换骨。
之前对供电设计系统的认识是如何设计使系统能正常工作，通过设计才认识到之前的观念是片面的，因为系统所处的环境是不断变化的，某一正常工作的系统在特定情况下是不稳定的甚至是不正常的，那么对供电系统的设计就不仅仅是使其能正常工作，恰恰相反设计的核心却是系统在环境不正常的情况下如何工作以避免、减小事故。
不同的企业对供电系统的设计要求不同，但不同的供电系统的设计流程却基本一致，即有一套成熟的设计理论。
当然设计过程中可以创新，但是对于工程设计，如果新方案没有得到充分地论证、实践，最好还是选择成熟的设计的方案，不要一味地追求标新立异，增加设计风险，甚至酿出事故。
当然任何事情都不是绝对的，具体问题具体分
最后要衷心地感谢唐老师，老师丰富的工程经验、对学生的悉心指导，特别是老师的敬业负责，让学生不论是治学还是为人都受益匪浅！
参考文献
[1]苏文成.工厂供电（第2版）[M].北京：
机械工业出版社
[2]唐志平.供配电技术.北京.电子工业出版社.2007
[3]刘介才编著.供配电技术.北京：
机械工业出版社.2002
[4]刘介才编.工厂供电（第3版）.北京：
机械工业出版社.1998
[5]刘介才.工厂供电简明设计手册.北京：
机械工业出版社.1993
[6]欧阳昌华.工厂供电讲义
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