某电机制造厂总降压变电所及高压配电系统设计Word文档格式.docx
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锻压车间
1000
0.3
0.6
工具车间
200
0.65
B2
加工车间
1800
0.7
0.75
供应车间
0.2
B3
焊接车间
1200
0.45
修理车间
100
0.25
B4
机加车间
400
0.85
装配车间
300
0.35
仓库
B5
锅炉房
320
水泵房
80
0.8
序号
功率因数cos
1
空压车间
500
2
模具车间
560
3
溶质车间
600
0.9
4
磨抛车间
0.87
0.82
5
2000
2、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。
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1.3s。
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。
3、气象资料
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。
4、根据课题的原始资料
①确定负荷等级
②拟定高低压供配电系统
③正确建立负荷统计计算表
④变压器台数、容量、型号选择
⑤设计变电所主接线图
⑥计算短路电流以及主要高压设备器件的选择及校验
⑦CAD绘制供配电体统图
⑧写一份完整的设计说明书
2、技术要求
（1）符合供配电系统设计规范要求；
功率因数>
0.9；
电压损失<
5%；
（2）满足煤矿对供电的要求；
3、确定负荷等级
1、负荷分级及供电要求
电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成的损失及影响的程度分为一级、二级、三级负荷。
独立于正常电源的发电机组，供电网络中独立于正常的专用馈电线路，以及蓄电池和干电池可作为应急电源。
二级负荷的供电系统，应由两线路供电。
必要时采用不间断电源（UPS）。
2.、一级负荷
一级负荷为中断供电将造成人身伤亡者；
或将在政治上，经济上造成重大损失者；
或中断将影响有重大政治经济意义的用电单位的正常工作者。
就电机制造厂供配电这一块来讲，现没有一级用电负荷。
3、二级负荷
二级负荷为中断供电将在政治上，经济上产生较大损失的负荷，如主要设备损坏，大量产品报废等；
或中断供电将影响重要的用电单位正常的工作负荷，如交通枢纽、通信枢纽等；
或中断供电将造成秩序混乱的负荷等。
在本次毕业设计中：
电机制造厂现有的二级负荷有：
铸造车间、电镀车间和锅炉房。
4、三级负荷
三级负荷为不属于前两级负荷者。
对供电无特殊要求。
电机制造厂除了前面罗列的二级负荷外，全为三级负荷。
4、负荷统计计算表
表1
tg
计算负荷
Pjs/KW
Qjs/KVAR
Sjs/KVA
1.33
399
1.77
60
70.2
92.3
补偿容量
360k·
var
小计
360
469.2
592.3
0.88
1260
1108.8
1680
40
53.2
66.67
752.6k·
1300
1162
1746.47
1.98
712.8
800
1.17
25
29.25
616k·
385
742.05
834.47
340
299.2
453.3
105
139.65
175
30
35.1
46.15
372.8k·
475
473.95
674.45
0.62
224
138.88
263.53
45
75
89.7k·
284
183.88
338.53
表2
350
262.5
437.5
476
357
595
0.48
480
533.3
384
243.6
424.4
1500
1125
1875
1160.7k·
4060
3154
2218.5
3865.2
全厂的同期系数为：
K=0.9，则全厂的计算负荷为
P30=0.9×
∑P30=0.9×
5958kw=5362.2kw
Q30=0.9×
∑Q30=0.9×
5249.58kw=4724.622k·
=
=7146.69kv·
A
=10.86KA
五、无功功率补偿
由以上计算可得变压器低压侧的视在计算负荷为：
S30=7146.69kv·
这时低压侧的功率因数为：
cos
=0.75，为使高压侧的功率因数
0.90，则低压侧补偿后的功率因数应高于0.90，取
。
要使低压侧的功率因数由0.75提高到0.92，则低压侧需装设的并联电容器容量为：
=Q30（tan
-tan
）=4724.622×
[tan（arccos0.75）-tan（arccos0.95）]=2613.8k·
取:
=3000
则补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为：
=5632.7kv·
计算电流
=8558.3A
变压器的功率损耗为：
△Pt≈0.02
’=112.65kw
△Qt≈0.06
’=337.9
变电所高压侧的计算负荷为：
P30’=5362.2kw+112.65kw=5474.85kw
Q30’=（4724.622-3000）
+337.9
=2062.5
=5850.47kv·
=5132.3A
补偿后的功率因数为：
=0.936满足（大于0.90）的要求。
6、高低压供配电系统
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。
（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。
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。
七、变压器台数、容量、型号选择
（一）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。
（二）变电所主变压器容量的选择
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）×
5850.47
=（3510.282~4095.329）
考虑到未来5~10年的负荷发展，初步取
=5000
。
考虑到安全性和可靠性的问题，确定变压器为S9系列10kv配电变压器。
（3）型号的选择
S9-5/10，其主要技术指标如下表所示：
型号
额定容量（kVA）
电压组合
联结组标 号
空载损耗
（kW）
负载损耗
空载电流
（%）
阻抗电压
重量（kg）
外形尺寸（mm）
轨距（mm）
高压
（kV）
高压分接范围
低压
油重
器身重
总重
长
宽
高
S9-5/10
6
6.3
10
±
0.4
Yyno
0.04
0.18
2.85
43
50
125
780
450
850
400×
8、变电所主接线图
装设两台主变压器的主接线方案，如下图所示：
9、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8km的馈电变电站经LGJ-150架空线（系统按∞电源计），该干线首段所装高压断路器的断流容量为
一路为邻厂高压联络线。
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）
Ø
计算k-1点的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：
2）三相短路电流周期分量有效值：
3）其他三相短路电流：
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
10、主要高压设备器件的选择与校验
（一）变电所高压侧一次设备的选择
根据机械厂所在地区的外界环境，高压侧采用JYN2-10（Z）型户内移开式交流金属封闭开关设备。
此高压开关柜的型号：
JYN2-10/4ZTTA（说明：
4：
一次方案号；
Z：
真空断路器；
T：
弹簧操动；
TA：
干热带）。
其内部高压一次设备根据本厂需求选取：
高压断路器：
ZN2-10/600高压熔断器：
RN1-10/150
电流互感器：
LQJ-10/5电压互感器：
JDZJ-10
高压隔离开关：
GN6-10/200
（二）变电所高压侧一次设备的校验
校验项目
电压
kV
电流
动稳定电流
热稳定电流
断流能力
kA
4s
装设点条件
参数
数据
0.38
115.29
一次设备型号规格
额定参数
高压断路器
ZN2-10/600
—
11.6
高压熔断器
RN1-10/150
150
12
电流互感器LQJ-10-200/5
200/5
电压互感器
JDZJ-10
—
高压隔离开关GN6-10/200
25.5
由上表知高压侧所选一次设备的额定电压、额定电流、动稳定、热稳定均满足要求。
11、心得
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。
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，具体问题具体分析。
这次工厂供电课程设计总算圆满完成了。
通过对其中总降压变电所的电气部分设计包括负荷计算、电气主结线选择、短路电路、电气设备选择、继电保护及防雷装置设计以及厂区高压配电系统设计等的深入研究，进一步巩固了自己的工厂供电的基础知识，并学会了如何将这些课本知识运用到实际。
在此过程中遇到了许多的难题及很多的疑惑，但最后都通过各种手段得以解决，特别是在查阅相关资料这一方面。
达到了由学生将向工程技术人员的过渡，为进一步成为技术人员奠定基础。
课程设计
评语
成绩
指导教师
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