10KV工厂供配电系统设计.docx
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10KV工厂供配电系统设计
《电气工程CAD大作业》
课程设计报告
系别：
机电与自动化学院
专业班级：
电气专0901
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（课程设计时间：
2011年6月20日——2011年6月24日）
华中科技大学武昌分校
1.设计任务..............................................3
1.1设计题目..............................................3
1.2设计目的........................................3
1.3设计任务与要求........................................3
2．设计内容...............................................4-10
2.1.负荷计算和无功功率补偿.............................4-7
2.1.1.负荷计算.......................................4-6
2.1.2.无功功率的补偿.................................7
2.2.变压器的选择.......................................7-8
2.2.1.变压器台数的选择...........................7
2.2.2.变压器容量的选择...........................8
2.2.3.变压器类型的选择...........................8
2.3.导线与电缆的选择..................................9
2.3.1高压进线和引入电缆的选择.......................9
2.3.2380v低压出线的选择...........................9
2.4.电气设备的选择....................................10
2.4.1.模块功能.....................................10
2.4.2.模块需要提供的参数...........................10
2.4.3.继电保护及二次结线设计.............................10
3．防雷与接地装置的设置.....................................10-11
3.1.直接防雷保护............................................11
3.2.雷电侵入波的防护.........................................11
3.3接地装置的设计...........................................11
4．心得体会.....................................................12
5.参考文献.....................................................13
1.设计任务
1.1设计题目：
10KV工厂供配电系统设计
1.2设计目的
通过本课程设计：
熟悉供配电系统初步设计必须遵循的原则、基本内容、设计程序、设计规范等，锻炼工程设计、工程计算、工具书使用等能力，并了解供电配电系统前沿技术及先进设备。
让我们了解设计工厂配电的一般流程，对工厂的布局有个大致的概念，对电力系统的接线方式有一定的了解。
1.3设计任务与要求
机械厂的地理位置及负荷分布如下图：
机械厂负荷统计表
厂房编号
厂房名称
负荷类型
设备容量（KW）
需要系数Kx
功率因数cosψ
1
铸造车间
2
300
0.3
0.7
2
锻压车间
3
350
0.3
0.65
3
热处理车间
3
150
0.6
0.8
4
电镀车间
2
250
0.5
0.68
5
仓库
3
20
0.4
0.8
6
工具车间
3
360
0.3
0.6
7
金工车间
3
400
0.2
0.65
8
锅炉房
2
50
0.7
0.8
9
装配车间
3
180
0.3
0.7
10
机修车间
3
160
0.2
0.65
11
生活区
3
350
0.7
0.9
2.设计内容
2.1.负荷计算
负荷计算的目的是：
（1）计算变配电所内变压器的负荷电流及视在功率，作为选择变压器容量的依据。
（2）计算流过各主要电气设备（断路器、隔离开关、母线、熔断器等）的负荷电流，作为选择这些设备的依据。
（3）计算流过各条线路（电源进线、高低压配电线路等）的负荷电流，作为选择这些线路电缆或导线截面的依据。
（4）为电气设计提供技术依据。
计算公式：
有功功率P30=Pe*Kx（kW）
无功功率Q30=P30*TanΦ（kVar）
视在功率S30=P30/CosΦ（KVA）
计算电流I30=S30/（√3*UN）（A）
式中，kx为需要系数；CosΦ为功率因素；TanΦ为功率因素的正切值；UN为用电设备组的额定电压；√3＝1.732。
（1）锻造车间：
P30=Pe*Kx=0.3*300=90kw
Q30=P30*TanΦ=90*1.01=91.8kvar
S30=P30/cosΦ=90/0.7=128.6KVA
I30=S30/√3*UN=128.6/（1.732*0.38）=195.44A
（2）锻压车间：
P30=Pe*Kx=0.3*350=105kw
Q30=P30*TanΦ=105*1.17=122.85kvar
S30=P30/cosΦ=105/0.65=161.5KVA
I30=S30/√3*UN=161.5/（1.732*0.38）=245.44A
（3）热处理车间：
P30=Pe*Kx=0.6*150=90kw
Q30=P30*TanΦ=90*0.75=67.5kvar
S30=P30/cosΦ=90/0.8=112.5KVA
I30=S30/√3*UN=112.5/（1.732*0.38）=170.97A
（4）电镀车间：
P30=Pe*Kx=0.5*250=125kw
Q30=P30*TanΦ=125*1.07=134.8kvar
S30=P30/cosΦ=125/0.68=183.8KVA
I30=S30/√3*UN=183.8/（1.732*0.38）=279.331A
（5）仓库：
P30=Pe*Kx=0.4*20=8kw
Q30=P30*TanΦ=8*0.75=6kvar
S30=P30/cosΦ=8/0.8=10KVA
I30=S30/√3*UN=10/（1.732*0.38）=15.2A
（6）工具车间：
P30=Pe*Kx=0.3*360=108kw
Q30=P30*TanΦ=108*1.33=143.64kvar
S30=P30/cosΦ=108/0.6=180KVA
I30=S30/√3*UN=180/（1.732*0.38）=273.56A
（7）金工车间：
P30=Pe*Kx=0.2*400=80kw
Q30=P30*TanΦ=80*1.17=93.6kvar
S30=P30/cosΦ=80/0.65=123.1KVA
I30=S30/√3*UN=123.1/（1.732*0.38）=187.08A
（8）锅炉房:
P30=Pe*Kx=0.7*50=35kw
Q30=P30*TanΦ=35*0.75=26.25kvar
S30=P30/cosΦ=35/0.8=43.75KVA
I30=S30/√3*UN=43.75/（1.732*0.38）=66.49A
（9）装配车间：
P30=Pe*Kx=0.3*180=54kw
Q30=P30*TanΦ=54*1.01=54.54kvar
S30=P30/cosΦ=54/0.7=77.14KVA
I30=S30/√3*UN=77.14/（1.732*0.38）=117.23A
（10）机修车间：
P30=Pe*Kx=0.2*160=32kw
Q30=P30*TanΦ=32*1.17=37.44kvar
S30=P30/cosΦ=32/0.65=49.231KVA
I30=S30/√3*UN=49.231/（1.732*0.38）=74.82A
（11）生活区：
P30=Pe*Kx=0.7*350=245kw
Q30=P30*TanΦ=245*0.49=118.66kvar
S30=P30/cosΦ=245/0.9=272.2KVA
I30=S30/√3*UN=272.2/（1.732*0.38）=413.68A
机械厂负荷统计表
车间名称
额定容量（kW）
需要系数（K）
工作电压（kV）
功率因数cosψ
计算有功（kW）
计算无功kvar
视在功率KVA
计算电流（A）
铸造车间
300
0.3
0.38
0.7
90
91.8
128.6
195.44
锻压车间
350
0.3
0.38
0.65
105
122.85
161.5
245.44
热处理车间
150
0.6
0.38
0.8
90
67.5
112.5
170.97
电镀车间
250
0.5
0.38
0.68
125
134.8
183.8
279.3
仓库
20
0.4
0.38
0.8
8
6
10
15.2
工具车间
360
0.3
0.38
0.6
108
143.64
180
273.56
金工车间
400
0.2
0.38
0.65
80
93.6
123.1
187.08
锅炉房
50
0.7
0.38
0.8
35
26.25
43.75
66.49
装配车间
180
0.3
0.38
0.7
54
54.54
77.14
117.23
机修车间
160
0.2
0.38
0.65
32
37.44
49.231
74.82
生活区
350
0.7
0.38
0.9
245
118.66
272.2
413.68
总计
2570
0.724
2.1.2.无功功率的补偿
设计要求达到的功率因数为0.9以上，显然不符合要求，需要进行无功补偿。
无功功率的人工补偿装置：
主要有同步补偿机和并联电抗器两种。
由于并联电抗器具有安装简单、运行维护方便、有功损耗小以及组装灵活、扩容方便等优点，因此并联电抗器在供电系统中应用最为普遍。
考虑到主变压器的无功损耗元大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时功率因数应稍大于0.9，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量：
=（tan-tan）=972[tan（arccos0.724）—t
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