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1、目录1引言12 设计要求12.1 课程设计目的12.2 课程设计内容和要求12.3 设计工作任务及工作量的要求23 方案设计43.1负荷计算和无功功率补偿43.2无功功率补偿73.3变电所位置和形式的选择83.4 变电所主要变压器的台数与容量、类型的选择103.5 变电变电所主接线方案的选择123.6 变短路电流的计算133.7 变电所一次设备的选择与校验153.8 变电所进出线的选择与校验183.9 变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定223.10 降压变电所防雷与接地装置的设计244 课程设计体会26参 考 文 献27附录A:变电场设计图28附录B: 电厂总设计图291 引言电能是现代
2、工业生产的主要能源和动力。 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
3、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。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。 课程设计是检验我们本学期学习的情况的一项综合测试，它要求我们把所学的知识全部适用，融会贯通的一项训练，是对我们能力的一项综合评定，它要求我们充分发掘自身的潜力，开拓思路设计出合理适用的自动控制系统。2 设计要求2.1 课程设计目的 使学生巩固所学的电力工程基础理论知识，受到实际工程设计的初步训练，掌握中小型企业供配电系统设计的一般方法、内容和步骤。课程设计是对所学理论知识的一次综合运用，通过课
4、程设计，了解国家有关政策、法规，学会查阅各种规程、规定和手册的方法。做到理论联系实际，提高分析问题、解决问题的能力。2.2课程设计内容和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、确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量、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，选择整定继电保护装置，确定防雷和接地装置，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。2.3设计工作任务及工作量的要求1、工厂总平面布置图如图2.3-1图 2.3-1 工厂总平面布置图2、工厂负荷情况 本厂多数车间为两班制
5、，年最大负荷利用小时数为4500h，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于二级负荷外，其余均属于三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。电气照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。本厂的负荷统计资料如表1-1所示：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LJ-120，导线为等边三角形排列，线距1.5m ,干线首端距离本厂约13km。干线首端所装设的高压短路器断流容量为 500MVA，此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保
6、护整定的动作时间为1.7s，为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。4、气象资料：本厂所在地年最高温度38，年平均气温为16，年最低温度为-10，年最热月平均最高温度32，年最热月地下0.8M处平均温度25，常年主导风向为南风，覆冰厚度是3CM，年雷暴日数35天。5、地质水文资料：平均海拔1200M，地层以沙粘土为主，地下水位3-5M。6、电费制度 供电贴费800元/KVA。每月电费按两部电费制：基本电费为按主变压器容量计为18元/KVA，动力电费为0.2元/KW.H，照明电费为0.5元/KW.H。工厂最大负荷时功率因数不得小于 0.9 。表 1-1 工厂负荷统计资
7、料厂房编号厂房名称负荷类别设备容量/KW需要系数Kd功率因数1铸造车间动力3600.30.65照明70.81.02锻压车间动力3000.30.65照明60.81.03金工车间动力3000.20.60照明80.71.04工具车间动力2400.30.65照明60.71.05电镀车间动力2300.60.80照明70.71.06热处理车间动力1600.60.70照明60.71.07装配车间动力1400.40.70照明70.71.08机修车间动力1500.20.65照明50.91.09锅炉房动力700.60.75照明20.81.010仓库动力250.40.85照明10.81.0生活区照明3000.80.
8、953 方案设计3.1负荷计算和无功功率补偿3.1.1 负荷计算的目的、意义及原则（1）供电系统要能安全可靠地正常运行，其中各个元件（包括电力变压器、开关设备及导线、电缆等）都必须选择得当，除了满足工作电压和频率的要求外，最重要的就是要满足负荷电流的要求。因次，有必要对供电系统中各个环节的电力负荷进行统计计算。（2）计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷确定的是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如果计算负荷确定的过大，将使电器和导线电缆选的过大，造成投资和有色金属的浪费。如果计算负荷确定的过小，又将使电器和导线电缆处于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早
9、老化甚至燃烧引起火灾，同样会造成更大损失。由此可见，正确确定计算负荷意义重大。（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。（4）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。（5）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
10、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。3.1.2 全厂负荷计算表及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。在工厂里，除了广泛应用的三相设备外，还有部分单相设备，单相设备接在三相线路中，应尽可能均衡分配。使三相负荷尽可能均衡。如果三相线路中单相设备的总容量不超过三相设备总容量的15%，则不论单相设备如何分配，单相可与三相设备综合按三相负荷平衡计算。如果单相设备容量超过三相设备的15%时，则应将单相设备容量换算为等效三相设备容量，再与三相设备容量相加。综上所述，由于本厂各车间单相设备容量超过三相设备容量的1
11、5%，为17.9%所以将单相换算为三相功率后计算。即： 3.1.3 单组用电设备计算负荷的计算公式a)有功计算负荷（单位为KW） = ， 为系数b)无功计算负荷（单位为kvar） = tanc)视在计算负荷（单位为kvA） =d)计算电流（单位为A） =, 为用电设备的额定电压（单位为KV）3.1.4多组用电设备计算负荷的计算公式a)有功计算负荷（单位为KW）=式中是所有设备组有功计算负荷之和，是有功负荷同时系数，可取0.80.95b)无功计算负荷（单位为kvar）=式中是所有设备无功计算负荷之和；是无功负荷同时系数，可取0.850.97c)视在计算负荷（单位为kvA） =d)计算电流（单位为
12、A） =3.1.5 负荷计算数据根据上述公式，先计算各车间计算负荷如表3-1。机械厂负荷计算表3-1编号名称类别设备容量Pe/kw需要系数Kdcostan计算负荷P30/kwQ30/kwS30/kvaI30/A1铸造车间动力3600.30.651.2 108126.3 照明70.81.00.0 5.60.0 小计306113.6126.3171.8 261.0 2锻压车间动力3000.30.651.2 90105.2 照明60.81.00.0 4.80.0 小计358103.8105.2143.3 217.7 7金工车间动力3000.20.61.3 6080.0 照明80.71.00.0 5.
13、60.0 小计30865.680.0105.6 160.4 6工具车间动力2400.30.651.2 7284.2 照明60.71.00.0 4.20.0 小计24676.284.2115.0 174.7 4电镀车间动力2300.60.80.8 138103.5 照明70.71.00.0 4.90.0 小计237142.9103.5177.4 269.5 3热处理车间动力1600.60.701.0 9697.9 照明60.71.00.0 4.20.0 小计166100.297.9141.3 214.7 9装配车间动力1400.40.701.0 5657.1 照明70.71.00.0 4.90.0 小计14760.957.184.9 129.0 10机修车间动力1500.20.651.2 3035.1 照明50.91.00.0 4.50.0 小计155
