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1、前 言 众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。 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
2、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。工厂供电工作要很好地为工业生产务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求： （1） 安全 在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。 （2） 可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。 （3） 优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求 （
3、4） 经济 供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。 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。目 录前 言一、设计任务3题目2：机械制造厂供配电设计31.1 生产任务及车间组成31.2 设计依据31.3 工厂的自然条件5二、负荷统计计算及无功功率补偿52.1 负荷计算52.1.1 单组用电设备计算负荷的计算公式52.1.2多组用电设备计算负荷的计算公式62.2 无功功率补及变压器的选择82.2.1 补偿前的变压器容量和功率因数82.2.2 无功补偿容量82.2.3 补偿后的
4、变压器容量和功率因数8三、变电所位置的选择和形式的选择9四、变压器及主接线的选择104.1 变压器的选择104.2 主接线选择11五、短路电流计算125.1 架空线的选择125.2 确定短路基准容量125.3 计算短路电路中个元件的电抗标幺值135.4 k-1点（10.5kV侧）的相关计算145.5 k-2点（0.4kV侧）的相关计算14六、变电所一次设备的选择校验156.1 10kV侧一次设备的选择校验156.1.1 高压断路器和隔离开关的选择156.1.2 高压熔断器的选择校验156.1.3 高压隔离开关的选择校验166.1.4 电流互感器的选择校验166.1.5 电压互感器的选择校验17
5、6.1.6 避雷器的选择18七、变电所线路选择187.1 10kV母线选择187.2 10kV高压进线的选择校验197.3 高压配电室至主变的一段引入电缆的选择校验19八、心得体会21参考文献22一、设计任务题目2：机械制造厂供配电设计1.1 生产任务及车间组成 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4800h，日最大负荷持续时间8h。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。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。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所示。 1.2 设计依据1.2.1 设计总平面布置图1.2.2 全厂各
6、车间负荷计算表如下：XX机械厂总平面图（比例1：4000）附表1 XX机械厂负荷统计资料厂房编号（N+i）用电单位名称负荷性质设备容量/kwN为学号个位数 需要系数功率因数4铸造车间动力4450.350.70照明500.71.05锻压车间动力2700.20.65照明900.81.06金工车间动力4450.20.50照明600.71.07工具车间动力2600.30.60照明500.91.08电镀车间动力2600.40.80照明650.91.09热处理车间动力4100.40.50照明700.751.010装配车间动力2850.350.65照明50 0.71.01机修车间动力13000.20.60照
7、明290.751.02仓库动力800.20.60照明60.71.03原料库动力500.30.60照明60.71.011宿舍住宅区310户，每户按平均4KW计算。自查0.85 厂房编号说明：N为学生分配编号，N+i10，编号取N+i(计算后的阿拉伯数字) ；N+ i 10，编号取N+ i -10(计算后的阿拉伯数字)1.2.3 供用电协议 工厂与电业部门所签订的供电协议主要内容如下：（1）工厂电源从电业部门某220/35/10千伏变电所，用10千伏双回路架空线引入本厂，其中一个作为工作电源，另一个作为备用电源，两个电源并列运行，该变电所距厂东侧8公里。（2）供电系统短路技术数据附表3 区域变电所
8、35千伏母线短路数据如下：系统运行方式短路容量说明最大运行方式S（3）kmax=600MVA最小运行方式S（3）kmin=275MVA1.3 工厂的自然条件1.3.1 气象条件（1）最热月平均最高温度为30；（2）土壤中0.7-1米深处一年最热月平均温度为25；（3）年雷暴日为31天；（4）土壤冻结深度为1.10米；（5）夏季主导风向为南风。1.3.2 地质及水文条件根据工程地质勘探资料获悉，厂区地址原为耕地，地势平坦，地层以沙质粘土为主，地质条件较好，地下水位为2.8-5.3米。地耐压力为20吨/平方米。二、负荷统计计算及无功功率补偿2.1 负荷计算2.1.1 单组用电设备计算负荷的计算公式
9、a)有功功率计算负荷（单位kW），为需要系数b)无功计算负荷（单位为kvar）c)视在计算负荷（单位为）d)计算电流（单位为A），为用电设备的额定电压（单位为kV）2.1.2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，对车间干线取0.850.95。b)无功计算负荷（单位为kvar） 式中是所有设备组无功计算负荷之和，是无功负荷同时系数，对车间干线取0.900.97。c)视在计算负荷（单位为）=d)计算电流（单位为A） =经过计算，得到各厂房和生活区的负荷计算表，如表2-1所示表2-1序号车间名称容量（kW）计算负荷P30（
10、kW）Q30（kvar）S30（kVA）I30（A）1机修车间动力1300260345.8433.3656.5照明2921.75021.7557.12仓库动力801621.2826.740.57照明64.204.211.023原料库动力501519.952537.98照明64.204.211.024铸造车间动力445155.75158.87222.5338.06照明503503591.855锻压车间动力2705463.1883.08126.23照明9072072188.976金工车间动力44589154.15178128.46照明6042042110.227工具车间动力26078103.741
11、38209.68照明5045045118.18电镀车间动力26010478130197.52照明6558.5058.5153.539热处理车间动力410164283.72328137.78照明7052.5052.5137.7810装配车间动力28599.75116.71153.46233.17照明503503591.8511宿舍住宅区1240868538.161021.182679.9812总结取1932.61643.92537.1938552.2 无功功率补及变压器的选择2.2.1 补偿前的变压器容量和功率因数变压器低压侧的视在计算负荷 主变压器容量选择条件为，因此未进行无功补偿时，主变压器
12、容量应选为3150 。 这时变压器低压侧的功率因数为2.2.2 无功补偿容量 按规定，变压器高压侧的，考虑到变压器本身得无功功率损耗远大于其有功功率损耗，因此在变压器低压侧进行无功功率补偿时，低压侧补偿后的功率因数应略高与0.90，取。 要使低压侧功率因数有0.76提高到0.92，低压侧需装设的并联电容器容量为Qc=1932.6(tan arccos0.76-tan arccos0.92)kvar =831kvar取 Qc=840 kvar 因此查工厂供电附录表4，选用BKF0.4-20-1的电容器，其参数为额定容量为20Kvar，额定电容为398uF.电容个数，所以选该型号的电容器14个就可
13、以满足了。2.2.3 补偿后的变压器容量和功率因数补偿后的低压侧的视在计算负荷为因此主变压器容量可改选为2500。比补偿前容量减少了650。变压器的功率损耗为变压器高压侧的计算负荷补偿后的工厂的功率因数为这一功率因数满足要求。三、变电所位置的选择和形式的选择 变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心，工厂的负荷中心按负荷功率矩法来确定。、分别代表厂房1、2、3.11号的功率，设定（1.6，4.7）、（1.6，3.1）、（3.9，5.5）、（4，3.6）、（3.1，1.8）、（5.9，4.6）、（5.9，3.1）、（5.4，1.4）、（8，3）、（8，1.5）、（8，4.6），如图3-1所示。而工厂的负荷中心假设在P(,),其中P=+=。因此仿照力学中计算中心的力矩方程，可得负荷中心的坐标： 把各车间的
