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1、目录第1章绪 论1第2章 线路设计32.1 配电线路设计32.1.1 高压配电线路放射式接线32.1.2 高压配电线路树干式接线52.1.3 高压配电线路环形接线72.2 短路电流计算82.3 配电系统电气设备的选型92.3.1 电气设备选择的一般条件92.3.2 配电线路的元器件选型102.3.2.1 变压器的选择102.3.2.2 高压断路器112.3.2.3 高压隔离开关112.3.2.4 防雷设备的选择122.3.2.5 互感器选择142.3.3 工厂常用架空线路裸导线型号及电缆的选择152.3.3.1 裸导线型号及选择152.3.3.2电力电缆的型号及选择162.4 控制线路设计17
2、2.4.1 定子串电阻降压启动控制线路172.4.2 星形-三角形降压启动控制线路182.4.3 控制线路元器件选型192.4.3.1 接触器选择192.4.3.2 时间继电器选择192.4.3.3 热继电器选择192.4.3.4 熔断器的选择20第3章 功 率 补 偿213.1 功率补偿的意义及方式213.2 功率补偿接线的设计233.2.1 三角形接线233.3.2 星形接线233.3 功率补偿原理及控制线路设计243.3.1 无功补偿的基本原理243.3.2 无功补偿控制线路243.4 功率补偿的计算25第4章 总线路设计27结论28致 谢29参 考 文 献30第1章 绪 论工厂供电，即
3、指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。电能是现代工业生产的主要能源和核心动力。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。在企业工厂里，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，
4、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。 可见，做好工厂供电工作对于发展工业自动化生产，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。变配电系统是变电系统和配电系统的总称。其中变电系统的主要作用是通过变压器对一次侧电压进行升高或者降低，再从二次侧输出。变电系统的核心元件是各种变比的变压器，总之有电压改变的系统就是变电系统。至于配电系统可理解为一个用电系统中不存在电压的改变，就是配电
5、系统，它的核心元件是各种电流级别的开关。工厂供配电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并确实做好节能环保工作，就必须达到以下基本要求：1. 安全 应符合有关国家标准和技术规范的要求，能充分保障人身和设备的安全。2可靠 应满足电力负荷，特别是其中一二级负荷对供电可靠性的要求。3. 灵活 应能适应各种必要的运行方式，便于切换操作和检修，且适应负荷的发展。4. 经济 在满足上述要求的前提下，尽量使主接线简单，投资少，运行费用低，并节约电能和有色金属消耗量。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
6、社会的发展。为了保证工厂供电的正常运转，就必须要有一套完整的保护，监视和测量装置。目前多以采用自动装置，将计算机应用到工厂配电控制系统中去。工厂供电设计的一般原则：按照国家标准GB50052-95 供配电系统设计规范GB50053-94 10kV及以下设计规范GB50054-95 低压配电设计规范等的规定，进行工厂供电设计必须遵循以下原则：1. 遵守规程执行政策必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。2. 安全可靠先进合理应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。3.
7、近期为主考虑发展应根据工作特点规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。4. 全局出发统筹兼顾按负荷性质用电容量工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。第2章 线路设计2.1 配电线路设计供配电线路按电压等级的不同可分为高压线路(1kV以上)和低压线路(1kV以下)。本设计为某工厂变配电系统的设计,电压等级为10kV,则为高压线路。而高压配电线路有放射式，树干式，环形
8、三种接线方式。2.1.1 高压配电线路放射式接线(一) 单回路放射式接线图2-1单回路放射式接线，这种接线方式的优点：接线清晰，操作维护方便，各供电线路互不影响，供电可靠性较高，便于装设自动装置，保护装置也较简单，但高压开关设备数量多，投资大，而且当某一线路发生故障或检修时，该线路供电的全部负荷都要停电。因此，单回路放射式接线只能用于二，三级负荷或容量较大以及较重要的专用设备。图2-1 单回路放射式接线(二)公共备用干线的放射式接线对二级负荷供电时，为提高供电的可靠性，可根据增加公共备用线路，图2-2公共备用干线的放射式接线。该接线方式的供电可靠性得到了提高，单开关设备的数量和导线材料的消耗量
9、也有所增加。如果备用干线采用独立电源供电且分支较少，则可采用一级负荷。图2-2 公共备用干线的放射式接线(三) 双回路放射式接线图2-3采用双回路放射式接线，然后经分段母线用双回路对用户进行交叉供电。其供电可靠性高，可供电给一，二级的重要负荷，但投资相对较大。图2-3 采用双回路放射式接线(四) 采用低压联络线作备用干线的放射式接线图2-4所示为采用低压联络线作备用干线的放射式接线。该接线方式比较经济，灵活，除了可提高供电可靠性以外，还可实现变压器的经济运行。低压侧采用单母线分段接线形式，可以在故障时实现不间断供电，保证负荷正常运行，供电可靠性较高。低压侧也可采用双母线分段接线形式。图2-4
10、低压联络线作备用干线的放射式接线2.1.2 高压配电线路树干式接线高压树干式接线是指变配电所高压母线上引出的每路高压配电干线上沿线均连接了数个负荷点的连接方式。(一) 单回路树干式接线图2-5为单回路树干式接线。该接线方式较之单回路放射式接线，变配电所的出线数量大大减少，高压开关柜的数量也相应减少，同时可节约有色金属的消耗量。但因多个用户采用干线供电，各用户之间互相影响，故当某条干线发生故障或需要检修时，将引起干线上的全部用户停电，所以这种接线方式供电可靠性差，且不容易实现自动化控制。单回路树干式接线一般用于对三级负荷配电，而且干线上连接的变压器不得超过5台，总容量不应大于2300kVA。图2
11、-5 单回路树干式接线(二) 单侧供电的双回路树干式接线为了提高供电可靠性，可采用如图2-6所示的单侧供电的双回路树干式接线方式。该接线方式可供电给二，三级负荷，但投资也相应地有所增加。图2-6 单侧供电的双回路树干式接线(三) 两端供电的单回路树干式接线图2-7为两端供电的单回路树干式接线。若一侧干线发生故障，则可采用另一侧干线供电，因此供电可靠性也较高，与单侧供电的双回路树干式接线相当。当正常运行时，由一侧供电或在线路的负荷分界处断开，当发生故障时要手动切换，但寻查故障时也需中断供电。所以，两端供电的单回路树干式接线只可用于对二，三级负荷供电。图2-7 两端供电的单回路树干式接线(四) 两
12、端供电的双回路树干式接线图2-8是两端供电的双回路树干式接线。这种接线方式比单侧供电的双回路树干式接线的供电可靠性有所提高，主要用于对二级负荷供电，当供电电源足够可靠时，亦可用于一级负荷。这种接线方式的投资不比单侧供电的双回路树干式接线增加很多，关键是要有双电源供电的条件。图2-8两端供电的双回路树干式接线2.1.3 高压配电线路环形接线高压环形接线实际上是两端供电的树干式接线，如图2-9所示，两路树干式接线连接起来就构成了环形接线。图2-9 高压环形接线这种接线方式运行灵活，供电可靠性高。线路检修时可切换电源，故障时可切除故障线段，从而缩短了停电时间。高压环形接线可供电给二，三级负荷，且在现
13、代化城市电网中应用较广泛。经过以上的比较和分析，高压变配电系统的接线往往是几种接线方式的组合，究竟采用什么接线方式，应根据具体情况对应供电可靠性的要求，通过技术，经济综合比较后才能确定。一般来说，高压配电系统应优先考虑采用放射式，对于供电可靠性要求不高的辅助生产区和生活住宅区，可考虑采用树干式或环形配电式。通过分析比较，某工厂10kV的变配电系统，最终采用低压联络线作备用干线的放射式接线方式,如图2-4所示。2.2 短路电流计算短路电流计算的目的是为了正确选择和校验电气设备，以及进行继电保护装置的整定计算。进行短路电流计算，首先要绘制计算电路图。在计算电路图上，将短路计算所考虑的各元件的额定参
14、数都表示出来，并将各元件依次编号，然后确定短路计算点。短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。接着，按所选择的短路计算点绘出等效电路图，并计算电路中各主要元件的阻抗。在等效电路图上，只需将被计算的短路电流所流经的一些主要元件表示出来，并标明其序号和阻抗值，然后将等效电路化简。对于工厂供电系统来说，由于将电力系统当作无限大容量电源，而且短路电路也比较简单，因此一般只需采用阻抗串、并联的方法即可将电路化简，求出其等效总阻抗。最后计算短路电流和短路容量。 为了选择高压电气设备，整定继电保护，需计算总降压变电所的35kV侧、10kV母线以及厂区高压配电线路末端(即车间变
15、电所10kV母线)的短路电流，分别为k-1、k-2和k-3点。但因工厂厂区不大，总降压变电所到最远车间的距离不过数百米，因此总降压变电所10kV母线(k-2点)与厂区高压配电线路末端处(k-3点)的短路电流值差别极小，所以只计算主变压器高、低压侧k-1和k-2两点短路电流。短路电流按系统正常运行方式计算，其计算电路图如附图2-10所示短路电流计算的方法，常用的有欧姆法(有称有名单位制法)和标幺制法(又称相对单位制法)。图2-10 等值电路现在用标幺值法进行计算。由题意知：由题意知：SN=400kVA UN=400V2.3 配电系统电气设备的选型2.3.1 电气设备选择的一般条件尽管电力系统中各种电气设备的作用和工作条件并不一样，具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求却是一致的。电气设备要能可靠的工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验动稳定和热稳定。(一)按正常工作条件选择电气设备1.额定电压电气设备所在电网的运行电压因调压或负荷的变
