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1、1科信学院科信学院课程设计书课程设计书（2012 /2013 学年第 一 学期）课程名称 ： 企业供电系统工程设计 题 目 ： 机械厂供配电系统设计 专业班级 ： 自动化 5 班 学生姓名 ： 张师震 学 号： 090412528 指导教师 ： 李兵 等 设计周数 ： 一周 设计成绩 ： 2013 年 1 月 17 日2一、一、设计设计任务任务（1）确定全厂计算负荷，编制负荷总表：合理确定无功补偿。（2）拟定供配电方案，确定变配电所位置。（3）合理确定变压器台数及容量，选择其规格型号。（4）拟定变电所主接线方案，并选择元件和设备的型号规格。（5）短路电流的计算。（6）变电所一次设备的选择及检验
2、。（7） 变压所进出线与邻近单位联络线的选择。（8）变电所二次回来方案的选择与继电保护的整定。（9） 变电所防雷与接地装置的设计。二、二、设计设计要求及原始数据要求及原始数据技术要求：（1）保证供电安全、可靠、经济。（2）功率因数达到 0.9 以上原始数据：（1）工厂负荷情况：本厂多数车间为俩班制，年最大负荷利用小时为 4600h，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二级负荷外，其余均属三级负荷。（2） 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 的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线牌号为 L
3、GJ-150，导线为等边三角形排列，线距为 2m；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 1.7s。为满足工厂二级负荷要求，可采用高压联络线由邻近的3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、4） 地质水文资料：本厂所在地区平均海拔 500m，地层以砂粘土为主，地下水位为 2m。三、设计过程三、设计过程3.13.1 负荷计算负荷计算1.负荷计算公式1.1 单组用电设备计算负荷的计算公式1.1.1 有功计算负荷（单位为 kW）P30=KdPe , Kd为同时系数1.1.2 无功计算负荷（单位为 kvar）Q30= P30tan1.1.3 视在计算负荷（单位为 kvA）S30= P30/cos1.1.4 计算电流（单位为 A）I=S30 /（3UN） ，UN为用电设备的额定电压，单位为 kV1.2 多组用电设备计算负荷的计算公式1.2.1 有功计算负荷（单位为 kW）4P30=KpP3
5、0d , P30d是所有设备组有功计算负荷 P30之和， Kp是有功负荷同时系数1.2.2 无功计算负荷（单位为 kvar）Q30=KqQ30d , Q30d是所有设备组无功计算负荷 P30之和， Kq是无功负荷同时系数1.2.3 视在计算负荷（单位为 kvA）S30= 302302QP1.2.4 计算电流（单位为 A）I=S30 /（3UN） ，UN为用电设备的额定电压，单位为 kV2 负荷计算在负荷计算时，采用需要系数法对各个车间进行计算，并将照明和动力分开计算。2.1、铸造车间：动力部分：P30=3000.3=90kW； Q30=901.02=91.8kvarS30= 90/0.7=12
6、8.57kVA； I30=128.57 /（30.38）=195.3A照明部分：P30=50.8=4.0kW； Q30=0kvarS30= 4.0/1=4.0kVA； I30=4.0/（30.22）=10.5A2.2、锻压车间：动力部分：P30=3500.3=105kW； Q30=1051.33=139.7kvarS30=105/0.65=161.5kVA； I30=161.5/（30.38）=245.4A照明部分：P30=80.7=5.6kW； Q30=0kvarS30= 5.6/1=5.6kVA； I30=5.6/（30.22）=14.70A52.3、金工车间：动力部分：P30=4000.
7、2=80kW； Q30=801.33=106.4kvarS30=80/0.65=52kVA； I30=52 /（30.38）=79.0A照明部分：P30=100.8=8.0kW； Q30=0kvarS30= 8.0/1=8.0kVA； I30=8.0/（30.22）=30.0A2.4、工具车间：动力部分：P30=3600.3=108kW； Q30=1081.33=143.64kvarS30=108/0.6=64.8kVA； I30=64.8/（30.38）=98.5A照明部分：P30=70.9=6.3kW； Q30=0kvarS30= 6.3/1=6.3kVA； I30=6.3/（30.22）
8、=16.5A2.5、电镀车间：动力部分：P30=2500.5=125kW； Q30=1250.75=93.75kvarS30=125/0.8=156.2kVA； I30=156.2/（30.38）=237.4A照明部分：P30=50.8=4.0kW； Q30=0kvarS30= 4.0/1=4.0kVA； I30=4.0/（30.22）=10.5A2.6、热处理车间：动力部分：P30=1500.6=90kW； Q30=900.75=67.5kvarS30= 90/0.8=112.5kVA； I30=112.5/（30.38）=171A照明部分：P30=50.8=4.0kW； Q30=0kvar
9、S30= 4.0/1=4.0kVA； I30=4.0/（30.22）=10.5A2.7、装配车间：动力部分：P30=1800.3=54kW； Q30=541.02=49.9kvar6S30=54/0.7=77.1kVA； I30=77.1/（30.38）=117A照明部分：P30=60.8=4.2kW； Q30=0kvarS30= 4.2/1=4.2kVA； I30=4.2/（30.22）=11.0A2.8、机修车间：动力部分：P30=1600.2=32kW； Q30=321.33=42.6kvarS30=32/0.65=49.2kVA； I30=49.2/（30.38）=74.8A照明部分：
10、P30=40.8=3.2kW； Q30=0kvarS30=3.2/1=3.2kVA； I30=3.2/（30.22）=8.4A2.9 锅炉车间：动力部分：P30=500.7=3.5kW； Q30=3.50.75=5.8kvarS30=3.5/0.8=4.4kVA； I30=4.4 /（30.38）=6.6A照明部分：P30=10.8=0.8kW； Q30=0kvarS30=0.8/1=0.8kVA； I30=0.8/（30.22）=2.1A2.10、仓库：动力部分：P30=200.4=8kW； Q30=80.75=6kvarS30=8/0.8=10kVA； I30=8/（30.38）=12.2
11、A照明部分：P30=10.8=0.8kW； Q30=0kvarS30=0.8/1=0.8kVA； I30=0.8/（30.22）=2.1A2.11 生活区：照明部分：P30=3500.7=245kW； Q30=0kvarS30=245/1=245kVA； I30=245/（30.22）=643A3 所有车间的照明负荷： P30=402KW74 取全厂的同时系数为：Kp= Kq=0.9，则全厂的计算负荷为：P30=0.9(695.5+402)=987.75 KWP30=0.9699.3=629.4 kvarS30=911.1 kVA224 .6298 .658I30=911.1/（30.38）=
12、1384.3A5 经过计算，得到各车间的负荷计算如表 2 所示表 2 某工厂负荷计算表83 无功功率补偿无功功率补偿 由以上计算可得变压器低压侧的视在计算负荷为：S30=911.1 kVA224 .6298 .658这时低压侧的功率因数为：cos=658.8/911.1=0.72而根据设计要求工厂最大负荷时的功率因数不得低于 0.9。考虑到主变电器的无功损耗远大于有功损耗，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：Qc=P30(tan1-tan2)=658.8tan(arccos0.72)-tan(arccos0.92)=35
13、4.3 kvar则补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为：S30（2）=713.9 kVA22)3 .3544 .629(8 .6589计算电流 I30（2）=713.9/（30.38）=1084.7A变压器的功率损耗为：Pr0.015 S30（2）=0.015713.9=10.7KWQr0.06 S30（2）=0.06713.9=42.8 kvar变电所高压侧的计算负荷为：P30（1）=658.8+10.7=669.5KWQ30（1）=(629.4-354.3)+42.8=317.9 kvarS30（1）=741.1 kVA229 .3175 .669I30（1）=741.1/（310）=42.
14、8A 补偿后的功率因数为：cos=669.5/741.1=0.903 满足（大于 0.90）的要求3.23.2 变电所位置与型式选择变电所位置与型式选择车间附设变电所、车间内变电所、露天（半露天）变电所、独立变电所、杆上变电所、地下变电所、楼上变电所、成套变电所、移动式变电所。变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心，根据本厂的负荷统计数据，并考虑到周边环境及进出线方便，决定在6号厂房（工具车间）的西侧紧靠厂房建造工厂变电所，变压器型式为附设式。注：附设式：变电所变压器室的一面或几面墙与车间建筑的墙共用，变压器室的大门朝车间外开。3.3.3 3 变电所主变压器及主接线方案选择变电所主变压器及主接线
15、方案选择变电所主变压器变电所主变压器 选择主变压器台数应考虑下列原则:1) 三级负荷一般设一台变压器，但考虑现有开关设备开断容量的限制，所选单台变压10器的容量一般不大于 1250kVA；当用电负荷所需的变压器容量大于 1250kVA 时，通常应采用两台或更多台变压器。2) 当季节性或昼夜性的负荷较多时，可将这些负荷采用单独的变压器供电，以便这些负荷不投入使用时，切除相应的供电变压器，减少空载损耗。3) 当有较大的冲击性负荷时，为避免对其他负荷供电质量的影响，可单独设变压器对其供电。4) 当有大量一、二级负荷时，为保证供电可靠性，应设两台或多台变压器。以起到相互备用的作用。5) 在确定变电所住变压器台数时，应考虑负荷的发展，留有一定的余量。 变压器容量的选择1）只装一台主变压器的变电所主变压
