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1、目录目录1 设计任务31.1 设计目的31.1 设计要求31.2 设计依据31.2.1 工厂负荷情况31.2.2 气象资料51.2.3 地质水文资料51.2.4 供电电源情况51.2.5 电费制度及主要费用的计算62 负荷和无功功率计算及补偿 72.1 负荷计算的目的、意义及原则72.2 全厂负荷计算及方法72.3 无功功率补偿9 2.3.1 无功补偿的作用10 3 机加工车间配电系统的确定113.1 分组、干线负荷计算原理113.2 机加工车间负荷计算134 变电所位置和形式的选择114.1 变电所位置的选择，应根据下列要求经技术、经济比较确定114.2 变电所的形式184.3 变电所主变压
2、器台数、容量类型的选择155 变电所主接线方案的选择16 5.1 装设一台主变压器的主接线方案16 5.2 装设两台主变压器的主接线方案175.3 主接线方案的技术经济比较17 6 短路电流的计算23 6.1 短路电流计算的目的及几点说明236.2 欧姆法计算短路电流237 变电所一次设备的选择与校验277.1 电气设备选择的一般原则277.2 高低压电气设备的选择278 变电所二次回路方案选择及继电保护的整定308.1 变电所二次回路的选择308.2 变电所继电保护装置308.3 装设电流速断保护318.4 作为备用电源的高压联络线的继电保护装置319 防雷和接地装置的确定339.1 变电所
3、的防雷设计339.2 变电所公共接地装置的设计33心得体会35 参考文献36摘要众所周知，电能是工业生产的主要动力能源。工厂供电设计的任务是从电力系统取得电源，经过合理的传输，变换，分配到工厂车间中的每一个用电设备上。随着工业电气自动化技术的发展，工厂用电量的迅速增长，对电能的质量，供电的可靠行以及技术经济指标等的要求也日益提高。供电设计是否完善，不仅影响工厂的基本建设投资，运行费用和有色金属的消耗量，而且也反映到工厂供电的可靠性和工厂的安全生产上，他与企业的经济效益，设备和人身安全等是密切相关的。供电设计的任务是从厂区以外的电网取得电源，并通过厂内的变配电中心分配到下厂的各个供电点。它是工程
4、建设施下的依抓，也是日后进行验收及运行维修的依据。工厂供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（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。关键词：关键词：降压变电所 变压器 工厂负荷 接线方案 防雷及
5、接地保护1 绪论1.1 设计目的 帮助我们熟悉小型工厂的配电系统的构架及建模方案。 1训练同学们对配电系统最基本的参数计算，并根据计算参数选择正确的 2的器件来完成配电的需要系统。利用CAD绘图软件画出10kv工厂供配电系统设计，使我们更加熟悉CAD的 3绘图，实现现10kV及以下低压供配电的CAD系统一体化设计，使其功能更趋完善，真正满足设计人员的需要，这项工作是很有实际意义的。1.2 设计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形式；确定变电所主要变压器的台数与容量，类型；确定变电所主接线方案
6、的设计选择以及高低压设备和进出线，确定二次回路方案以及继电保护的整定，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。1.3 设计依据1.3.1 工厂负荷情况工厂负荷数据：工厂多数车间为三班制，年最大负荷利用小时数 4600 小时，日最大负荷持续时间为 6 小时。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷，其余均属三级负荷。本厂的负荷统计的得到的全厂负荷表见表 1-1，机加工车间设备明细表见表 1-2。表 1-1 工厂负荷统计资料厂房编号厂房名称负荷类型设备容量/kW需要系数功率因数动力3000.30.70 1铸造车间 照明60.81.00动力3500.30.65 2锻压车间 照明80.71.007机
7、加工车间待算动力3600.30.60 6工具车间 照明70.91.00动力2500.50.80 4电镀车间 照明50.81.00动力1500.60.80 3热处理车间 照明50.81.00动力1800.30.70 9装备车间 照明60.81.00动力1600.20.65 10机修车间 照明40.81.00动力500.70.80 8锅炉房 照明10.81.00动力200.40.80 5仓库 照明10.81.00生活区照明3500.70.90表 1-2 机加工车间设备明细表序号设备名称设备容量/kW台数1车床 C630M10+0.12512万能工具磨床 M5M2+0.07513、4、5普通车床 C
8、620-17+0.62536普通车床 C620-35+0.62517、12普通车床 C6204+0.625613螺旋套丝机 S-81393+0.125114普通车床 C63010+0.125115管螺纹车床 Q1197+0.625116摇臂钻床 Z358+0.5117、18圆柱立式钻床 Z50403+0.1252195t 单梁吊车10+0.2120立式砂轮1.75121、22牛头刨床 B6653123万能铣床 X63WT13124立式铣床 X52K9+0.125125滚齿机 Y-364.1126插床 B50324127弓锯机 G721.7128立式钻床 Z5120.6129电极式盐浴电阻炉20
9、（单相 380V）130井式回火电阻炉24131箱式加热电阻炉452532车床 CW-131.9133立式车床 C512-1A35.7134卧式镗床 J6810135单臂刨床 B1010701机加工车间照明密度12W/11.3.2 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-8，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 0.8m 处平均温度为 25。当地主导风向为东北风，年暴雷日数为 20 天。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。1.3.3 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，
10、地下水位为 2m。1.3.4 供电电源情况按照工厂与当地供电部门签订的供用电协议规定，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 LGJ-150，导线为等腰三角形排列，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。为满足工厂二级符合要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为 60km，电缆线路总长度为 25km。1.2.6 电费制度本厂与当地供电部门达成协
11、议，在工厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费制缴纳电费。每月基本电费按主变压器容量为 18 元KVA，动力电费为 1.0 元KW.H，照明电费为 0.48 元KW.H。工厂最大负荷时的功率因数不得低于 0.9，此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性向供电部门缴纳供电贴费：610VA 为 600KVA。由下面的经济指标表可以得知：电力变压器的综合投资为 30.2 万元，主变压器的折扣费=30.2*0.05=1.51 万元，高压开关柜的折旧费=24 万元*0.06=1.44万元，变配电的维修管理费=（30.2+24）万元*0.06=3.25 万元（24 万为高压开关柜的综合投资）
12、，因此计算主变压器和高压开关柜的折旧费和维修管理费= （1.51+1.44+3.25）=6.2 万元。供电贴费：主变压器容量每 KVA 为 600 元，供电贴费=1000 KVA*0.06 万元/ KVA=60 万元。月基本电费按主变压器容量计为 18 元/ KVA,故每年电费1000*18*12=21.6 万元；由前面可知年最大负荷利用小时为 3500h，故可求得：动力费用：1920kw*3500h*1.0 元/kwh=672 万元；照明费用：253kw*3500h*0.48 元/kwh=42.5 万元。 年用电总计约：21.6+672+42.5=736.1 万元（不含供电贴费） 。2 负荷
13、计算和无功功率补偿2.1 负荷计算的目的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 1据。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 2电流，作为选择这些设备的依据。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 3择这些线路电缆或导线截面的依据。计算尖峰负荷，用于保护电器的整定计算和校验电动机的启动条件。 4计算负荷是工程设计中按照发热条件选择导线和电气设备的依据。计算负荷确定得是否合理，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得过大，造成投资和有色金属的浪费，变压器负荷率较低运行时，也将造成长期低效率运行。如果计算负荷确定的过小，又将使电器和导线处于过负荷运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早老化甚至产生火灾，造成更大的经济损失。因此，正确确定计算负荷具有很大的意义。2.2 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。主要计算公式有： 有功功率： P30= PeKd无功功率: Q30 = P30 tg视在功率: S3O = P30/cos计算电流: I30 = S30/3Un表
