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1、目目 录录一、绪论一、绪论 11 页码页码二、负荷计算和无功功率补偿二、负荷计算和无功功率补偿 44 页码页码三、变电所位置和型式的选择三、变电所位置和型式的选择 1010 页码页码四、变电所主变压器台数和容量、类型的选择四、变电所主变压器台数和容量、类型的选择 1010 页码页码五、变电所主结线方案的设计五、变电所主结线方案的设计 1111 页码页码六、短路电流的计算六、短路电流的计算 1212 页码页码七、变电所一次设备的选择与校验七、变电所一次设备的选择与校验 1515 页码页码八、变电所进出线的选择与校验八、变电所进出线的选择与校验 2020 页码页码九、变电所二次回路方案的选择及继电
2、保护的整定九、变电所二次回路方案的选择及继电保护的整定 2121 页码页码十、防雷保护和接地装置的设计十、防雷保护和接地装置的设计 2525 页码页码十一、总结十一、总结 2828 页码页码附录：变电所主结线图附录：变电所主结线图 3030 页码页码参考书目参考书目 3030 页码页码一、绪论一、绪论一、工厂供电的意义和目的（1.1）工厂供电的意义 工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。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
3、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
4、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。（1.2）工厂供电的目的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
5、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。 二、课程设计提供的原始数据资料（2.1）工厂的总平面图中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中 中中中中中中中 中中中中 中中中中中中中 中中 中中中中中中中中中中中1中2000阳泉冶金机械厂总平面图（2.2）工厂负荷情况本厂多数车间为两班制，年最大利用负荷小时为 3750h，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。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 220
6、V。本厂的负荷统计资料如下表所示工厂负荷统计资料（2.3）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 6kV 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-120，导线为等边三角形排列，线距为 1.15m；干线首端距离本厂 约 7km。干线首端所装设的高压断路器断流容量为 350MVA。此断路器配备有定 时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护的动作时间为 1.5s。为满 足贯彻二级负荷的要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。已知 与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为 75km，电缆线路总长度为 20k
7、m。（2.4） 气象资料本厂所在地区的年最高气温为 35，年平均气温为 20，年最低气温为- 12.5，年最热月平均最高气温为 30，年最热月平均气温为 25，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，年雷暴日数为 30。（2.5）地质水文资料厂房编号厂房名称负荷类别设备容量 /kW需要系数功率因数动力3000.30.701铸造车间照明60.81.0 动力3500.30.652锻压车间照明80.71.0 动力4000.20.657金工车间照明100.81.0 动力3600.30.606工具车间照明70.91.0 动力2500.50.804电镀车间照明50.81.0 动
8、力1500.60.803热处理车 间照明50.81.0 动力1800.30.709装配车间照明60.81.0 动力1600.20.6510机修车间照明40.81.0 动力500.70.808锅炉房照明10.81.0 动力200.40.805仓库照明10.81.0 生活区照明3500.70.90本厂所在地区平均海拔 525m，地层以黄土为主，地下水位为 3m（2.6）电费制度本厂与当地供电部门达成协议，在工厂变电所高压侧计量电能，设专用计 量柜，按两部电费制交纳电费。每月基本电费按主变压器容量计为 18 元/kVA， 动力电费为 0.20 元/kWh，照明电费为 0.50 元/kWh。工厂最大负
9、荷时的功 率因数不得低于 0.93。此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性地向 供电部门交纳供电贴费：610kV 为 800 元/kVA。二、负荷计算和无功功率补偿二、负荷计算和无功功率补偿2.1、 负荷计算的内容和目的 （1） 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。（2） 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、电压波动和电压下降以及选择电器 和保护元
10、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） 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。2.2、负荷计算的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 2.3、各用电车间负荷计算结果如下表：阳泉冶金机械厂负荷计算结果表2.
11、4、全厂负荷计算在负荷计算时采用的是需要系数法对各个车间进行计算，并将照明和动力 部分分开计算，照明部分和生活区照明一起计算。具体步骤如下。1.铸造车间：动力部分 P(30)=300kw0.3=90kwS(30)=90/0.7=128.6kvAQ(30)=90kw1.02=91.8kvar计算负荷厂房 编号厂房名称负荷类 别设备 容量 /kW需要 系数功率因 数P30/kwQ30/karS30/kA 动力3000.30.709091.8128.61铸造车间照明60.81.04.804.8 动力3500.30.65105122.9161.52锻压车间照明80.71.05.605.6 动力4000
12、.20.658093.61237金工车间照明100.81.0808 动力3600.30.601081401806工具车间照明70.91.06.306.3 动力2500.50.8012593.81564电镀车间照明50.81.0404动力1500.60.809067.5112.5 3热处理车 间照明50.81.0404动力1800.30.705455.1779装配车间照明60.81.04.804.8 动力1600.20.653237.44910机修车间照明40.81.03.203.2 动力500.70.803526.343.88锅炉房照明10.81.00.800.8 动力200.40.80861
13、0 5仓库照明10.81.00.800.8生活区照明3500.70.9024580.9272照明部分 P(30)=6kw0.8=4.8kwQ(30)=02.锻压车间：动力部分 P(30)=350kw0.3=105kwS(30)=105/0.65=161.5kvAQ(30)=105 kw1.17=122.9 kvar照明部分 P(30)=8 kw0.7=5.6 kwQ(30)=03 金工车间：动力部分 P(30)=400 kw0.2=80 kwQ(30)= 80 kw1.17=93.6 kvarS(30)= 80/0.65=123 kvA照明部分 P(30)=10 kw0.8=8 kwQ(30)
14、=04 工具车间：动力部分 P(30)=360 kw0.3=108 kwQ(30)=108 kw1.33=140 kvarS(30)=108/0.6=180 kvA照明部分 P(30)=10 kw0.8=8 kwQ(30)=05 电镀车间：动力部分 P(30)= 250 kw0.5=125 kwQ(30)=125 kw0.75=93.8 kvarS(30)=125/0.75=156 kvA照明部分 P(30)=5 kw0.8=4 kwQ(30)=06 热处理车间：动力部分 P(30)= 150 kw0.6=90 kwQ(30)=90 kw0.75=67.5 kvarS(30)= 90/0.8=
15、112.5 kvA照明部分 P(30)=5 kw0.8=4 kwQ(30)=07 装配车间：动力部分 P(30)= 180 kw0.3=54 kwQ(30)=54 kw1.02=55.1 kvarS(30)=54/0.7=77 kvA照明部分 P(30)=6 kw0.8 kw4.8 kwQ(30)=08 机修车间：动力部分 P(30)=160 kw0.2=32 kwQ(30)=32 kw1.17=37.4 kvarS(30)=32/0.65=49 kvA照明部分 P(30)=4 kw0.8=3.2 kwQ(30)=09 锅炉房：动力部分 P(30)=50 kw0.7=35 kwQ(30)=35 kw0.75=26.3 kvarS(30)=35/0.8=43.
