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1、安安 徽徽 科科 技技 学学 院院 机机 电电 与与 车车 辆辆 工工 程程 学学 院院 供供 配配 电电 技技 术术 课课 程程 设设 计计设计题目：设计题目： 某工厂降压变电所的电气设计某工厂降压变电所的电气设计 专专 业业 电气电气 专业专业 班班 级级 10 级级 3 班班 学学 号号 1609100319 姓姓 名名 王王 俊俊 指指 导导 教教 师师 王少夫王少夫 目目 录录前言21、负荷计算和无功功率计算及补偿32、变电所位置和形式的选择6三、变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择6四、短路电流的计算8五、变电所一次设备的选择与校验10六、变电所高、低压线路的选择13 七、变
2、电所二次回路方案选择及继电保护的整定15八、防雷和接地装置的确定18九、心得和体会19十、附录参考文献20前 言课程设计是教学过程中的一个重要环节，通过课程设计可以巩固本课程理论知识，掌握供配电设计的基本方法，通过解决各种实际问题，培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力，同时对电力工业的有关政策、方针、技术规程有一定的了解，在计算、绘图、设计说明书等方面得到训练，为今后的工作奠定基础。本设计可分为九部分：负荷计算和无功功率计算及补偿；变电所位置和形式的选择；变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择；短路电流的计算；变电所一次设备的选择与校验；变电所高、低压线路的选择；变电所二次回路方案选择
3、及继电保护的整定；防雷和接地装置的确定；心得和体会；附参考文献。由于设计者知识掌握的深度和广度有限，本设计尚有不完善的地方，敬请老师批评指正！1 1、负荷计算和无功功率计算及补偿负荷计算和无功功率计算及补偿厂房编厂房编号号厂房名称厂房名称负荷类负荷类别别设备容量设备容量（kWkW）需要系需要系数数功率因功率因数数动力3820.350.66（1）铸造车间照明100.801.0动力4820.260.63（2）金工车间照明100.801.0动力3820.520.78（3）电镀车间照明100.801.0动力2820.360.71（4）装配车间照明100.801.0动力2820.280.67（5）机修车
4、间照明50.801.0生活区照明4820.750.95(一)负荷计算和无功功率计算在负荷计算时，采用需要系数法对各个车间进行计算，并将照明和动力部分分开计算，照明部分最后和宿舍区照明一起计算。具体步骤如下。1. 铸造车间：动力部分，取设备容量是 370kWAVVASP06.308k38. 0732. 102.75k2IkVA75.202418.1527 .133vark418.15214. 17 .133QkW 7 .3310.3538230(21)22 )21(3030(21)(21)30照明部分：取设备容量是 10kW；30(22)100.88PkWkW30(22)0Q2.金工车间：动力部
5、分，取设备容量是 482kW AVVASP84.301k38. 0732. 1198.66kIkVA66.1981436.15432.125vark1436.15423. 132.125QkW 32.1250.2648230(31)22 )31(3030(31)(31)30照明部分：取设备容量是 10kW：； 30(42)100.88PkWkW30(42)0Q2. 电镀车间：动力部分，取设备容量是 382kWAVVASP51.386k38. 0732. 1254.38kIkVA38.25492.15864.198vark92.15880. 064.198QkW 64.1980.5238230(
6、41)22 )41(3030(41)(41)30照明部分：取设备容量是 10kW； 30(62)100.88PkWkW30(62)0Q3. 装配车间：动力部分，取设备容量是 282kWAVVASkP05.217k38. 0732. 1142.85kIkVA85.14251.10052.101var51.10099. 052.101QkW 52.1010.3628230(51)22 )51(3030(51)(51)30照明部分：取设备容量是 10kW； 30(82)100.88PkWkW30(82)0Q4. 机修车间：动力部分，取设备容量是 282kWAVVASP24.179k38. 0732.
7、 1117.97kIkVA97.11765.8796.78vark65.8711. 196.78QkW 96.780.2828230(61)22 )61(3030(61)(61)30照明部分：取设备容量是 5kW； 30(92)50.84PkWkW30(92)0Q6.生活区照明，。kW 5 .3160.75482(61)30P30(11)0Q另外，所有车间的照明负荷： kW 4030P取全厂的同时系数为：，则全厂的计算负荷为：0.95pK0.97qKkW 108.979)4064.990(95. 0)(95. 061i30)1(3030 PPPivark11.64372.65397. 097.
8、 0Q61i)1(3030 iQ； kVA51.116611.643108.97922 30SAV38.1772k38. 031166.51kVAI30(二) 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： kVA51.116630S这时低压侧的功率因数为： 839. 051.1166108.979c)2(os为使高压侧的功率因数0.90，则低压侧补偿后的功率因数应高于 0.90，取：。要使低压侧的功率因数由 0.85 提高到 0.95，则低压侧需装设的并cos0.95联电容器容量为：var31.313var)95. 0arccostan839. 0arccos(tan108.979
9、ckkQ取:=335则补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为：CQvarkVASk44.1026)33511.643(108.97922)2(30计算电流AV56.1559k38. 031026.44kVAI30变压器的功率损耗为：WVASPk69.14k35.979015. 0015. 0)2(30 tarVASQkv761.58k35.97906. 006. 0)2(30 t变电所高压侧的计算负荷为： WWWPk111.1038k761.58k35.979)1(30ararkQkv87.366kv76.58var)33511.643()1(30VAkVASk03.110187.36611.10
10、3822)1(30AV89.1672k38. 031101.03VAI30(1)补偿后的功率因数为：满足（大于 0.90）的要求。943. 003.110111.1038cos(三) 年耗电量的估算年有功电能消耗量及年无功电能耗电量可由下式计算得到：年有功电能消耗量： 30pWP T年无功电能耗电量： 30qWQ T结合本厂的情况，年负荷利用小时数为 4200h，取年平均有功负荷系数，T0.72年平均无功负荷系数。由此可得本厂：0.78年有功耗电量：；hhWWakW59.29608224200k108.97972. 0p年无功耗电量：。hhWakW36.21068284200vark11.64
11、378. 0q二、二、变电所位置和形式的选择变电所位置和形式的选择由于本厂有二级重要负荷，考虑到对供电可靠性的要求，采用两路进线，一路经10kV 公共市电架空进线（中间有电缆接入变电所）；一路引自邻厂高压联络线。变电所的形式由用电负荷的状况和周围环境情况确定，根据变电所位置和形式的选择规定及 GB500531994 的规定，结合本厂的实际情况，这里变电所采用单独设立方式。三三 变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择（一）变电所主变压器台数的选择变压器台数应根据负荷特点和经济运行进行选择。当符合下列条件之一时，宜装设两台及以上变压器：有大量一级或二级
12、负荷；季节性负荷变化较大；集中负荷较大。结合本厂的情况，考虑到二级重要负荷的供电安全可靠，故选择两台主变压器。（二）变电所主变压器容量选择每台变压器的容量应同时满足以下两个条件：N TS1） 任一台变压器单独运行时，宜满足：30(0.6 0.7)N TSS2） 任一台变压器单独运行时，应满足：，即满足全部一、二级负荷需30(1 11)N TSS求。代入数据可得：=（0.60.7）999.258=（599.6648699.4806）。N TSkV A又考虑到本厂的气象资料（年平均气温为），所选变压器的实际容量：C。23取最大=699.4806N TS也满足使用要求，同时又考虑到未来 510 年的
13、负KVASSNTTN522.64308. 01）（实荷发展，初步取=1000 。考虑到安全性和可靠性的问题，确定变压器为N TSkV ASC3 系列箱型干式变压器。型号：SC3-1000/10 ，其主要技术指标如下表所示：额定电压/kV损耗/kW变压器型号额定容量/kV A高压低压联 结 组型 号空载负载空载电流%0I短路阻抗%KUSC3-1000/101000 10.50.4Dyn112.457.451.36（附：参考尺寸（mm）：长：1760 宽：1025 高：1655 重量（kg）：3410） （三）变电所主接线方案的选择方案：高、低压侧均采用单母线分段。优点：用断路器把母线分段后，对重
14、要用户可以从不同母线段引出两个回路，用两个电路供电；当一段母线故障时，分段断路器自动切除故障母线保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电 。缺点：当一段母线或母线隔离开关检修时该母线各出线须停电；当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越；扩建时需向两个方向均衡扩建。方案：单母线分段带旁路。优点：具有单母线分段全部优点，在检修断路器时不至中断对用户供电。缺点：常用于大型电厂和变电中枢，投资高。方案：高压采用单母线、低压单母线分段。优点：任一主变压器检修或发生故障时，通过切换操作，即可迅速恢复对整个变电所的供电。缺点：在高压母线或电源进线进行检修或发生故障时，整个变电所仍需停电。以上三种方案均能满足主接线要求，采用三方案时虽经济性最佳，但是其可靠性相比其他两方案差；采用方案二需要的断路器数量多，接线复杂，它们的经济性能较差；采用方案一既满足负荷供电要求又较经济，故本次设计选用方案。根据所选的接线方式，画出主接线图，参见附图变电所电气主接线图。四、四、短路电流的计算短路电流的计算本厂的供电系统简图如图（一）所示。采用两路电源供
