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1、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，了解变电所设计的基本方法，了解变电所电能分配等各种实际问题，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、编号、设计说明书等方面得到训练，为今后的学习工作奠定基础。机械厂的电力系统由变电，输电，配电三个环节组成，这决定了此电力系统的特殊性，在确保供电正常的前提下，这三个环节环环相扣。其次，电力系统一次设备较为简单，二次系统相对复杂。本设计课题是XX机械厂降压变电所的电气设计，我们对整个系统作了详细的分析，各参数计算、设备配置及选型、总体布置、保护方式以及电网
2、方案的可靠性作了初步的确定。全厂总降压变电所及配电系统的设计，是根据各个车间的负荷数量，性质及生产工艺对对用电负荷的要求，以及负荷布局，结合电网的供电情况，解决对全厂可靠，经济的分配电能。机械厂供电设计是整个机械厂设计的重要组成部分，供电设计的质量直接影响到机械厂的生产及发展。工厂供电设计的任务是保障电能从电源安全、可靠、经济、优质地送到工厂的各个用电部门。应遵循的一般原则：（1）工厂供电设计必须严格遵守国家的有关法令、法规、标准和规范，执行国家的有关方针、政策，如节约有色金属，以铝代铜，采用低能耗设备以节约能源等。（2）必须从全局出发，按照负荷的等级、用电容量、工程特点和地区供电规划统筹规划
3、，合理确定整体设计方案。（3）工厂供电设计应做到供电可靠、保证人身和设备安全。要求供电电能质量合格、优质、技术先进和经济合理。设计采用符合国家现行标准的效率高、能耗低、性能先进的设备。（4）应根据整个工程的特点、规模和发展规划，正确处理工程的近、远期的建设发展关系，以近期为主，远近结合，适当考虑扩建的可能性。目 录第一章 设计任务书.31、设计题目.32、设计要求.33、设计依据.3第二章 负荷计算和无功功率补偿.51、负荷计算.52.无功功率补偿.7第三章 变电所位置和型号的选择.9第四章 变电所主变压器及主接线方案的选择.101变电所主变压器的选择.102变电所主接线方案的选择 .103主
4、接线方案的技术经济比较 .11第五章 短路电流的计算.121. 绘制计算电路.122确定短路计算基准值.123计算短路电路中个元件的电抗标幺值.124计算k-1点（10.5kV侧）的短路电路总阻抗及三相短路电流和短路容量.135.计算k-2点（0.4kV侧）的短路电路总阻抗及三相短路电流和短路容量.13第六章 变电所一次设备的选择校验.14110kV侧一次设备的选择校验.142380V侧一次设备的选择校验.163高低压母线的选择.17第七章 变电所进出线及与邻近单位联络线的选择171.10kV高压进线和引入电缆的选择.172380低压出线的选择.183作为备用电源的高压联络线的选择校验.24第
5、八章 变电所的防雷保护与接地装置的设计.251变电所的防雷保护.252变电所公共接地装置的设计.25第九章 设计总结.27第一章 设计任务书1、 设计题目 xx机械厂降压变电所的电气设计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，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置和型式，确定变电所主变压器的台数、容量与类型，选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线，确定防雷和接地装置。最后要求写出设计说明书，采用IEP软件绘出设计图纸。3、 设计依据1.工厂总平面图 如图1.1所示。 图1.1 xx机械厂总平面图2.工厂负荷情况 本厂多数车
6、间为两班制，年最大负荷利用小时数为4500h，日最大负荷持续时间为7h。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220V。本厂的负荷计算资料如表1所示。表1 工厂负荷统计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1铸造车间动力2000.30.65照明50.71.02锻压车间动力3000.250.6照明60.751.03金工车间动力4000.30.65照明80.81.04工具车间动力3000.30.8照明60.71.05电镀车间动力2000.50.7照明70.81.06热处理车
7、间动力1500.50.8照明60.71.07装配车间动力1000.30.7照明80.91.08机修车间动力2000.30.60照明40.751.09锅炉房动力800.70.70照明20.91.010仓库动力100.30.80照明10.71.0生活区照明5000.81.03.供电电源情况 按照工厂与当地供电部门签订的供用电合同规定，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。该干线的导线型号为LGJ-200，导线为等边三角形排列，线距为1.3m；干线首段（即电力系统的馈电变电站）距离本厂约7km。干线首段所装设的高压断路器断流容量为450MVA。此断路器配备
8、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1.5s。为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线有邻近单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为65km，电缆线路总长度为30km。4.气象资料 本厂所在地区的年最高气温为38oC，年平均气温为23oC，年最低气温为-8oC，年最热月平均最高气温为33oC，年最热月平均气温为26oC，年最热月地下0.8m处平均温度为25oC。当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20。5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。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
9、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。工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.90。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。第二章 负荷计算和无功功率补偿1、负荷计算计算思路：按照需要系数法确定各厂房及生活区的计算负荷。利用表1中提供的用电设备总容量乘以需要系数得到有功计算负荷P30；利用有功计算负荷乘以功率因数的正切值得到无功计算负荷Q30；利用有功计算负荷除以功率因数得到视在计算负荷S30；利用视在计算负荷除以得到计算电流I30
10、。将所有计算负荷相加统计出380V侧的总计算负荷，而工厂实际总的计算负荷应为该值再乘以一个同时系数k，此系数一般取kp=0.8，kq=0.85。（1）单组用电设备计算负荷的计算公式a)有功计算负荷（单位为KW） = ， 为系数 （2-1）b)无功计算负荷（单位为kvar）= tan （2-2）c)视在计算负荷（单位为kvA）= （2-3）d)计算电流（单位为A） =, 为用电设备的额定电压（单位为KV） （2-4）（2）多组用电设备计算负荷的计算公式a)有功计算负荷（单位为KW）= （2-5）式中是所有设备组有功计算负荷之和，是有功负荷同时系数，可取0.850.95b)无功计算负荷（单位为kvar）=，是所有设备无功之和；是无功负荷同时系数，可取0.90.97c)视在计算负荷（单位为kvA） = （2-6）d)计算电流（单位为A） = （2-4）经过计算，得到各厂房和生活区的负荷计算表，如表2.1所示（额定电压取380V）表2.1各厂房和生活区的负荷计算表编号名称类别设备容量/kW需要系数costan计算负荷/kW/kvar/kVA/A1铸造车间动力2000.30.651.1696070.1478照明50.7103.50小计25563
