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1、学 号： 课 程 设 计题 目沙河配件厂总降压变电所及高压配电系统设计学 院班 级学 号学生姓名指导教师年月日目 录前 言一 设计任务及要求1二 负荷计算和无功补偿4（一）负荷计算方法4（二）车间用电设备组和工厂计算负荷的确定5（三）无功功率补偿及其计算9三 总降压变电所的所址和型式的确定10（一）变电所所址的选择10（二） 变电所型式的确定12四 确定总降压变电所主变压器型式、容量和数量13（一）确定总降压变电所主变压器型式13（二）总降压变电所主变压器台数和容量的确定14五 变配电所主接线的选择15（一） 变电所主姐线16（二） 变电所主接线方式17六 短路计算及设备的选择19（一） 短路
2、电流计算19（二） 一次设备的选择与校验23七 工厂电源进线及高压配电线路的选择28（一） 变电所进出线的种类及选择方法28（二） 高压配电线路的选择29（三） 导线截面的选择及校验30八 继电器保护36（一） 继电保护装置的配置原则及情况36九 车间变电所的防雷保护和接地装置的设计39（一） 防雷保护39（二） 变电所接地装置的选择40十 设计结论42附录143附录244参考文献45前 言工厂总降压变电所是工厂供配电的重要组成部分，它直接影响整个工厂供电的可靠运行，同时它又是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换、接受和分配电能的作用。电气主接线是总降压变电所的主要环节，电气主结线的拟定直接关
3、系着全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是决定变电所电气部分技术经济性能的关键因素。本设计是35/6kV降压变电所及高压配电系统的设计。首先，进行车间负荷统计和无功功率补偿，确定主变压器及各车间变压器；从技术和经济等方面，通过了两种方案的比较，选择经济、可靠、运行灵活的主接线一次方案。其次，进行短路计算和设备的选择、校验；然后，确定工厂电源进线、母线和高压配电线路。最后，进行二次回路方案、整定继电保护、防雷保护和接地装置的设计。设计结果可以满足精益冶金机械修造厂供电的可靠性，并保证各车间电气设备的稳定运行。关键词：负荷计算 变电所主接线 继电保护 无功功率补偿 短路计
4、算 变压器 防雷保护沙河配件厂总降压变电所及高压配电系统设计 一 设计任务及要求(一)设计题目 沙河配件厂总降压变电所及高压配电系统设计。(二)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，确定总降压变电所位置，确定总降压变电所主变压器的台数与容量、类型，选择总降压变电所主结线方案及高压设备和进出线，确定防雷和接地装置，最后按要求绘出设计图样，完成设计说明书等技术文件。(三)设计依据图1 沙河配件厂总平面布置图1工厂总平面布置图 如图1所示。2工厂生产任务、规模及产品规格 本厂主要承担全国冶金工业系统矿山、冶炼
5、和轧钢设备的配件生产，即以生产铸造、锻压、铆焊、毛坯件为主体。年生产规模为铸钢件10000t，铸铁件3000t，锻件1000t，铆焊件2500t。3工厂各车间负荷情况及车间变电所的容量 如表1和表2所示。4供用电协议1)工厂电源从供电部门某22035kV变电站以35kV双回架空线路引入本厂，其中一路作为工作电源，另一路作为备用电源。两个电源不并列运行。变电站距厂东侧8km。表1 各车间和车间变电所380V负荷表序号车间(单位)名 称设备容量(kW)需要系数Kd功率因数cos车间变电所代号变压器台数1铸钢车间20000.40.65No.1车变22铸铁车间10000.40.70No.2车变23砂
6、库1100.70.604小计(K=0.9)5铆焊车间12000.30.45No.3车变161”水泵房280.750.87小计(K=0.9)8空压站3900.850.75No.4车变19机修车间1500.250.6510锻造车间2200.30.5511木型车间1860.350.6012制材场200.280.6013综合楼200.9114小计(K=0.9)15锅炉房3000.750.80No.5车变1162”水泵房280.750.8017仓库(1、2)880.30.6518污水提升站140.650.8019小计(K=0.9)表2 各车间6kV高压负荷表序号车间(单位)名称高压设备名称设备容量(kW
7、)需要系数Kd功率因数cos1铸钢车间电弧炉212500.90.872铸铁车间工频炉22000.80.93空压站空压机22500.850.85小 计2)系统的短路数据，如表3所示。其供电系统图，如图2所示。3)供电部门对工厂提出的技术要求：区域变电站35kV馈电线路定时限过流保护装置的整定时间top=2s，工厂总降压变电所保护的动作时间不得大于1.5s。工厂在总降压变电所35kV电源侧进行电能计量。工厂最大负荷时功率因数不得低于0.9。4)供电贴费为800元/kVA。每月电费按两部电费制：基本电费为25元/kVA，动力电费为0.5元/kWh，照明电费为0.7元/kWh。5工厂负荷性质 本厂为三
8、班工作制，年最大有功利用小时为6000h，属二级负荷。车间变电所供电电源为10kV。各车间6kV高压负荷由相应的车间变电所供电。表3 区域变电站35kV母线短路数据系统运行方式系统短路容量系统运行方式系统短路容量系统最大运行方式时Socmax=200MVA系统最小运行方式时Socmin =175MVA图2 沙河配件厂供电系统图6工厂自然条件(1)气象资料 年最高气温38，年平均气温26，年最低气温-4，年最热月平均最高气温36，年最热月平均气温31。年最热月地下0.8m处平均温度24，常年主导风向为东南风，覆冰厚度4mm，年雷暴日数26。 (2)地质水文资料 平均海拔500m，地层以粘土为主，
9、地下水位3.5m。(四)设计任务要求在规定时间内完成下列工作量； 1设计说明书 需包括以下主要内容： 1）负荷计算。2)变电所位置的选择。3)变电所主变压器台数和容量、类型的选择。4)变电所主结线方案的设计（要求从两个以上较为合理的方案中优选）。5)短路电流的计算。6)变电所一次设备的选择与校验。7)变电所进出线的选择。8)防雷保护概述和接地装置的设计。9)参考文献。(参见“目录”参考格式) 2设计图样 变电所主结线图(CAD) 1张。3明细表 主要设备、器件明细表1张，需注明主要设备、器件的代号、名称、型号（规格）、数量等。(详见“明细表”参考格式)二 负荷计算和无功补偿（一） 负荷计算方法
10、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。我国目前普遍采用的确定计算负荷的方法有需要系数法和二项式法。需要系数法的优点是简便，适用于全厂和车间变电所负荷的计算，二项式法适用于机加工车间，有较大容量设备影响的干线和分支干线的负荷计算。但在确定设备台数较少而设备容量差别悬殊的分支干线的计算负荷时，采用二项式法较之采用需要系数法合理，且计算也较简便。本设计采用需要系数法确定。1、单组用电设备的计算负荷的确定主要计算公式有有功功率 （2-1）无功功率 （2-2）视在功率 （2-3） 计算电流 （2-4）式中、用电设备组的有功、无功、视在功率的计算负荷；用电设备组的设备总额定容量；功率因数角
11、的正切值；用电设备组的计算负荷电流；额定电压。2、多组用电设备的计算负荷的确定主要计算公式有功功率 （2-5）无功功率 （2-6）视在功率 （2-7）计算电流 （2-8）式中所有设备组有功计算负荷之和；有功负荷同时系数，本设计取0.9；所有设备组无功计算负荷之和；无功负荷同时系数，本设计取0.9。（二）车间用电设备组和工厂计算负荷的确定由于本设计需要选择设备，应该采用比较详细的的计算方法，这里选择逐级计算法。逐级计算方法是指根据用户的供配电系统图，从用电设备开始，朝电源方向逐级计算，最后求出用户总的计算负荷的方法。本次设计的供配电系统图如图2-1所示。1、车间变电所低压侧计算负荷的确定根据以上公式，以铸钢车间为例进行负荷统计：由已知数据，可得 用同样的方法可求得其他车间的计算负荷如表一所示：图2-1 供配电系统图2、车间变电所高压侧计算负荷的确定主要计算公式有 （2-9） （2-10） （2-11）其中: ，。NO.1NO.2表2-1 各车间380V侧负荷统计表编号车间（单位）名称设备容量/kWKdcostan计 算 负 荷1铸钢车间20000.40.651.178009361230.81870.32铸铁车间10000.40.701.02400408571.4867.6砂 库1100.70.601.3377102.6128.8195.6小 计3110429.345
