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1、第一章 设计任务1.1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，确定二 次回路方案，选择整定继电保护，确定防雷和接地装置。最后按要求写出设计说明书，绘 出设计图纸。1.2设计依据 4|,-(5)(8)图1.1 工厂平面图1.2.2 工厂负荷情况本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为4600h,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。本厂的负荷统计 资
2、料如表1.1所示。1.2.3 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,导线为等边三角形排列，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。为满足工厂二级负荷要求，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80km电缆线路总长度为25km。1.2.4 气象资料本厂所在地区的年最高气温为 38C，年平均
3、气温为23C，年最低气温为-9 C,年最热月平均最高气温为33C，年最热月平均气温为26C，年最热月地下0.8米处平均气温为 25C。当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20。1.2.5 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 表1.1 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3000. 3P0. 7照明50. 81. 02锻压车间动力3500. 30. 65照明80. 7：1. 07金工车间动力4000. 21 0. 65照明100. 81. 06工具车间动力3600. 3：0. 6照明70. 9p. 04电镀车间
4、动力2500. 50. 8照明510. 8M. 03热处理车间动力1500. 60. 8照明50. 81. 09装配车间动力180 10. 3r0.7照明60. 8p. 010机修车间动力1600. 20. 65照明40. 81. 08锅炉车间动力500. 70. 8照明10. 81. 05仓库动力200. 40. 8照明10. 81. 0生活区照明3500. 70. 91.2.6 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为18元/kVA，动力电费为0.9元/Kw.h， 照明电费为0.5元/Kw.h。工厂最
5、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，一次性向供电部门交纳供电贴费：610VA为800/kVAo第二章负荷计算和无功功率补偿2.1 负荷计算P30 = Kd Pe， Kd 为系数Q30= P30 tan :a）有功计算负荷（单位为KWb）无功计算负荷（单位为kvar）c）视在计算负荷（单位为kvA）S30=-P31-COS甲d）计算电流（单位为A）130= S30 , Un为用电设备的额定电压（单位为KV3Una）有功计算负荷（单位为KWP30 = KvpV P30L式中 F30r是所有设备组有功计算负荷P30之和，Kp是有功负荷同时系数，可取0.850.
6、95b）无功计算负荷（单位为kvar）Q30=K、qVQ30i.，VQ30i.是所有设备无功Q30之和；K*是无功负荷同时系数，可取0.90.97c）视在计算负荷（单位为kvA）S30, R0 Q3od）计算电流（单位为A）丨30=v3U n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Pe/kW需要系数Kdcostan护计算负荷F3/kWQ30 /kvarS30 /kVA1 30 /A1铸造 车间动力3000. 30. 71.029091.8照明50. 81. 004.00小计3059491.8132201
7、2锻压 车间动力3500. 30. 651.17105123照明80. 71. 005.60小计358110.61231652517金工 车间动力4000. 20. 651.178093.6照明100. 81. 0080小计4108893.61281946工具 车间动力3600. 30. 61.33108144照明70. 91. 006.30小计367114.31441842804电镀车间动力2500. 50. 80.7512593.8照明50. 81. 0040小计25512993.81602443热处理 车间动力1500. 60. 80.759067.5照明:50. 81. 0040小计1
8、559467.51161769装配 车间动力1800. 30. 71.025455.1照明:60. 81. 004.80小计18658.855.180.612210机修 车间动力1600. 20. 651.173237.4照明40. 81. 003.20小计:16435.237.451.4788锅炉车间动力500. 70. 80.753526.3照明10. 81. 000.80小计:5135.826.344.4675仓库动力200. 40. 80.7586照明10. 81. 000.80小计:218.8610.716.211生活区照明3500.70.90.48245117.6272413总计动
9、力22191013.5856.1照明403计入 Kj；p=0.8, Kq =0.850.75810.8727.6108916552.2 无功功率补偿无功功率的人工补偿装置：主要有同步补偿机和并联电抗器两种。由于并联电抗器具 有安装简单、运行维护方便、有功损耗小以及组装灵活、扩容方便等优点，因此并联电抗 器在供电系统中应用最为普遍。由表2.1可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因数只有 0.75。而供电部门要求该厂 10KV进线侧最大负荷时功率因数不低于 0.9。考虑到主变压器的无功损耗元大于有功损耗， 因此380V侧最大负荷时功率因数应稍大于 0.9,暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补
10、 偿容量：Qc = P30 (tan 1 - tan 2 )=810.8tan(arccos0.75) - tan(arccos0.92) = 369.66 kvar参照图2,选PGJ1型低压自动补偿评屏，并联电容器为BW0.4-14-3型，采用其方案1(主屏)1台与方案3 (辅屏)4台相结合，总共容量为84kvar 5=420kvar。补偿前后，变压器低压侧的有功计算负荷基本不变，而无功计算负荷Q30= (727.6-420) kvar=307.6 kvar.视在功率S30 = JP0 +Q30 =867.2 kVA，计算电流 =1317.6 A,功率因数提高为V 3U Ncos = =0.
11、935。S30在无功补偿前，该变电所主变压器T的容量为应选为1250kVA,才能满足负荷用电的需 要；而采取无功补偿后，主变压器T的容量选为1000kVA的就足够了。同时由于计算电流 的减少，使补偿点在供电系统中各元件上的功率损耗也相应减小，因此无功补偿的经济效 益十分可观。因此无功补偿后工厂 380V侧和10kV侧的负荷计算如表3所示。主屏辅屏1IIJ3 J由C 严C空c 由C1#方案3#方案6支路6支路2#方案4#方案8支路8支路图2.1 PGJ1型低压无功功率自动补偿屏的接线方案 表2.2无功补偿后工厂的计算负荷项目cos W计算负荷P30 /KWQ30/kvarS30 /kVA1 30
12、 /A380V侧补偿前负荷0.75810.8727.610891655380V侧无功补偿容量-420380V侧补偿后负荷0.935810.8307.6867.21317.6主变压器功率损耗0.015 绻=130.06 S30 =5210KV侧负荷计算0.935823.8359.6898.952第三章变电所位置与型式的选择变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心，工厂的负荷中心按负荷功率矩法来确定。在工厂平面图的下边和左侧，分别作一直角坐标的x轴和y轴，然后测出各车间（建筑）和宿舍区负荷点的坐标位置，R、P2、RPio分别代表厂房1、2、3.10号的功率，设 定 R（2.5, 5.6）、F2（3.6, 3.6）、R（5.7, 1.5）、巳（4, 6.6）、P5 （6.2，6.6）、P6（6.2, 5.2）、R（6.2, 3.5）、F8（8.8, 6.6）、P9（8.8,5.2）、P10（8.8, 3.5）,并设 P11（ 1.2, 1.2）为生活区的中心负荷，如图3-1所示。而工厂的负荷中心假设在P（x,y）,其中 P=P+B + P3+
