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1、工厂供电课程设计某冶金机械厂降压变电所的电气设计学 院： 信息科学与工程学院 专业班级： 电气工程与其自动化 姓 名： 学 号： 指导老师： 2012 年 1月 / 目 录前言3第一章设计任务4一、设计题目4二、设计要求4三、设计依据41.工厂总平面图42.工厂负荷情况53.供用电协议54.气象条件55.地质水文资料5第二章负荷计算6第三章变电所主变压器台数和容量与主接线方案的选择12（一）年耗电量的估算12（二）变电所主变压器台数的选择12（三）变电所主变压器容量的选择12（四）变电所主接线方案的选择13第四章变电所高、低压线路的选择10（一）高压线路导线的选择10（二）低压线路导线的选择1
2、0第五章 改善功率因数装置设计第六章短路电流的计算14第七章变电所一次设备的选择与校验16（一）一次设备的选择与校验校验的原则16I.按工作电压选择16II.按工作电流选择16III.按断流能力选择16IV.隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定度校验16（二）变电所高压侧一次设备的选择17（三）变电所高压侧一次设备的校验17（四）变电所低压一次设备的选择18（五）变电所低压一次设备的校验18第八章变电所低压干线、支线上的熔丝与型号19（一）保护电力线路的熔断器熔体电流的选择19（二）保护电力变压器的熔断器熔体电流的选择20（三）保护电压互感器的熔断器熔体电流的选择20（四）熔断器的选择与校验2
3、0（五）熔断器保护灵敏度的检验21第九章变电所二次回路方案选择与继电保护的整定22（一）二次回路方案选择22（二）继电保护的整定221) 变压器继电保护232）10KV侧继电保护233）0.38KV侧低压断路器保护24结束语26参考文献27附图27附图一某冶金机械厂变电所电气主接线图27附图二某冶金机械厂变平面接线图27前言众所周知，电能是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；电能的输送的分配既简单，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产与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
4、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工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。当下供配电系统的发展趋势是： 提高供电电压：以解决大型城市配电距离长，配电功率大的问题，这在我国城市已经有先例。 逐步淘汰等级: 因为过细的电压分级不利于电
5、气设备制造的发展。 降低功率损耗: 扩大异步电动机的制造容量，只是由于我国在设备上还不能全面配套而尚未推广。 供配电系统自动化：借助计算机技术和网络通信技术，对配电网进行离线和在线的智能化监控管理。做到保护、运行、管理的自动化，提高工作效率，增强供配电系统的可靠性。关键词：电力、供配电系统、电能、节能、自动化第一章 设计任务一、设计题目：某冶金机械厂降压变电所的电气设计二、设计要求：要根据本厂所能取得的电源与用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂发展，按照可靠性、技术先进性、经济合理的要求，确定变电所的位置与型式，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与高低设备和进出线，确定
6、二次回路方案，选择、整定继电保护装置，确定防雷和接地装置,最后要求写出设计说明书，绘出设计图样。三、设计依据：1. 工厂总平面图如下：2.工厂负荷情况：该厂多数车间为两班制，年最大负荷小时数为4800h，日最大负荷持续时间为8h。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余为三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。照明与家用电器均为单相，额定电压为220V。该厂的负荷统计资料如下：厂房编号用电单位名称负荷性质设备容量/kW需要系数功率因数1仓库动力720.240.64照明3.40.781.02铸造车间动力2820.340.67照明90.781.03锻压车间动力2820.240
7、.62照明90.781.04金工车间动力2820.240.62照明90.781.05工具车间动力2820.240.62照明90.781.06电镀车间动力2120.480.74照明90.781.07热处理车间动力1420.480.74照明90.781.08装配车间动力1420.340.69照明90.781.09机修车间动力1420.240.64照明5.20.781.010锅炉房动力1420.480.64照明3.40.781.0宿舍区照明2820.681.03.供用电协议：按照工厂与当地供电部门签订的供用电协议规定，本厂可由附近一条10Kv的公用电源线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该
8、干线的导线牌号为LGJ185,导线为等边三角形排列，线距为1.2米；电力系统馈电变电站距本厂6km,该干线首端所装高压断路器的断流容量为500MVA，此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，其定时限过电流保护整定的动作时间为1.5秒。为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压或低压联络线由邻近的单位取得备用电源。4.气象条件：（1）最热月平均最高气温为31.5；（2）年最高气温为40；（3）土壤中0.8米深处一年中最热月平均温度为28.7；（4）年雷暴日为31.3天；（5）土壤冻结深度为1.1米；（6）夏季主导风向为东风。5.地质与水文资料：本厂所在地区平均海拔130m，地层以沙粘土为主，地下
9、水位为3m。第二章 负荷计算负荷计算: 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. 仓库动力部分:； ； 照明部分：；2. 铸造车间动力部分: ； 照明部分:； 3. 锻压车间动力部分:； 照明部分:； 4. 金工车间动力部分:； 照明部分:； 5. 工具车间动力部分:； 照明部分:； 6. 电镀车间动力部分: ； 照明部分:； 7. 热处理车间动力部分:； 照明部分:； 8. 装配车间：动力部分； 照明部分:； 9. 机修车间：动力部分:； 照明部分:； 10.锅炉房动力部分 ：； 照明部分：；11. 宿舍区照明：取全厂
10、的同时系数为：，则全厂的计算负荷为：；(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：这时低压侧的功率因数为：，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0.77提高到0.95，则低压侧需装设的并联电容器容量为：取:=350则补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为：计算电流变压器的功率损耗为：变电所高压侧的计算负荷为：补偿后的功率因数为：满足（大于0.90）的要求。第三章 变电所高、低压线路的选择为了保证供电的安全、可靠、优质、经济，选择导线和电缆时应满足下列条件：发热条件；电压损耗条件；经济电流密度；机械强度。根据设计经验：一
11、般10KV与以下的高压线路和低压动力线路，通常先按发热条件选择导线和电缆截面，再校验其电压损耗和机械强度。对于低压照明线路，因对电压水平要求较高，通常先按允许电压损耗进行选择，再校验其发热条件和机械强度。（一）高压线路导线的选择架空进线后接铜芯交联聚氯乙烯绝缘钢铠护套电力电缆BLV-95,因高压侧计算电流，所选电缆的允许载流量：满足发热条件。（二）低压线路导线的选择由于没有设单独的车间变电所，进入各个车间的导线接线采用TN-C-S系统；从变电所到各个车间与宿舍区用埋地电缆供电，电缆采用LGJ-185型钢芯铝线电缆，根据不同的车间负荷采用不同的截面。其中导线和电缆的截面选择满足条件：1) 相线截
12、面的选择以满足发热条件即，；2) 中性线（N线）截面选择，这里采用的为一般三相四线，满足；3) 保护线（PE线）的截面选择一、 时，；二、 时，三、 时，4) 保护中性线（PEN）的选择，取（N线）与（PE）的最大截面。结合计算负荷，可得到由变电所到各个车间的低压电缆的型号为： 仓库： LGJ-50 铸造车间：LGJ-50 两根并联 锻压车间：LGJ-50 金工车间：LGJ-50 工具车间：LGJ-50 电镀车间：LGJ-70 热处理车间：LGJ-50 装配车间：LGJ-50 机修车间：LGJ-16 锅炉房： LGJ-50 宿舍区： LGJ-95 另外，送至各车间的照明线路采用：铜芯聚氯乙烯绝
13、缘导线BV型号。 第四章 变电所主变压器台数和容量与主接线方案的选择（一）年耗电量的估算年有功电能消耗量与年无功电能耗电量可由下式计算得到：年有功电能消耗量： 年无功电能耗电量： 结合本厂的情况，年负荷利用小时数为4800h，取年平均有功负荷系数，年平均无功负荷系数。由此可得本厂：年有功耗电量： 年无功耗电量：（二）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，宜装设两台与以上变压器：有大量一级或二级负荷；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。（三）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：1、暗备用条件：任一台变压器单独运行时，宜满足：2、明备用条件：任一台变压器单独运行时，应满足：，即满足全部一、二级负荷需求。代入数据可得：=（0.60.7）=（568.20662.90）。考虑到未来510年的负荷发展，初步取=1000 。考虑到安全性和可靠性的问题，确定变压器为SC9系列箱型干式变压器。型号：SC9-1000/10 ，
