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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1.2.1工厂总平面图图1-1XX机械厂总平面图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4000h，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。本厂的负荷统计资料
2、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100km，电缆线路总长度为18km。1.2.4 气象资料本厂所在地区的年最高气温为38，年平均
3、气温为23，年最低气温为-9，年最热月平均最高气温为33，年最热月平均气温为26，年最热月地下0.8米处平均气温为25。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，地层以红土为主，地下水位为2m。1.2.6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/kVA。表1
4、-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3000407照明608102锻压车间动力35003065照明809107金工车间动力40002065照明1008106工具车间动力36003506照明709104电镀车间动力2500508照明508103热处理车间动力1500608照明508109装配车间动力18003070照明6081010机修车间动力16003065照明408108锅炉车间动力500708照明108105仓库动力200308照明10810生活区照明3500709第二章 负荷计算和无功功率补偿2.1 负荷计算2.1.1单组用电设备计算
5、负荷的计算公式a)有功计算负荷（单位为KW） = ， 为系数b)无功计算负荷（单位为kvar）= tanc)视在计算负荷（单位为kvA）=d)计算电流（单位为A） =, 为用电设备的额定电压（单位为KV）2.1.2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）=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） =d)计算电流（单位为A） =1.52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
6、-1 XX机械负荷计算表厂房编号厂房名称负荷类别设 备容量Pe/kW需要系数Kd功 率因 数cos功率因素tanP30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A1铸造车间动力3000.40.71.02120122.4/照明60.81.004.80/小计306/124.8122.41752662锻压车间动力3500.30.651.17105123/照明80.91.007.20/小计358/112.21231662537金工车间动力4000.20.651.178093.6/照明100.81.0080/小计410/8893.61281946工具车间动力3600.350.61.33126167.6
7、/照明70.91.006.30/小计367/132.3167.62133244电镀车间动力2500.50.80.7512593.8/照明50.81.0040小计255/12993.81602443热处理车间动力1500.60.80.759067.5/照明50.81.0040/小计155/9467.51161769装配车间动力1800.30.71.025455.1/照明60.81.004.80/小计186/58.855.180.612210机修车间动力1600.30.651.174856.2/照明40.81.003.20/小计164/51.256.276115.58锅炉车间动力500.70.80
8、.753526.3/照明10.81.000.80/小计51/35.826.344.4675仓库动力200.30.80.7564.5/照明10.81.000.80/小计21/6.84.58.213生活区照明3500.70.90.48245117.6272413总计（380V侧）26231077.9927.6/Kp=0.8Kq=0.850.75862.32788.461168.417762.2 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
9、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侧所需无功功率补偿容量：=(tan - tan)=862.3tan(arccos0.75) - tan(arccos0.92) = 393 kvar参照图2-1，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（主屏）1台与方案3（辅屏）4台相结合，总共容量为84kvar5=420kvar。补偿前后，变压器低压侧的有功计算负荷基本不变，而无
10、功计算负荷=（788.5-420）kvar=368.5kvar，视在功率=937.7kVA，计算电流=1425 A,功率因数提高为cos=0.92。图2-1 PGJ1型低压无功功率自动补偿屏的接线方案在无功补偿前，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2-2所示。表2-2 无功补偿后工厂的计算负荷项目cos计算负荷/KW/kvar/kVA/
11、A380V侧补偿前负荷0.75862.3788.51168.41776380V侧无功补偿容量-420380V侧补偿后负荷0.92862.3368.5937.71425主变压器功率损耗0.015=130.06=5210KV侧负荷计算0.92875.3420.5971.156第3章变电所位置与型式的选择3.1变电所位置的选择要求 一、接近负荷中心； 二、进出线方便； 三、接近电源侧； 四、设备运输方便； 五、不应设在有剧烈振动或高温的场所； 六、不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，当无法远离时，不应设在污染源盛行风向的下风侧； 七、不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相贴邻
12、； 八、不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方，且不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方，当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时，应符合现行国家标准爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范的规定； 九、不应设在地势低洼和可能积水的场所。在同一配电室内单列布置高、低压配电装置时，当高压开关柜或低压配电屏顶面有裸露带电导体时，两者之间的净距不应小于2m；当高压开关柜和低压配电屏的顶面封闭外壳防护等级符合IP2X级时，两者可靠近布置。有人值班的配电所，应设单独的值班室。当低压配电室兼作值班室时，低压配电室面积应适当增大。高压配电室与值班室应直通或经过通道相通，值班室应有直接通向户外或通向走道的门。变电所宜单层布置。当采用双层布置时，变压器应设在底层。设于二层的配电室应设搬运设备的通道、平台或孔洞。高（低）压配电室内，宜留有适当数量配电装置的备用位置。高压配电装置的柜顶为裸母线分段时，两段母线分段处宜装设绝缘隔板，其高度不应小于0.3m
