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1、 某冶金机械修造厂变电所及配电系统设计 摘 要工业企业供电，就是指工厂所需电能的供应和分配问题。众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其他形式的能量转换而来，又易于转换为其他形式的能量，它的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，又利于实现生产过程自动化，因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。从而搞好工业企业供电工作对于整个工业生产发展，实现工业现代化具有十分重要的意义。工厂供电设计是整个工厂设计的重要组成部分，工厂供电设计的质量影响到工厂的和生产及其发展，作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。
2、 在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，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发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，
3、对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：（1）安全: 在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。（2）可靠: 应满足电能用户对供电可靠性的要求。（3）优质: 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求（4）经济: 供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。我们这次的课程设计的题目是：某冶金机械修造厂变电所及配
4、电系统设计；作为工厂随着时代的进步和推进和未来今年的发展，工厂的设施建设，特别是电力设施将提出相当大的挑战。因此，我们做供配电设计的工作，要做到未雨绸缪。为未来发展提供足够的空间。这主要变现在电力电压器及一些相当重要的配电线路上，应力求在满足现在需求的基础上从大选择，以避免一台变压器或一组变压器刚服役不到几年就因为容量问题而出现“光荣下岗”的情况发生。目 录第一章 课程设计任务书1一、设计题目1二、设计要求1三、设计依据1四、设计任务3五、提交资料3六、设计时间3第二章 负荷计算及功率补偿3一、负荷计算的方法3二、无功功率补偿6第三章 变电所位置和型式的选择7第四章 变电所变压器和主接线方案的
5、选择91、主变压器的选择92、变电所主接线方案的选择9第五章 短路电流的计算125.1 绘制计算电路125.2 确定短路计算基准值125.3 计算短路电路中个元件的电抗标幺值125.4 k-1点（10.5kV侧）的相关计算135.5 k-2点（0.4kV侧）的相关计算13第六章 变电所一次设备的选择校验146.1 10kV侧一次设备的选择校验146.2 380V侧一次设备的选择校验166.3 高低压母线的选择17第七章 变压所进出线与邻近单位联络线的选择177.1 10kV高压进线和引入电缆的选择177.2 380低压出线的选择187.3 作为备用电源的高压联络线的选择校验19第八章 变电所二
6、次回路方案的选择与继电保护的整定208.1变电所二次回路方案的选择208.2 变电所继电保护装置218.3装设电流速断保护218.4作为备用电源的高压联络线的继电保护装置22第九章 降压变电所防雷与接地装置的设计239.1变电所的防雷保护239.2 变电所公共接地装置的设计23第十章 设计总结24第十一章 参考文献24第一章 课程设计任务书一、设计题目某冶金机械修造厂变电所及配电系统设计。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、优质、经济的工厂供电基本要求，确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变
7、电所主结线方案及高低压设备和进出线，进行导线截面的选择计算，并选择继电保护装置，确定防雷和接地装置，最后按要求写出设计说明，绘出设计图样。三、设计依据1工厂总平面图2车间组成及工厂负荷情况 (1).车间组成及布置铸造车间；锻压车间；电镀车间；工具车间；机修车间；装配车间；锅炉房；热处理车间；金工车间；仓库。(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5H。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均为三级负荷。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。本厂的负荷统计资料如表所示(表中设备
8、容量是范围值，请各位同学避免取同样的容量数据)。厂房编号厂房名称负荷类型设备容量/kW需要系数功率因数1铸造车间动力2203000.30.7照明50.81.02锻压车间动力3004000.30.64照明60.71.03电镀车间动力3904500.50.8照明70.81.04工具车间动力1602000.30.6照明60.91.05机修车间动力见备注照明70.81.06装配车间动力1402000.30.7照明60.81.07锅炉房动力1652000.70.8照明30.81.08热处理车间动力1602000.60.8照明60.81.09金工车间动力3204000.20.65照明90.81.010仓库
9、动力40600.40.8照明30.81.0取、备注：机修车间动力装置为：冷加工机床20台，共120kW，行车1台共5.1kW（暂载率=15%），通风机4台共5kW，电焊机3台，共10.5kW（=65%），车间为220/380V三相四线制配电。3供电电源情况 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；干线首端(即电力系统的馈电变电站)距离本厂约6.0km。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电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间
10、为1.5s。为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。与临近单位高压联络架空线线长度为3km。4气象资料 本厂所在地区的年最高气温为38，年平均气温为23，年最低气温为-8，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0.8m处平均温度为25。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0.2元kWH，照明(含家电)电
11、费为0.5元kWH。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，一次性地向供电部门交纳供电贴费：610kV为800元kVA。四、设计任务要求在规定时间内独立完成下列设计说明书 需包括：工厂负荷计算及功率补偿，列出负荷计算表、表达计算成果；工厂总降压变电所主变压器的台数及容量选择；工厂总降压变电所主接线设计；导线型号及截面的选择； 工厂电力系统短路电路的计算；变电所一侧设备的选择与校验；防雷保护和接地装置的设计；五、提交资料 1）设计说明书 2）工厂总配电所主接线电路图 3）变电所平布局图(导线的走向及型号标注)六、设计时间一周第二章 负荷计算及功率补偿一、负荷
12、计算的方法1、负荷计算的内容和目的（1） 计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。（2） 尖峰电流指单台或多台用电设备持续1秒左右的最大负荷电流。一般取启动电流上午周期分量作为计算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器和保护元件等的依据。在校验瞬动元件时，还应考虑启动电流的非周期分量。（3） 平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计算年
13、平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。本设计采用需要系数法确定。主要计算公式有：有功功率：= ， 为系数无功功率：= tan视在功率：=计算电流：=, 为用电设备的额定电压（单位为KV）2、 各用电车间负荷计算结果：（1）铸造车间动力的负荷计算：=230KW =0.3， cos=0.7tan=1.02 =69KW = tan=70.38Kvar照明的负荷计算：=5 KW =0.8 cos=1.0tan=0 =4 KW = tan=0Kvar车间总负荷计算：=(69+4)=73 KW =（70.38+0）=70.38Kvar（2）锻压车间动力的负荷计算：=340 KW =0.3 cos=0.64tan=0.93 =102KW = tan=94.86Kvar照明的负荷计算：=6 KW =0.8 cos=1.0tan=0 =4.8KW = tan=0Kvar车间总负荷计算：=(102+4.8)=106.8KW =（0+94.86）=94.86Kvar 由上述方法算出个车间的符合列表如下： 编号厂房名称负荷类型设备容量需要系数功率因数功率因数计 算 负 荷1铸造车间动力2300.30.71.026970.3898.57149.8照明50.81.004046.08小计2357370.38
