盐都区某工厂供配电系统的工厂供电电气设计
目 录设计任务及要求3前言6一 负荷计算和无功功率计算及补偿8二 工厂总降压变电所电气主结线设计12三 变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择13四 短路电流的计算14五 变电所一次设备的选择与校验16六 继电保护的选择和整定18七 防雷和接地装置的确定19八 设计总结（或心得和体会）20九 参考文献21 十 附录22(一) ××变电所主接线电气原理图 22(二) ××变电所主要电气设备明细表 22工厂供电课程设计任务书(一)设计题目 机械厂降压变电所的电气设计。(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，确定变电所的位置，确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主结线方案及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护装置，确定防雷和接地装置，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。(三)设计依据盐都区机械厂总平面图图1 机械厂总平面图1工厂总平面图 如图1所示。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。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l所示。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。该电源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1.5m；干线首端(即电力系统的馈电变电站)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为1.7s。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。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为80km，联络线电缆线路总长度为25km。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50m，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/kW·h，照明(含家电)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。表1 嘉庆机械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cos1铸造车间动力3000.30.70照明60.81.02锻压车间动力3500.30.65照明80.81.03金工车间动力4000.20.65照明100.81.04工具车间动力3600.30.60照明70.91.05电镀车间动力2500.50.80照明50.81.06热处理车间动力1500.60.80照明50.81.07装配车间动力1800.30.70照明60.81.08机修车间动力1600.20.65照明40.81.09锅炉房动力500.70.80照明10.81.010仓库动力200.40.80照明10.81.011生活区照明3500.70.9 (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）负荷计算和无功功率补偿。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(参见图2)。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)变电所继电保护的设计及整定。9)防雷保护概述和接地装置的设计。10)参考文献。(详见“目录”参考格式)图2 短路电流的计算电路500MVALGJ-150，8km2设计图样 变电所主结线图(CAD) 1张。（注：动力负荷可分为47组，照明负荷可分为24组）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) 2012年 11 月 22 日前言众所周知，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应用；电能的输送的分配既简单经济，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及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，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用机械厂降压变电所的电气设计摘要：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，确定变电所主变压器的台数和容量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，选择整定继电保护装置，确定防雷和接地装置，最后按照要求写出设计说明书，绘出设计图样。一、 设计要求1、 供用电协议本厂与电业部门所签定的供用点协议主要内容如下：（1）从电业部门某10千伏变电所用10千伏架空线路向本厂供电，该所在距本厂8KM处。（2）电业部门变电做配出线路定时限过电流保护装置的整定时间为17秒。（3）在总配变电所10千伏侧计量。（4）要求本厂的功率因数值在0.9以上。（5）供电系统技术数据：电业部门变电所10千伏母线，为无限大电源系统，其短路容量为500兆伏安。2、 本厂的负荷性质大多数车间为两班制，全年最大负荷利用时数为4600小时，日最大负荷持续时间为6小时该厂除铸造车间，电镀车间，和锅炉房为二级负荷外，其余均为三级负荷低压动力设备均为三相，额定电压为380伏电气照明及家用电器均为单相额定电压为220伏，本厂负荷统计资料如表所示3、 本厂自然条件（1）气象条件1）年最高温度为38度，年平均气温23度，年最低气温零下8度，年最热月平均最高气温33度，年最热月平均气温26度2）土壤中0.8米深处一年中最热月平均温度为25度。3）年雷暴日为20天；4）主导风向东北风。（2）地质及水文条件根据勘测部门对本厂工程地质提出的资料，本厂地质构造为：1) 本厂所在地区平均海拔50米，土壤主要成分为砂质粘土。2) 地下水位一般为2米。4、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，按两部电费制度交纳电费：每月基本电费按主变压器容量计为18元/kwa，动力电费为0.2元/kw.h照明（含家电）电费为0.5元kw.h工厂最大负荷时的功率因数不低于0.9。二、实际情况介绍（一）、 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，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。二、负荷计算的方法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。本设计采用需要系数法确定。主要计算公式有： 有功功率： 无功功率: 视在功率： 计算电流: 22第 22 页 共 22 页表1 各车间和车间变电所380V负荷表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cos功率因数角的正切有功P无功Q视在S1铸造车间动力3000.30.71.02 90.00 91.82 128.57 照明60.810.00 4.80 0.00 4.80 2锻压车间动力3500.30.651.17 105.00 122.76 161.54 照明80.810.00 6.40 0.00 6.40 3金工车间动力4000.20.651.17 80.00 93.53 123.08 照明100.810.00 8.00 0.00 8.00 4工具车间动力3600.30.61.33 108.00 144.00 180.00 照明70.910.00 6.30 0.00 6.30 5电镀车间动力2500.50.80.75 125.00 93.75 156.25 照明50.810.00 4.00 0.00 4.00 6热处理车间动力1500.60.80.75 90.00 67.50 112.5
