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机械加工厂全厂变电所及厂区配电系统设计
目 录
第一章 绪论 ........................................................ 2 1.1 工厂供电的意义 .............................................. 2 1.2 设计概述 .................................................... 2 1.3 设计任务及方案 .............................................. 3 第二章 负荷计算及功率补偿 .......................................... 4 2.1 负荷计算的容和目的 .......................................... 4 2.2 负荷计算的方法 .............................................. 6 2.3无功功率补偿................................................ 12 第三章 变电所一次系统设计 ......................................... 15 3.1 变电所的配置 ................................ 错误!未定义书签。
3.1.1变电所的类型 .......................................... 15 3.1.2变电所的位置选择 ...................................... 15 3.2 变压器的选择 ............................................... 16
3.2.1 变压器型号选择........................................ 16 3.2.2 变压器的台数和容量的确定.............................. 16 3.3 全厂变电所主接线设计 ....................................... 17
3.3.1 对变电所主接线的要求.................................. 17 3.3.2 变电所主接线方案...................................... 17 3.3.3 变电所主接线设计...................................... 17 3.4 变电所的布置和结构设计 ..................................... 17
3.4.1 变电所的布置设计...................................... 17 3.4.2 变电所的结构设计...................................... 18
第四章 电气设备的选择 ............................................. 20 4.1 短路电流计算 ............................................... 20 4.2电气设备选择................................................ 24 第五章 电力变压器继电保护设计 ..................................... 33 5.1 电力变压器继电保护配置 ..................................... 33 5.2电力变压器继电保护原理展开图设计............................ 33 5.3 电力变压器继电保护整定计算 ................................. 34 第六章 厂区线路设计 ............................................... 36 6.1电力线路的接线方式.......................................... 36 6.2电力线路的结构.............................................. 36 6.3．导线和电缆的选择 .......................................... 36 6.4厂区照明设计................................................ 41 第七章 小结 ....................................................... 42 参考文献 ........................................... 错误!未定义书签。 附录 ............................................... 错误!未定义书签。 附录1：设备材料表............................... 错误!未定义书签。
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附录2：设计图纸................................. 错误!未定义书签。
第一章 绪论
1.1 工厂供电的意义
在学完供配电技术这门课程后，对电力系统和供配电系统的概念、电力负荷等相关知识有了基本的了解，也能根据负荷性质、用电容量、地区供电条件和相关的技术知识等条件给出较合理的设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。
工厂供电设计主要包括全厂变电所设计、车间配电系统所设计及车间动力和照明设计。电能是一种清洁的二次能源，它不仅能传送和分配，易于转换为其他的能源，而且便于控制、管理和调制，易于实现自动化。所以，电能已广泛应用于国民经济、社会生产和人们的日常生活之中。
1.2 设计概述
LJ-70 5km SKMAX=300MVA SKMIN=200MVA t=1.6s
1、工厂总平面图（参见附图-5）
2、各车间用电设计资料（参见附表1） 3、电源情况：
1) 电源电压等级：10千伏。
2) 电源线路，用一回架空非专用线向本厂供电，导线型号为LJ—70，线路长度
为5公里，线路走向参看工厂总平面图。
3) 电源变电所10千伏母线短路容量最大运行方式时为300MVA，最小运行方向
时为200MVA，单相接地电流为10安。
4) 电源变电所10千伏引出线继电保护的整定时限为1.6秒。 4、全厂功率因数要求不低于《供用电规程》。 5、计量要求高供高量。 6、二部电价制收费：
（1）电度电价为0.058元/度。
（2）设备容量电价4元/KVA月（或最高量电价6元/千瓦、月）。
7、工厂为二班制生产，全年工作时数4500小时，最大负荷利用小时3500小时（均为统计参考值）。
8、厂区低压配电线路允许电压损失3.5~5%。 9、本地气象、地壤等资料：
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（1）海拔高度9.2米。
（2）最热月平均温度28.4℃。 （3）最热月平均最高温度32.2℃。 （4）极端最高温度38.5℃。 （5）极端最低温度-15.5℃。 （6）雷暴日数35.6日/年。
（7）最热月地下0.8米的平均温度27.4℃。
1.3 设计任务及方案
1、设计说明书一份
在设计说明计算书中应包括以下主要部分：
1）各车间与全厂的负荷计算，功率因数的补偿（放电电阻值）。 2）变（配）电所位置的确定，变压器数量、容量的决定。 3）全厂供电系统的接线方式与变电所主接线的确定。 4）高气压电气设备与导线电缆的选择。 5）短路电流的计算与电气设备的校验。 6）继电保护整定电流。 2、设计图纸：
1）变(配)电所主接线图一(或将高、低压分开画两)。 2）工厂变配电所和电力线路平面布置图一。 3）继电保护原理展开图一。
4）变配电所平剖面布置图一（两）。 3、主要设备材料表一份。、 4、设计方案：
我们应根据工厂各车间的实际情况，利用需要系数法计算出各组设备容量、功率因数不满足供电规程，则进行无功补偿。然后按功率距法确定负荷中心，根据变电所位置选择的原则确定了变电所的位置，如果车间的视在功率大于320KVA，则需设一个车间变电所，再确定变压器的台数和容量，并选择了变压器的型号。根据选择的额定容量计算短路电流，在选择电气设备时，一定要遵循选择的原则。继电保护设计时，要就实际情况选择保护。厂区采用电缆接线方式，高压电缆进线用硬铝母线，变压器室需抬高地平，窄面推进且离墙安装。设计时应尽量采用简洁明了的方案，考虑资源问题，以经济效果和供电质量综合考虑。 5、设计时间：
设计时间定为两周。
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第二章 负荷计算及功率补偿
2.1 负荷计算的容和目的
一、负荷计算的容
负荷计算是供配电系统正常运行的计算，是正确选择供配电系统中导线，电缆，开关电器，变压器等的基础，也是保障供配电系统安全可靠运行必不可少的环节。这就需要对电力负荷进行计算。
导体过一个等效负荷时，导体的最高温升正好和通过实际的变动负荷时其产生的最高温升相等，该等效负荷就成为计算负荷。
计算负荷时一个假想的持续性负荷，其热效应与同一时间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。
负荷计算要将各车间设备分组，求出各用电设备的设备容量，然后用需要系数法逐个算出分组的计算负荷，车间计算负荷以及全厂计算负荷。
按照要求高压侧的功率因数应该大于0.9，若不满足要求，需要对高压侧进行无功功率补偿。同时，无功功率补偿要考虑设备安装地点和控制方式，根据补偿要求选择相应的成套补偿装置。本次课程设计采用固定的电容补偿方式。
二、负荷计算的目的
工厂企业电力负荷计算的主要目的是：
（1）全厂在工程设计的可行性研究阶段要对全厂用电量做出估算以便确定整个工程的方案；
（2）在设计工厂供电系统时，为了正确选择变压器的容量，正确选择各种电气设备和配电网络，以及正确选择无功补偿设备等，需要对电力负荷进行计算。
2.2 负荷计算的方法
工程上根据不同的计算目的，针对不同类型的用户和不同类型的负荷，在实践中总结出了各种负荷计算：估算法、需要系数法、二项式法和单相负荷计算法等，本次课程设计采用需要系数法。
（1）进行负荷计算时，首先要将不同工作制下的用电设备的额定容量换算成统一的设备容量，具体运算如下： 1、长期工作制和短时工作制的用电设备的设备容量就是该设备的铭牌额定功率，即
PeN （2—1）
2、反复短时工作制的用电设备 1) 电焊机和电焊机组
电焊机和电焊机组换算到=100%时的功率
Pe=PN （2—2） 式中电焊机额定有功功率；额定负荷持续率； 其值为100%的负荷持续率（计算中用1）。 2) 起重机
起重机换算到=25%时的额定功率
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Pe=PN （2—3） 式中起重机额定有功功率；额定负荷持续率；其值为25%的负荷持续率。 3) 照明设备
照明设备的额定容量可按建筑物的单位面积容量法估算
Pe= （2—4） 式中—建筑物单位面积照明容量（W/m2）；S—建筑物面积（m2）。 （2）用电设备的计算负荷
1、单台用电设备的计算负荷就是其设备容量
=Pe （2—5） 2、单组用电设备的计算负荷
有功功率：Pc＝Kd·Pe （2—6） 无功功率：（2—7）Qc＝Pc·tanφ 视在功率： （2—8）
计算电流： （2—9）
式中Pe 为设备容量；Kd 该用电设备组的需要系数；tanφ功率因数角的正切值。
3、多组用电设备的计算负荷
有功功率：= （2—10） 无功功率： （2—11） 视在功率： （2—12）
计算电流： （2—13）
2.2 负荷计算的方法
表2—1 第三车间（热处理） 序每台设备额定用电设备型号名称 台数 备 注 号 容量（千瓦） 1 RJJ—70—9井式加热电阻炉 1 70 2 3 4 5 6 7 8 9 2CY38/2.8—1齿轮油泵 轴流风机 RJX—60—9箱式电阻炉 RJX—75—12箱式电阻炉 RJJ-90-9TC牛式气体渗碳电阻炉 CF—30风扇式干燥箱 RJJ—75—6井式回火电阻炉 电热硝浴炉 1 4 1 1 1 1 1 1 2 1 10 3 60 76 91.5 30.6 78 36 12 75 （73.5+2.5）KW （90+1.5）KW （30+0.6）KW （75+3）KW 10 RJY—12—1电热碱浴炉 11 RYD-75-13高温电极式盐浴炉 . . . .
机械加工厂全厂变电所与厂区配电系统课程设计说明书
