某厂10KV供配电系统设计学院：电气工程学院摘要 (3)1 设计任务 (4)1.1设计题目 (4)1.2设计要求 (4)1.3设计依据 (4)1.3.1工厂总平面图 (4)1.3.2工厂负荷情况 (4)1.3.3供电电源情况 (5)2 负荷计算和无功功率补偿 (5)2.1负荷计算 (5)2.2无功功率补偿 (9)3 变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择 (9)3.1年耗电量的估算 (9)3.2变电所主变压器台数的选择 (10)3.3变电所主变压器容量的选择 (10)3.4变电所主接线方案的选择 (11)4 变电所高、低压线路的选择 (11)4.1高压线路导线的选择 (12)4.2低压线路导线的选择 (12)5 电气设备的选择 (13)5.1设备的选择与校验原则 (13)5.1.1按工作电压选择 (13)5.1.2按工作电流选择 (13)5.1.3按断流能力选择 (13)5.1.4隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定度校验 (14)5.2高压侧一次设备的选择 (14)5.3低压侧一次设备的选择 (14)5.4继电保护及二次接线设计 (14)6 防雷与接地装置的设置 (14)6.1直接防雷保护 (15)6.2雷电侵入波的防护 (15)6.3接地装置的设计 (15)结束语 (16)参考文献 (16)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及整个国民经济生活中应用极为广泛。

电能在工业生产中的重要性，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。

若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：电能、供配电系统、生产过程自动化1.设计任务1.1设计题目：某厂10KV供配电系统设计(以某一冶金机械厂为例)1.2设计要求：要求有两台变压器（有BZT）,先设配电所，再到各车间降压为380V/220V。

1.3设计依据：1.3.1工厂总平面图：1.3.2 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，其余为三级负荷。

该厂的负荷统计资料如下：厂房编号厂房名称负荷类别设备容量（kw）需要系数Kx功率因数cosφtanφ1 铸造车间动力520 0.4 0.7 1.02 照明10 0.9 1.0 02 锻压车间动力240 0.3 0.65 1.17 照明10 0.9 1.0 03 金工车间动力390 0.32 0.65 1.12 照明10 0.9 1.0 04 工具车间动力290 0.35 0.65 1.33 照明10 0.9 1.0 05 电镀车间动力450 0.6 0.8 0.75 照明10 0.9 1.0 06 热处理车间动力260 0.62 0.82 0.82 照明10 0.9 1.0 01.3.3 供电电源情况：按照工厂与当地供电部门登定的供电用电协议规定，本厂由附近一条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。

从干线中取得工作电源后，送往配电所对各个车间进行电能分配。

分配好的电能经过变压器降压到380V/220V ，再送往各车间。

2.负荷计算和无功功率补偿2.1负荷计算：负荷计算的目的是：（1）计算变配电所内变压器的负荷电流及视在功率，作为选择变压器容量的依据。

（2）计算流过各主要电气设备(断路器、隔离开关、母线、熔断器等)的负荷电流，作为选择这些设备的依据。

（3）计算流过各条线路(电源进线、高低压配电线路等)的负荷电流，作为选择这些线路电缆或导线截面的依据。

（4）为电气设计提供技术依据。

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:计算公式：有功功率 )(s 30kW P K P x = 无功功率 ）（kvar tan 3030φP Q =视在功率 )k (23023030VA Q P S +=计算电流 ))(3/(3030A U S I N =式中，x K 为需要系数；φcos 为功率因数；φtan 为功率因数角的正切值；UN 为用电设备组的额定电压；3＝1.732。

1. 铸造车间 动力部分:30(11)5200.9468P kW kW =⨯=； 30(11)468 1.02477.36var Q kW k =⨯=30(11)668.5S kVA ==； 30(11)668.51015.711.7320.38kVAI A kV==⨯照明部分：30(12)100.99P kW kW =⨯=；30(11)0Q = 2. 锻压车间 动力部分:30(21)2400.372P kW kW =⨯=； 30(21)72 1.1784.24var Q kW k =⨯=30(21)110.82S kVA == 30(21)110.82168.371.7320.38kVAI A kV==⨯照明部分:30(22)100.99P kW kW =⨯=； 30(22)0Q = 3. 金工车间 动力部分:30(31)3900.32124.8P kW kW =⨯=； 30(31)124.8 1.12139.78var Q kW k =⨯=30(31)187.38S kVA == 30(31)187.38284.711.7320.38kVAI A kV==⨯照明部分:30(32)100.99P kW kW =⨯=； 30(32)0Q = 4. 工具车间 动力部分:30(41)2900.35101.5P kW kW =⨯=； 30(41)101.5 1.33135var Q kW k =⨯=30(41)168.9S kVA == 30(41)168.9256.621.7320.38kVAI A kV==⨯照明部分:30(42)100.99P kW kW =⨯=； 30(42)0Q = 5. 电镀车间 动力部分:30(51)4500.6270P kW kW =⨯=； 30(51)2700.75202.5var Q kW k =⨯=30(51)337.5S kVA == 30(51)337.5512.791.7320.38kVAI A kV==⨯照明部分:30(52)100.99P kW kW =⨯=； 30(52)0Q = 6. 热处理车间 动力部分:30(61)2600.62161.2P kW kW =⨯=； 30(61)161.20.82132.18var Q kW k =⨯=30(61)208.47S kVA == 30(61)208.47316.741.7320.38kVAI A kV==⨯照明部分:30(62)100.99P kW kW =⨯=； 30(62)0Q = 7. 装配车间 动力部分:30(71)1700.75127.5P kW kW =⨯=； 30(71)127.5 1.02130.05var Q kW k =⨯=30(71)182.12S kVA == 30(71)182.12276.721.7320.38kVAI A kV==⨯照明部分:30(72)100.99P kW kW =⨯=； 30(72)0Q = 8. 机修车间 动力部分30(81)1000.330P kW kW =⨯=； 30(81)30 1.1735.1var Q kW k =⨯=30(81)46.17S kVA == 30(81)46.1770.11.7320.38kVAI A kV==⨯照明部分:30(82)50.9 4.5P kW kW =⨯=； 30(82)0Q = 9. 锅炉房 动力部分:30(91)1150.892P kW kW =⨯=； 30(91)92 1.0596.6var Q kW k =⨯=30(91)133.4S kVA == 30(91)133.4202.691.7320.38kVAI A kV==⨯照明部分:30(92)30.9 2.7P kW kW =⨯=； 30(92)0Q = 10.仓库 动力部分 ：30(101)500.420P kW kW =⨯=； 30(101)200.7515var Q kW k =⨯=30(101)25S kVA == 30(101)2537.981.7320.38kVAI A kV==⨯照明部分：30(102)20.9 1.8P kW kW =⨯=；30(102)0Q = 11. 生活区照明30(112)4000.8320P kW kW =⨯= 30(112)0Q =取全厂的同时系数为：0.95p K ∑=，0.97q K ∑=，则全厂的计算负荷为：11113030(1)30(2)110.95()0.9518591766.05i i i i P P P kW kW===+=⨯=∑∑113030(1)10.970.971447.81var =1404.38var i i Q Q k k ===⨯∑302256.37S kV A ==⋅；303428.3I A ==2.2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：302256.37S k V A =⋅这时低压侧的功率因数为：(2)1766.05c o s 0.782256.37φ==，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95.0cos =φ。

要使低压侧的功率因数由0.78提高到0.95，则低压侧需装设的并联电容器容量为：var 11.665var )95.0arccos tan 78.0arccos tan (38.1404k k Q C =-⨯=取:CQ=700v a r k 则补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为：VA S k 34.1901)70038.1404(05.176622'30=-+=计算电流：AV VAI 87.2888k 38.03901.34k 130=⨯=’变压器的功率损耗为： KW S P T 01.1934.190101.001.0'30=⨯=≈∆KVAR S Q T 07.9534.190105.005.0'30=⨯=≈∆高压侧的计算负荷为：KW P 06.178501.1905.1766''30=+=KVAR Q 45.79907.95)70038.1404(''30=+-=KVA S 9.195545.79906.178522''30=+=A I 93.1121039.1955''30=⨯=补偿后的功率因数为：913.09.195506.1785cos ==φ满足（大于0.90）的要求。