华东交通大学理工学院所属课程名称工厂供电题目某机械厂供配电系统的设计分院电信分院专业班级2010 级电力（1）班学号20100210470230学生姓名焦志刚指导教师谭尾琴目录前言 (3)一．低压部分 (3)二．高压部分 (5)三.短路计算 (6)四．电源进线,架空线路选择方案： (7)五.负荷馈线 (9)六.变电所二次回路方案选择及继电保护的整定 (10)八．实训心得 (16)九．附录参考文献 (16)前言设计是教学过程中的一个重要环节，通过设计可以巩固本课程理论知识，掌握供配电设计的基本方法，通过解决各种实际问题，培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力，同时对电力工业的有关政策、方针、技术规程有一定的了解，在计算、绘图、设计说明书等方面得到训练，为今后的工作奠定基础。
本设计可分为九部分：负荷计算和无功功率计算及补偿；变电所位置和形式的选择；变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择；短路电流的计算；变电所一次设备的选择与校验；变电所高、低压线路的选择；变电所二次回路方案选择及继电保护的整定；心得和体会；附参考文献。
某机械厂变电所负荷统计资料一．低压部分1.一车间机修车间负荷（1）. 金属切削机床组P30(11)=90.5×0.2=18.1KW ;Q30(11)=18.1×1.73=31.313 KVar（2）.通风机组查附录表，去Kd=0.8,cosA=0.8,tanA=0.75P30(12)=0.8×2×3=4.8KW;Q30(12)=4.8×0.75=3.6Kvar;因此第一车间线路总计算负荷为P30=18.1+4.8=18.7KW;Q30=31.313+3.6=32.4Kvar;S30=(22.9²+34.913²)½=37.4kv.A ;I30=41.75KV.A/(3½×0.38kv)=56.8A;2.二车间计算负荷P30(2)=0.3×65KW=19.5KW;Q30（2）=19.5×tan(arccos0.6)=19.5×1.33=25.9Kvar;S30(2)=19.5/0.6=32.5KV.A;I30(2)=32.5/(3½×0.38)=49.38A;3.三车间计算负荷P30（3）=0.4×56KW=22.4KW;Q30(3)=22.4×tan(arccos0.6)=22.4×1.33=29.87Kvar ;S30(3)=22.4/0.6=37.33KV.A ;I30（3）=37.33/(3½×0.38)=56.72A ;4.四车间计算负荷P30(4)=0.4×40KW=16KW;Q30（4）=16×tan(arccos0.7)=16×1.02=16.32Kvar;S30(4)=16/0.7=22.86KV.A;I30(4)=22.86/(3½×0.38)=34.73A;5. 五车间计算负荷P30(5)=0.3×72KW=21.6KW;Q30（5）=21.6×tan(arccos0.7)=21.6×1.02=22.03Kvar;S30(5)=21.6/0.7=30.86KV.A;I30(5)=30.86/(3½×0.38)=46.89A;6.生活区计算负荷P30(6)=0.5×300KW=150KW;Q30（6）=150×tan(arccos0.8)=150×0.75=112.5Kvar;S30(6)=150/0.8=187.5KV.A;I30(6)=187.5/(3½×0.38)=284.9A;因此380V线路上的总计算负荷为（取KΣp=0.95,KΣq=0.97）;P30=0.95×（22.9+19.5+22.4+16+21.6+150）=239.78KW;Q30=0.97×（34.913+26+29.87+16.32+22.03+112.5）=234.38Kvar; S30=(239.78²+234.38²)½=335.3KV.A;I30=335.3/(0.38×3½)=509.44A;二．高压部分1.高压负荷计算1P30（7）=0.6×200=120KW;Q30（7）=120×tan(arccos0.6)=120×1.33=159.6Kvar;S30(7)=120/0.6=200KV.A;I30(7)=200/(10×3½)=11.55A;2. 高压负荷计算2P30（8）=0.5×180=90KW;Q30（8）=90×tan(arccos0.6)=90×1.33=119.7Kvar;S30(8)=90/0.6=150KV.A;I30(8)=150/(10×3½)=8.7A;因此低压侧总计算负荷为（取KΣp=0.95,KΣq=0.97）;P30=0.95×（18.7+19.5+22.4+16+21.6+150）=235.8KW;Q30=0.97×（32.4+25.9+29.8+16.3+22+112.5）=231.7Kvar;S30=(235.8²+231.7²)½=330.6KV.A;I30=330.6/(0.4×3½)=502.3A;变压器损耗：△PT=0.015×330.6=5.01KW;△QT=0.06×330.6=19.8KVAR;高压侧总计算负荷为：P30=235.8+5=240.8KW;Q30=231.7+19.8=251.5Kvar;即可得总的计算负荷为（取KΣp=0.95,KΣq=0.97）;P30=0.95×（120+90+240.8）=428.3KW;Q30=0.97×（159.6119.7251.5）=514.9Kvar;S30=(428.3²+514.9²)½=669.7KV.A;cosA428.3/669.7=0.64;进行无功补偿:(1).高压集中补偿要使cosA>=0.9P30=428.3KW;Qc=428.3×［tan(arccos0.64)- tan(arccos0.9)］=306.8Kvar;取Qc=306.8Kvar;S30=［428.3²+208.1²］½=476.2KV.A;I30=476.2/(10×3½)=27.5A;3.变电所主变压器容量的选择每台变压器的容量N T S ⋅应同时满足以下两个条件：（1）任一台变压器单独运行时，宜满足：30(0.6~0.7)N T S S ⋅=⋅（2）任一台变压器单独运行时，应满足：30(111)N T S S ⋅+≥，即满足全部一、二级负荷需求。
代入数据可得：N T S ⋅=（0.6~0.7）×476.2=（285.7~333.3）kV A ⋅。
而333.3*0.8=267kV A ⋅，故每台变压器的容量选为315 kV A ⋅,。
考虑到安全性和可靠性的问题，确定变压器为SC9系列树脂浇注干式铜线电力变压器。
型号：SC9-315/10 ，其主要技术指标如下表所示：三.短路计算（图1）采用标幺值计算: SN10-10I1630选定其准容量Sd=100MVA 其准电压Ud1=Uc1=10.5KV 其准电压Ud2=Uc2=0.4KV Id1=Sd/(3½Ud1)=5.5KAId2=100/(3½×0.4)=144.3KA 查表Soc=300MVA电力系统电标标幺值： X*1=Sd/Soc=100/300=0.3架空线路电缆Xo1=0.35Ωkm Xo2=0.08ΩkmX*2= Xo1×Sd/Soc=(0.35×6+0.08×1) ×100/10.5²=2.0变压器电标标幺值：X*3 =X*4=Uk%×Sd/100SN=12.7等效电路图k-1点三相短路和短路容量X*(k-1)=X*1+X*2=0.3+2.0=2.3=Id1/ X*(k-1)=5.5/2.3=2.4KAI(3)k-1I” (3)=I (3)∞=I (3)k-1=2.4KAi(3)sh=2.55 I” (3)=2.55×2.4=6.1KAI(3)sh=1.51 I” (3)=1.51×2.4=3.6KA= Sd/ X*(k-1)=100/2.3=43.5MVAI(3)k-1k-2点三相短路和短路容量X(3)Σ(k-2)=X*1+X*2+X*3+X*4//X5=0.3+2.0+12.7/2=8.7(2)计算三相短路电流和短路容量1）三相短路电流周期分量有效值Ik-2(2)=Uc2/(3½XΣ(k-2))=40/(1.44.3×3½)=16.6KA2)三相短路次暂态电流和稳态电流有效值I” (3)= I(3)∞=I(3)k-2=16.6KA3)三相短路冲击电流及其有效值i(3)sh=1.84 I” (3)=1.84×15.5A=30.5KAI(3)sh=1.09×15.5KA=18.1KA4)三相短路容量S(3)k-2=3½Uc2 I(2)k-2=3½×0.4×15.5=11.5MV.A四．电源进线,架空线路选择方案1．选择线路截面GGD2型低压开关柜，所选择的主要低压一次设备参见附图四《变电所低压电气主接线图》。
部分初选设备：低压断路器：DW16-200能万能断路器、DW16-400智能断路器低压熔断器：NT系列电压互感器：JDZ1系列电流互感器：LMZJ1 、LMZ1 系列母线型号： TMY-3⨯（80⨯10）+1⨯（60⨯6）绝缘子型号：ZA-6Y抗弯强度：alF≥3.75kN（户内支柱绝缘子）另外，无功补偿柜选用2个GCJ1-01型柜子，采用自动补偿，满足补偿要求。
由表5-8查得jec=1.15A/mm²,因此Aec=19.5/1.15=17mm²选截面为25mm²,因此即选LJ-25型铝绞线2．校验发热条件查附录表20-1得LJ-25的允许截流量Ial=135A>I30=19.5A,因此满足发热条件3．校验机械强度查附录表18得10KV架空线路铝绞线的最小允许截面Amin=25mm²,因此所选LJ-25也是满足机械强度的要求的。