工厂供电系统设计原理一、设计的主要内容：1、设计内容：负荷计算和无功功率补偿；变电所主变压器和主接线方案的选择；短路电流的计算等。
2、设计依据：（1）、气象资料：工厂所在地区的年最高气温为34°C，年平均气温为15°C，年最低气温为-18°C，年最热月平均最高气温为25°C，年最热月平均气温为18°C，年最热月地下0.8m处平均温度为21°C。
当地主导风向为东北风，年雷暴日数为8天。
（2）、地质水文资料：工厂所在地区平均海拔1500m，底层以砂粘土为主，地下水位为2m。
（3）、电费制度：工厂与当地供电部门达成协议，在工厂变电所高压侧计算电能，设专用计量柜，按两部电费制缴纳电费。
每月基本电费按主变压器容量计为18元/KVA，动力电费为0.20元/Kw.h，照明电费0.50元/kw.h。
工厂最大负荷时的功率因数不低于0.90，此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性向供电部门缴纳供电补贴费：6~10KV为800元/KVA。
（4）、工厂负荷情况见下表：序号名称类别设备容量Pe（KW）需要系数Kdcosφtanφ计算负荷P30（kw）Q30（kvar）S30（KVA）I30(A)1 铸造车间动力300 0.4 0.7 1.02 120 122.4 171.43 260.46照明10 0.8 0.9 0.48 8 3.84 8.89 13.51小计310 ———128 126.24 180.32 273.97 2 锻压车间动力270 0.3 0.6 1.33 81 107.73 135 205.11照明10 0.7 0.9 0.48 7 3.36 7.78 11.82小计280 ———89 111.09 142.78 216.93 3 仓库动力400.4 0.85 0.62 16 9.92 18.82 28.6照明 5 0.8 0.9 0.48 4 1.92 4.44 6.75小计45 ———20 11.84 23.26 35.354 电镀车间动力119 0.5 0.85 0.62 59.5 36.89 70 106.35 照明8 0.8 0.9 0.48 6.4 3.07 7.11 10.80 小计127 ———65.9 39.96 77.11 117.155 工具车间动力240 0.3 0.65 1.17 72 84.24 110.77 168.3照明10 0.9 0.9 0.48 9 4.32 10 15.19小计250 ———81 88.56 120.77 183.49 6 组装车间动力200 0.4 0.7 1.02 80 81.6 114.29 173.64照明26 0.8 0.9 0.48 20.8 9.98 23.11 35.11小计226 ———100.8 91.58 137.4 208.75 7 维修车间动力300 0.2 0.6 1.33 60 79.8 100 151.93照明13 0.8 0.9 0.48 10.4 4.99 11.56 17.56小计313 ———70.4 84.79 111.56 169.498 金工车间动力320 0.2 0.65 1.17 64 74.88 98.46 149.6照明8 0.8 0.9 0.48 6.4 3.07 7.11 10.8小计328 ———70.4 77.95 105.57 160.4 9 焊接车间动力830 0.3 0.45 1.98 249 493.02 553.33 840.7照明56 0.8 0.9 0.48 44.8 21.50 49.78 75.63小计886 ———293.8 514.52 603.11 916.33 10 锅炉房动力1000.7 0.8 0.75 70 52.5 87.5 132.94照明 3 0.8 0.9 0.48 2.4 1.15 2.67 4.05小计103 ———72.4 53.65 89.17 136.9911 热处理车间动力250 0.6 0.7 1.02 150 153 214.29 325.57 照明10 0.8 0.9 0.48 8 3.84 8.89 13.5 小计260 ———158 156.84 223.18 339.0712 生活区照明1000.7 0.9 0.48 70 33.6 77.78 118.17总计（380V侧）动力2969 ———1021.5 1295.98 1673.89 —照明259 ———197.2 94.64 219.12 —取K∑p=0.9, K∑q=0.9——1218.7*0.9=1096.83 1390.62*0.9=1251.561664.16 2528.42二、设计步骤全厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况。
解决对各部门的安全可靠，经济的分配电能问题。
其基本内容有以下几方面。
1、负荷计算与改善功率因数装置的设计（1）、如上表所示, 全厂总的有功计算负荷:∑e d P K P =30=1096.83kW ，无功计算负荷:∑ϕtan 3030P Q ==1664.16kV A ，低压侧计算电流：08.9633030==NU S I （其中N U =10KV ）总功率因数ϕcos =∑30P /∑30S =1096.83/1664.16=0.66。
（2）、因为ϕcos =0.66<0.9，所以需要装设无功补偿装置，取'cos ϕ=0.92则低压侧：)92.0arccos tan 66.0arccos (tan 83.1096)tan (tan '30-⨯=-=ϕϕP Q C =780.94kvar,取800kvar =C Q补偿后222303030)80056.1251(83.1096)(2'-+=-+=C Q Q P S =1186.15kV A,功率损耗86.1101.0'30=≈∆S P T kw, 31.5905.0'30=≈∆S Q T kvar,高压侧：69.110886.1183.1096'30=+=P kW,，'30Q =1251.56-800+59.31=510.87kvar,22230303087.51069.1108''2'+=+=Q P S =1220.73kV A ，'cos ϕ=kVAk S P 73.1220W 69.1108cos ''3030'==ϕ=0.908>0.9，满足要求，即在低压侧需装设的并联电容器的容量C Q =800kvar ，选用8个BWF10.5-100-1型电容器并联。
2、工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量选择（1）、工厂总降压变电所的位置：考虑工厂所在地区的主导风向、地质条件和温度等因素，工厂总降压变电所设在该厂的东北角，考虑可能积水，要建造在地势较高的区域，并做好防水防潮工作。
（2）、主变压器的台数及容量选择：综合考虑设计变电所的各项有关因素，即安全性、可靠性、经济性以及扩建备用等，宜采用两台变压器并列运行。
由于∑30S =1664.16kVA ，T S =（0.6~0.7）∑30S =(998.5~1164.9)kV A,，所以选用S9-1250/10(6)型号电力变压器Yzn11连接组别。
3、工厂总降压变电所主结线以及厂区高压配电系统设计（1）、考虑到安全可靠性和经济性，以及车间数较多，配电回路数较多，总压降变电所二次侧出线较多，总降压变电所主接线一次侧采用内桥式接线、二次侧采用单母线分段式接线。
（2）、高压线路的接线方式中，放射式接线的线路之间互不影响，供电可靠性较高，便于装设自动装置，保护装置也较简单，但采用高压开关数多，初投资大；树干式接线能减少线路的有色金属消耗量，采用高压开关数量少，初投资少，但供电可靠性低。
所以仓库、锅炉房、生活区的变电所采用树干式接线，其它所有车间变电所均采用放射式接线。
（3）、考虑厂区负荷情况，从技术可行性和经济合理性确定厂区配电电压为35kV 电源进线，经全厂总降压变电所降为（6~10）kV ，再经高压配电所分配给各车间变电所，各车间变电所把（6~10）kV 降为222/380V 供给各个负荷。
（4）、30I =96.08A ，工厂所在地区的年最热月平均最高气温为25℃，查有关资料得相线截面225mm A =ϕ，中性线截面2016mm A =，PE 线截面216mm A PE =，PEN 线截面216mm A PEN =，电阻0R =1.33Ω，电抗0X =0.4Ω,NU X Q R PU )(030030⋅+⋅=∆∑=979.7V 。
5、工厂供、配电系统短路电流计算（1）、最大运行方式：取d S =A MV ⋅1000，1d U =10.5kV ，2d U =0.4kV各变电所高压侧短路电流：电力系统电抗Ω=⋅==11025.01000)5.10(2d1d 12AMV kV S U X ，每一千米电缆电抗Ω=⨯Ω=⋅=08.01/08.002km km X X ， 总电抗Ω=+=∑19025.021XX X,三相短路电流kA kV XU I C k86.3119025.035.1031)3(=Ω⨯=⋅=∑,kA I sh24.8155.286.31)3(=⨯=, 两相短路电流kA I I k k 59.27866.0)3()2(=⋅=。
各变电所低压侧短路电流：电力系统电抗Ω=⋅==m AMV kV S U X 159.01000)4.0(2d2d 12'，电缆电抗Ω===m kVkV U U X Xd d 12.0)5.104.0(08.0)(21202'，电力变压器电抗Ω=⨯⨯=⋅=m KVAkV S U U X Nd K 32200100)4.0(4100%2232，总电抗Ω=++=∑m X X X X28.32321''，三相短路电流kA m kV XU I d k15.728.3234.032)3(=Ω⨯==∑，kA Ish44.715.704.1)3(=⨯=， 两相短路电流kA I I k k 19.6866.0)3()2(==。
（2）、最小运行方式：取d S =A MV ⋅300，1d U =10.5kV ，2d U =0.4kV各变电所高压侧短路电流：电力系统电抗Ω=⋅==3675.0300)5.10(2112AMV kV S U X dd ，每一千米电缆电抗Ω=⨯Ω=⋅=08.01/08.002km km X X ， 总电抗Ω=+=∑4275.021XX X,三相短路电流kA kV XU I k18.144275.035.1031d )3(=Ω⨯=⋅=∑,kA I sh16.3618.1455.2)3(=⨯=， 两相短路电流kA I I k k 28.12866.0)3()2(=⋅=。