. .建筑工程学院课程设计说明书课程名称：工厂供电系：电气工程系专业：电气控制及其自动化（自动控制方向）班级：电控082学号： 2008308235学生：子弦指导教师：景职称：助教2011年 8 月 22 日前言随着国民经济的发展，电在现代生产生活中起到了越来越重要的作用。

本文是对机械厂降压变电所进行的详尽的电气设计。

本文按照国家标准GB50052-95《供配电系统设计规》、GB50053-94《10KV及以下变电所设计规》及GB50054-95《低压配电设计规》等规，对机械厂降压变电所进行电气设计，尽量达到安全、可靠、优质、经济的基本要求，同时还注意电能和有色金属的节约问题。

为了保证供配电设备安全、可靠、经济合理地运行，本文进行了如下操作：负荷计算和无功功率补偿，变电所位置和型式的选择，变电所主变压器和主结线方案的选择，短路电流计算，变电所一次侧设备的选择与校验，变电所进出线选择，变电所的防雷保护，并附有参考文献以及主接线图，平、剖面，接地装置图。

本文采用文字叙述与图表相结合的方式，一步步推算相关数据，从而得到具体的结论，并作出判断。

本文中负荷计算表、变压器一次侧设备选择表、短路计算结果表、变电所进出线和联络线表等均给读者以较为直观的印象，这些表都是对计算结果的总结，对于实际生产有很强的指导意义。

由于水平有限，文中难免有错误和不妥之处，敬请批评改正！作者目录一、负荷计算和无功功率补偿 (4)1、负荷计算 (4)2、无功功率补偿 (5)二、变电所位置和型式的选择 (5)1、负荷中心的计算 (5)三、变电所主变压器和主接线方案的选择 (5)1、变电所主变压器的选择 (5)2、主接线方案的选择 (6)四、短路电流计算 (6)1、计算电路 (6)2、确定基准值 (6)3、计算短路电路中各元件的电抗标幺值 (6)4、10.5kv侧的短路电流总电抗及三相短路电流和短路容量的计算 (6)5、0.4kv侧的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量的计算 (6)五、变电所一次侧设备的选择与校验 (7)1、10kV侧一次设备的选择与校验 (7)2、380V侧一次设备的选择校验 (8)3、高低压母线的选择 (8)六、变电所进出线保护选择 (8)1、10kV高压进线的选择校验 (8)2、380V低压出线的选择 (8)3、备用电源的高压联络线的选择校验 (9)七、变电所的防雷保护 (10)1、直击雷防护 (10)2、雷电侵入波的防护 (10)附录、参考文献................................................. (11)一、负荷计算和无功功率补偿1、负荷计算表1：负荷计算表2、无功功率补偿由上表可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因数只有0.75。

而供电局要求该厂10KV进线侧最大负荷时功率因数不低于0.9。

考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V最大负荷时功率因数应稍大于0.9，取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量。

Qc=P30(tanφ1-tanφ2)=812.2[tan(arccos0.75)-tan(arccos0.92)]kvar=370kvar二、变电所位置和型号的选择变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心。

1、计算负荷中心：X=Σ(Pi*Xi)/Σ(Pi)=(94.820.7+110.6*20.3+94*21.0+129*60.4+8.8*60.4+114.3*60.4+88*61.4+35.8*121.5+5 8.8*112.4+35.2*103.7+245*142.1)/1015.3=75.1。

Y=Σ(Pi*Yi)/Σ(Pi)=(94.8*69.2+110.6*43.9+94*15.7+129*89.5+8.8*69.8+114.3*44.6+88*16.4+35.8*61.3+5 8.8*43.2+35.2*23.2+245*96.9)/1015.3=60.0因此，工厂的负荷中心在5号厂房（仓库）的东南角。

如果考虑到方便进出线及周围环境，可在5号厂房(仓库)的东侧紧靠厂房修建变电所，型式为附设式。

三、变电所主变压器和主接线方案的选择1.变电所主变压器的选择：根据工厂的负荷性质和电源情况，工厂变电所得主变压器可有下列两种方案：（1）装设一台主变压器型式采用S9，而容量选S N.T=1000kVA>S30=900kVA,即选一台S9-1000/10型低损耗配电变压器。

至于工厂二级负荷的备用电源，由与邻近单位相联的高压联络线来承担。

（2）装设两台主变压器型号也用S9，而S N.T≈(0.6-0.7)×900kVA=(540-630)kVA S N.T≥S30(Ⅰ+Ⅱ)=(132+160+44.4)kVA=33.6kVA 因此选两台S9-630/10型低损耗配电变压器。

工厂二级负荷的备用电源亦由与邻近单位相联的高压联络线来承担。

主变压器的联结组别均为Yyno。

2、变电所主接线方案的选择按上面考虑的两种主变压器的方案可设计下列两种主接线方案：（1）装设一台主变压器的主接线方案。

（2）装设两台主变压器的主接线。

具体接线图不详细给出。

综合比较，采用装设一台变压器的方案。

∞系统 10.5kV S9-1000 0.4kV2、确定基准值设S d=100MVA,U d=U c,即高压侧U d1=10.5kV，低压侧U d2=0.4kV,那么I d1=S d/(30.5×Ud1)=5.5kA I d2=Sd/(30.5×Ud2)=144kA3、计算短路电路中各元件的电抗标幺值（1）电力系统X1=100MVA/500MVA=0.2（2）架空线路查表，X0=0.36×8×100/(10.5)2=2.6(3) 电力变压器查表，Uz%=4.5，则X3*=4,.5/100*100MVA/1000kVA=4.5等效电路：4、计算k-1点（10.5KV侧）的短路电流总电抗及三相短路电流和短路容量（1）总电抗标幺值X*∑（K-1）=X1*+X2*=0.2+2.6=2.8（2）三相短路电流周期分量有效值I（3）k-1=Id1/X*∑(k-1)=5.5kA/2.8=1.96kA(3)其它短路电流I〞(3)=I∞(3)=I（3）（k-1）=1.96kA，i（3）sh=2.55I〞(3)=2.55×1.96kA=5kA，I(3)sh=1.51I〞(3)=1.51×1.96=2.96kA（4）三相短路容量S（3）k-1=Sd/X*∑(k-1)=100MVA/2.8=35.7MVA5、计算k-2点（0.4KV侧）的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量（1）总电抗标幺值X*∑（k-2）=X*1+X*2+X*3=0.2+2.6+4.5=7.3（2）三相短路电流周期分量有效值I（3）∑(k-2)=Id2/X*∑（k-2）=144kVA/7.3=19.7kA(3)其它短路电流I〞（3）=I（3）∞=I（3）k-2=19.7kA,i(3)sh=1.84×19.7kA=36.2kA, I（3）sh=1.09I〞(3)=1.09×19.7kA=21.5kA(4)三相短路容量S（3）k-2=Sd/X*∑(k-2)=100MVA/7.3=13.7MVA五、变电所一次侧设备的选择与校验1、10kV侧一次设备的选择与校验2、380V侧一次设备的选择校验表五：380V侧一次设备的选择校验表3、高低压母线的选择 10kV母线选LMY-3（40×4），即母线尺寸为40mm×4mm;380V母线尺寸为LMY-3（120×10）+80×6，即相母线尺寸为120mm×10mm,中性母线尺寸为80mm×6mm。

六、变电所进出线选择1、10kV高压进线的选择校验可采用LJ型铝绞线架空敷设，接往10kV公用干线。

1）按发热条件选择由I30=I1N.T=57.7A及室外环境温度33℃，查表，选LJ-16，其35℃时的I al=95A>I30,满足发热条件。

2）检验机械强度查表，最小允许截面Amin=35mm2 ,因此LJ-16不满足机械强度要求，故改选LJ-35.由于此线路很短，不用校验电压损耗。

（2）由高压配电室至主变的一段引入电缆的选择校验，可采用YJL22-10000型交联聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。

1）按发热条件选择由于I30=I1N.T=57.7A及土壤温度25℃查表，选2mm2的交联电缆，其I al=90A>I30,满足发热条件。

2）校验短路热稳定。

Amin=I∞(3)tima0.5/C=22mm2<A=25mm2因此YJL22-10000-3×25电缆满足要求。

2、380V低压出线的选择（1）馈电给1号厂房，即铸造车间的线路采用VLV22-1000型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。

1）按发热条件选择由I30=201A及地下0.8m土壤温度为25℃，查表，选120mm2,其Ial=212A>I30，满足发热条件。

2)校验电压损耗。

△U=[94.8kW×(0.31×0.1) Ω+91.8×(0.07×0.1) Ω]/0.38kV=9.4V△U℅=(9.4V/380V)×100%=2.5℅<△Ual%=5%,满足允许电压损耗5%的要求。

3）短路热稳定度校验。

Amin=I∞(3)t ima0.5/C=224mm2（1）由于前面所选120mm2的缆芯截面小于Amin，不满足短路热稳定度要求，因此选150mm2的聚氯乙烯电缆，即VLV22-1000-3×240+1×120的四芯电缆。

（2）馈电给2号厂房，即锻压车间的线路可采用VLV22-1000-3×240+1×120的电缆。

（3）馈电给3号厂房，即热处理车间的线路采用VLV22-1000-3×240+1×120的电缆。

（4）馈电给4号厂房，即电镀车间的线路采用VLV22-1000-3×240+1×120的电缆。

（5）馈电给5号厂房，即仓库的线路采用VLV22-1000穿硬塑料管埋地敷设。

1)按发热条件选择。

由I30=16.2A及环境温度，查表，相线截面选4mm2,其Ial=19A>I30,满足发热条件。

中性线和保护线也选为4mm2，与相线截面相同，选BLV-1000-1×4mm2塑料导线5根穿径25mm2的硬塑管。

2）校验机械强度。

查表，最小允许截面Amin=2.5mm2，因此上面所选4mm2的相线满足机械强度要求。