第1章绪论1.1 设计目的通过课程设计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。

1.2设计任务根据富威机械厂用电负荷，并适当考虑生产的发展，按安全可靠、技术先进、经济和的要求，确定工厂变电所的位置与型式；通过计算负荷，确定主变压器台数及容量；进行短路电流的计算，选择变电所的主线及高、低电气设备；选择整定继电保护装置；最后按要求写出设计计算说明书，绘出设计图纸。

1.3设计要求1、要求每个学生独立完成设计任务。

2、要正确运用设计资料。

3、给出变配电所的主接线图。

4、完成课程设计任务书规定容。

5、要求提交成果。

（1）完成课程设计报告书一份；（2）A3变配电所的主接线图纸一。

第2章负荷计算及无功功率补偿2.1负荷计算根据设计要求进行分析，机械厂负荷统计资料见下表2-1：表2-1机械厂负荷统计单组用电设备的负荷计算：有功功率 n d c P K P ⨯= kw 无功功率 θarccos tan ⨯=c c P Q var k视在功率 22c c c Q P S += KVA计算电流 r cc U S I 3=A通过以上公式对工厂各部分进行计算，得到计算结果如下： 1、仓库：动力部分：228825.0=⨯=c P kw7.2565.0arccos tan 22=⨯=cQ varkKVA S c 8.337.252222=+= 2.5138.33==rc U I A 照明部分: 6.1=c P kw 2、铸造车间；动力部分：3.8323835.0=⨯=c P kw var 857.0arccos tan 3.83k Q c =⨯= KVA S c 119853.8322=+= A U I rc 3.1803119==照明部分： kw P c 8= 3、锻压车间； 动力部分：kw P c 5.5923825.0=⨯= var 6.6965.0arccos tan 5.59k Q c =⨯=KVA S c 6.916.695.5922=+= A U I rc 8.13836.91==照明部分： kw P c 8108.0=⨯= 4、金工车间；动力部分：kw P c 5.10943825.0=⨯= var 1466.0arccos tan 5.109k Q c =⨯= KVA S c 5.1821465.10922=+= A U I rc 5.27635.182==照明部分： kw P c 8108.0=⨯= 5、工具车间； 动力部分：A U I KVAS k Q kwP rc c c c 5.31339.2069.2062.1575.134var 2.15765.0arccos tan 5.1345.13453825.022===+==⨯==⨯=照明部分： kw P c 8108.0=⨯= 6、电镀车间； 动力部分：A U I KVAS k Q kwP rc c c c 5.24037.1587.158105119var10575.0arccos tan 1191192385.022===+==⨯==⨯=照明部分： kw P c 8108.0=⨯= 7、热处理车间；动力部分：A U I KVA S k Q kwP rc c c c 2.17431151159269var926.0arccos tan 69691385.022===+==⨯==⨯=照明部分： kw P c 8108.0=⨯= 8、装配车间； 动力部分：A U I KVAS k Q kwP rc c c c 5.104369693.493.48var3.497.0arccos tan 3.483.4813835.022===+==⨯==⨯=照明部分： kw P c 8108.0=⨯= 9、机修车间； 动力部分：A U I KVAS k Q kwP rc c c c 3.80353533.405.34var3.4065.0arccos tan 5.345.3413825.022===+==⨯==⨯=照明部分： kw P c 458.0=⨯= 10、锅炉房； 动力部分：A U I KVAS k Q kwP rc c c c 8.16031.1061.1067.8069var7.8065.0arccos tan 69691385.022===+==⨯==⨯=照明部分： kw P c 6.128.0=⨯=11、宿舍区；照明部分：kw⨯=7.0=P c280400将以上数据进行整理得到表格如下：表2-2负荷计算计算表多组设备负荷计算：所有车间的照明负荷：kw P m 2.63= kw 6.1028n1i ci =∑=P kvar 8.850n1i ci =∑=Q取全厂的同时系数为：90.0=rp K 95.0=rq K 。

则全厂的负荷计算为：∑==+⨯=+=ni ci c kw P P P 1m 62.982)2.636.1028(9.09.0∑==⨯==ni ci c k Q Q 1var 3.8088.85095.095.0KVA S c 36.12723.80862.98222=+= A U I rc 81.1927336.1272==2.2无功功率补偿电力系统由发电厂、变电站、电力线路和用电设备联系在一起组成的统一整体，由于电能不能大量存储，所以发电、输电、配电和用电必须同时进行，即电力系统必须保持平衡。

然而来自电力线路、电力变压器以及用电设备的无功负载大量存在，使电力系统的功率因数降低。

对于配电系统来说，为数众多的异步电动机、变压器等设备要消耗大量的无功功率，对配电网络的安全稳定运行产生不良影响：1、供电线路的电流增大，使线路和设备的损耗增大，严重时会威胁到设备的安全运行；2、配电系统的视在功率增大，使发电机、变压器等供电设备的容量增加，电力用户的控制设备、测量仪表的规格也相应增大；3、导致供电电压降低。

保持电力系统的平衡，解决配电系统功率因数低的有效途径就是对配电系统进行无功补偿，提高功率因数。

按照我国供电部门的规定，高压供电的用户必须保证功率因数在0.9以上。

无功功率:电网中的感性负载（如电机，扼流圈，变压器，感应式加热器及电焊机等）都会产生不同程度的电滞，即所谓的电感。

感性负载具有这样一种特性-----即使所加电压改变方向，感性负载的这种滞后仍能将电流的方向（如正向）保持一段时间。

一旦存在了这种电流与电压之间的相位差，就会产生负功率，并被反馈到电网中。

电流电压再次相位相同时，又需要相同大小的电能在感性负载中建立磁场，这种磁场反向电能就被称作无功功率。

无功功率比较抽象，它是用于电路电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。

它不对外做功，而是转变为其他形式的能量。

凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，就要消耗无功功率。

在交流电路中，由于有感性或容性储能设备，电压与电流有相位差，通俗讲就是电压与电流不在同一时间到达；因此，表面看电压有多大、电流有多大，实际并没有做那么大的功，有电源与储能设备的能量转换。

无功补偿计算如下：由2.1节计算可得变压器低压测的视在计算负荷为：KVA S c 36.1272=这时低压侧的功率因数为：77.036.127262.982cos 1==φ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。

这里取0.95。

则低压侧需要并联电容容量为：var 18.442)95.0arccos tan 77.0arccos (tan 62.982k Q cc =-⨯= 取：var 450k Q cc = 则补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为：KVA S c 36.1590)4503.808(62.98222=-+= 计算电流 A U I rc 64.2409336.1590==高压侧的功率损耗为：kw S P c c 86.2336.1590015.0015.0=⨯==∆ var 37.10336.159006.006.0k S Q c c =⨯==∆ 变电所高压侧的计算负荷为：kw P c 48.100686.2362.982=+=var 67.46137.1034503.808k Q c =+-= KVA S c 44.110167.46148.100622=+= A U I c 3.1671344.1101r=⨯=补偿后的功率因数为：92.044.110148.1006cos ==φ满足（大于0.9）的要求。

第3章 变电所主变压器台数和容量及 主结线方案的选择3.1 变压器台数和容量确定一、变压器台数确定1、满足用电负荷对可靠性的要求；1）二级负荷：选择两台主变压器；负荷较大时，也可多于两台；2）二、三级负荷：可选一台变压器，但低压侧敷设与其它变电所相连的联络线作为备用电源；3）三级负荷：选择一台主变压器；负荷较大时，也可选择两台；2、季节性负荷或昼夜负荷变化较大时，技术经济合理时，可选择两台变压器； 根据以上要求与规，所以在本变电所我们选取两台变压器； 二、变压器容量选择（1）任一台变压器单独运行时。

应满足：c NT S S )7.0~6.0(=（2）任一台变压器单独运行时。

应满足：c T N S S ≥⋅。

即满足一、二级负荷要求。

带入数值可得：KV A ) 771.00~660.91( KV A 1101.44)7.0~6.0(=⨯≈⋅T N S选择变压器的实际容量：考虑到本厂近年的负荷发展，初步取KVA S T N 1000=⋅。

考虑到安全性的问题，确定变压器为SC3系列箱型干式变压器。

型号SC3-1000/10.其主要技术指标如下表3-1所示：表3-1变压器技术指标3.3 主结线方案选择方案Ⅰ：高、低压侧均采用单母线分段。

优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同母线段引出两个回路，用两个电路供电；当一段母线故障时，分段断路器自动切除故障母线保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。

缺点：当一段母线或母线隔离开关检修时该母线各出线须停电；当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越；扩建时需向两个方向均衡扩建。

方案Ⅱ：单母线分段带旁路。

优点：具有单母线分段全部优点，在检修断路器时不至中断对用户供电。

缺点：常用于大型电厂和变电中枢，投资高。

方案Ⅲ：高压采用单母线带旁路低压单母线分段。

优点：任一主变压器检修或发生故障时，通过切换操作，即可迅速恢复对整个变电所的供电。

缺点：在高压母线或电源进线进行检修或发生故障时，整个变电所仍需停电。