本科课程设计题目：院（系）信息科学与工程学院专业电气工程及其自动化届别学号姓名指导老师华侨大学教务处印制2013年4月21号目录第1章概述 ................................................................................................ 错误！未定义书签。
第2章负荷计算与负荷等级确定 ........................................................................ 错误！未定义书签。
第3章变压器选择及主接线设计 ........................................................................ 错误！未定义书签。
第4章短路电流计算 .. (10)第5章电气设备选择 (17)第6章课设体会及总结 (20)参考文献 (21)附录 (22)第1章概述通过这个供配电系统的设计，能对工厂供电的知识有一个系统的认识和更深入的了解，对书中的很多理论知识能更深入了解，能将书中的知识都系统化。
本次课程设计是对南阳防爆厂降压变电所的电气设计，设计的主要内容包括：（1）负荷计算与负荷等级确定；（2）变压器选择与主接线设计；（3）短路电流计算；（4）电气设备选择；后有此次课程设计的体会及总结和参考文献.由于设计者知识掌握的深度和广度有限，很多知识都只能参考网上知识，所以本设计尚有不完善的地方，敬请老师批评指正！设计任务如下：（一）设计题目南阳防爆厂降压变电所的电气设计（二）设计要求要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主结线方案及高低压设备和进出线，确定一次回路方案，最后定出设计说明书。
（三）设计依据1．工厂总平面图，如图（1）所示。
2．工厂负荷情况：本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为4000h，日最大负荷持续时间为10h。
该厂除铸造车间、锻压车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。
低压动力设备均为三相，额定电压为380V。
照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。
本厂的负荷统计资料如表（1）所示。
3．供电电源情况：按照工厂与当地供电部门签订的供用协议规定，本厂可由附近一条35kV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。
该干线的导线牌号为LGJ—120导线为等边三角形排列，线距为1m；干线首端（即电力系统的馈电变电电站）距离本厂约20km，该干线首端所装高压断路器300MV A，此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，其定时限过电流保护整定的动作时间为1.5s。
为满足工厂二级负荷的要求，可采用联络线由邻近的单位取得备用电源。
已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度达100km，电缆线路总长度达80km。
4.气象资料本厂所在地区的年最高气温为37 ℃，年平均气温为24℃，年最低气温为-8℃，年最热月平均最高气温为33℃，年最热月平均气温为26℃，年最热月地下0.8处平均温度为25℃。
当地主导风向为东北风，年雷暴是数为20。
5.工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.92。
主要参考资料1 刘介才主编供配电技术北京：机械工业出版社2 张华主编电类专业毕业设计指导北京：机械工业出版社3 王荣藩编著工厂供电设计与指导天津：天津大学出版社第2章 负荷计算与负荷等级确定2.1各车间负荷计算在负荷计算时，采用需要系数法对各个车间进行计算，并将照明计算，主要涉及的计算公式如下：有功功率计算：deKP P ⨯=30无功功率计算: ϕtan 3030⨯=P Q视在功率计算:ϕcos 3030÷=P S计算电流： N U S I 33030=下面以铸造车间为例计算：动力部分的计算：kW P 1204.030030=⨯= 4.12202.112030=⨯=Q kvar kVA S 4.1714.1221202230=+= 4.26038.034.17130=⨯=I照明部分的计算：kW P 2.47.0630=⨯= 030=Q kVA S 2.430= A I 381.638.032.430=⨯=小计： kW P 2.1242.412030=+= var 4.12230k Q =kVA S 4.1744.1222.1242230=+=KA I 0.26538.034.17430=⨯=计算各车间的动力和照明计算负荷如表2-1所示。
表2-1 各车间参数和计算负荷2.2 全厂负荷计算用需要系数法计算全厂负荷。
取同时系数P K ∑=0.90。
95.0=∑q K动力部分：=∑)(30i P 120+150+150+90+180+120+40+60+48=958KW 照明部分：=∑照明P 4.2+5.6+6.3+4.9+4.9+5.6+4.9+2.8+1.4+140=180.6KW 全厂有功功率：)()(3030照明P P K P i +∑=∑ = 0.9×(958+180.6)=1024.74KW全厂无功功率：)(3030i Q K Q q ∑=∑=0.95x(122.4+175.4+175.4+120+135+90+40.81+70.15+56.12)=936.02KVARkVA S 88.1387)02.93674.1024(2230=+=无功补偿计算：由以上计算可得变压器低压侧的视在计算负荷为：KVA S 88.138730= 这时低压侧的功率因数为:7384.088.138774.10242==ΦCOS为使高压侧的功率因数92.01≥ΦCOS ，则低压侧补偿后的功率因数应高于0.92，取：95.0'2=ΦCOS ,要使低压侧的功率因数由0.769提高到0.95，则低压侧需装设的并联电容器容量为：var 33.499)92.0arccos tan 7384.0arccos (tan 74.1024k Q C =-⨯= 取:C Q =600var k 则补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为： kVA S 64.1113)50002.936(74.1024'230)2(=-+= A I29.229628.0364.1113)2(30'=⨯=变压器的功率损耗为：kW S P T 14.1164.111301.0'01.0)2(30=⨯==∆ var 68.5564.111305.005.0)2(30k S P T =⨯==∆ 补偿后高压侧的计算负荷为：kW P 88.103514.1174.1024)1(30'=+= var 7.49168.5550002.936)1(30'k Q =+-= kVA S 65.11467.49188.10352230')1(=+= A I91.1835365.1146')1(30=⨯=补偿后高压侧的功率因数为9034.065.114688.1035cos '1==Φ，满足要求。
2.3 年耗电量的估算年有功电能消耗量及年无功电能耗电量可由下式计算得到：年有功电能消耗量： 30p W P T ααα⋅= 年无功电能耗电量：30q W Q T ααβ⋅=结合本厂的情况，年负荷利用小时数T α为4000h ，取年平均有功负荷系数75.0=α，年平均无功负荷系数82.0=β。
由此可得本厂： 年有功耗电量：kWh W a p 3107640400088.103575.0.=⨯⨯=年无功耗电量：kWh W a q 161277640007.49182.0.=⨯⨯=2.4 负荷等级确定根据用电设备在工艺生产中的作用，以及供电中断对人身和设备安全的影响，电力负荷通常可分为三个等级： 一级负荷：为中断供电将造成人身伤亡，或重大设备损坏难以修复带来极大的政治经济损失者。
一级负荷要求有两个独立电源供电。
本矿属于国有能源部门，其中断供电将有可能造成人员伤亡及重大经济损失，属于一级负荷。
二级负荷：为中断供电将造成设备局部破坏或生产流程紊乱且需较长时间才能恢复或大量产品报废，重要产品大量减产造成较大经济损失者。
二级负荷应由两回线路供电，但当两回线路有困难时（如边远地区）允许由一回架空线路供电。
三级负荷：不属于一级和二级负荷的一般电力负荷，三级负荷对供电无特殊要求，允许长时间停电，可用单回线路供电。
该厂的铸造车间、锻压车间和锅炉房属于二级负荷，其余的均为三级负荷。
二级负荷的计算：kW P 3.2964.1486.51502.41209.0=+++++⨯=∑）（二级var 3.33512.564.1754.12295.0k Q =++⨯=∑）（二级kVA S 5.4473.3353.29622=+=∑二级可见二级负荷所占的比例较大。
第3章 变压器选择及主接线设计3.1变电所主变压器台数的选择 变压器台数的选择应考虑一下原则：1）应满足用电负荷对供电可靠性的要求。
对供有大量一、二级负荷的变电所，应采用两台变压器，以便当一台变压器法伤故障或者检修时，另一台变压器能对一二级负荷继续供电。
对职业二级而无一级负荷的变电所，也可以采用一台别有情趣，但必须在低压侧敷设与其他变电所相连的联络线作为备用电源，或另有自备电源。
2）对季节货昼夜负荷变动较大而宜于采用经济运行方式的变电所，也可以考虑采用两台变压器。
3）除上述两种情况外，一般车间变电所宜采用一台变压器。
但是负荷集中且容量相对较大的变电所，虽为三级负荷，也可以采用两台或多台变压器。
4）在确定变电所主变压器台数时，应适当考虑负荷的发展，留有一定的余地。
结合本厂的情况，经过上面的计算可知，二级负荷所占的比例较大，考虑到二级重要负荷的供电安全可靠，故选择两台主变压器。
3.2变电所主变压器容量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。
所以，kVA S T N 66.80265.11467.0.=⨯=该厂的铸造车间、锻压车间和锅炉房属于二级负荷，其余的均为三级负荷，经计算，该厂的二级负荷为447.5KVA 故） +≥I T N S S (30.，满足全部一、二级负荷。
所以变压器的时机容量取最大kVA S T N 66.802.=，为满足使用要求，同时又考虑到未来5~10年的负荷发展，初步取kVA S N 1000=考虑到安全性和可靠性的问题，确定变压器为SC9系列树脂浇注干式变压器。