工厂供电课程设计——某机械厂降压变电所的电气设计二级学院专业年级学号学生姓名指导教师职称完成时间某机械厂降压变电所的电气设计摘要：工厂供电设计是整个工业设计的重要组成部分，工厂供电设计的质量将直接影响到工厂的生产及其发展，工厂供电应能够更好的服务工业生产，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须要具有安全、可靠、优质、经济的特点。
在本次课程设计中，对工厂供电设计的中的若干问题如负荷计算，变电所位置和型式的选择，变电所主接线方案的设计和短路电流的计算等问题进行了阐述，并根据设计要求画出了该工厂的电气主接线图。
关键词:计算负荷；短路电流；电气主接线工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。
电能是现代工业生产的主要能源和动力。
电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。
因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。
在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。
电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。
从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。
做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。
由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。
工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：（1）安全: 在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。
（2）可靠: 应满足电能用户对供电可靠性的要求。
（3）优质: 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求（4）经济: 供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。
此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。
摘要 (Ⅰ)引言 (Ⅱ)第一章设计任务 (1)1.1设计要求 (1)1.2设计依据 (1)第二章负荷计算 (3)2.1负荷计算的目的和方法 (3)2.2全厂负荷计算 (4)第三章变电所位置选择 (6)第四章变电所主变压器和主接线方案的选择 (7)4.1变电所主变压器的选择 (7)4.2变电所主接线方案的选择 (8)4.3主接线方案的经济比较 (8)第五章短路电流的计算 (9)5.1短路电流计算的目的 (9)5.2绘制计算电路 (9)5.3短路电流计算 (10)总结 (12)附录 (14)Abstract (17)参考文献 (18)第一章设计任务1.1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，确定变电所的位置和型式，确定变电所主变压器的台数、容量与类型，选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护，确定防雷和接地装置。
最后按要求写出设计说明书，绘出设计图纸。
1.2设计依据1.2.1工厂总平面图图1.1 工厂总平面图1.2.2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2500h，日最大负荷持续时间为5h。
该厂除铸造车间、电镀车间、锅炉房属于二级负荷外，其余均属于三级负荷。
低压动力设备均为三相，额定电压为380v。
电气照明及家用电器均属于单相，额定电压为220v。
本厂的负荷统计资料如表1.2所示厂房编号厂房名称负荷类型设备容量(Pe)/KW 需要系数Kd 功率因数1 铸造车间动力235 0.3 0.65 照明8 0.7 12 锻压车间动力440 0.2 0.60 照明10 0.7 13 金工车间动力350 0.2 0.60 照明8 0.7 14 工具车间动力350 0.25 0.60 照明 1 0.7 15 电镀车间动力275 0.4 0.7 照明10 0.7 16 热处理车间动力180 0.4 0.7照明 6 0.7 17 装配车间动力165 0.3 0.65 照明7 0.7 18 机修车间动力240 0.2 0.6 照明 5 0.7 19 锅炉房动力70 0.6 0.7 照明 1 0.7 110 仓库动力12 0.3 0.8 照明 1 0.7 1生活区照明230 0.7 0.9备注表中生活区的照明负荷中含有家用电气表1.2 工厂负荷统计资料1.2.3供电电源情况按照工厂与当地供电部门签订的供电协议规定，本厂可由附近一条10Kv的公共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-150,导线为等边三角形排列，线距为1.5m；干线首端距离本厂7Km。
干线首端装设的高压断路器断流容量为500MVA。
次断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为 1.7s。
为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线由附近的单位取得备用电源。
已知与本厂有电气联系的架空线总长度59Km，电缆线路总长度20Km。
1.2.4气象资料本厂所在地区的最高气温为35°C,年平均气温23°C，年最低气温-8°C，年最热月平均最高气温为33°C，年最热月平均气温为26°C，年最热月地下0.8m 处平均温度为25°C，当地主导风向为东北风，年暴雷日数为20。
1.2.5地质水文资料本厂所在地区平均海拔500m，地层以沙土为主；地下水位为1m。
1.2.6电费制度与当地供电部门达成协议，在工厂变电所高压侧计量电能，专设用计量柜，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15元/KVA，动力电费为0.2元/kW.h,照明电费为0.5元/kW.h。
工厂最大负荷时的功率因数不低于0.9。
此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性地向供电部门缴纳供电贴费；6~10KV为800元/KVA。
第二章负荷计算2.1 负荷计算的目的与方法2.1.1 负荷计算的内容和目的（1）求计算负荷，是选择确定建筑物报装容量、变压器容量的依据。
（2）求计算电流，是选择缆线和开关设备的依据。
（3）求有功计算负荷和无功计算负荷，是确定静电电容器容量的依据。
2.1.2 负荷计算的方法（1）需要系数法——用设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷。
用于设备数量多，容量差别不大的工程计算，尤其适用于配、变电所和干线的负荷计算。
（2）利用系数法——采用利用系数求出最大负荷区间内的平均负荷，再考虑设备台数和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数，得出计算负荷。
适用于各种范围的负荷计算，但计算过程稍繁。
2.2全厂负荷计算2.2.1单组用电设备计算负荷的计算公式 a)有功计算负荷（单位为KW ）c P =d Ke P ， d K 为系数 (2-1) b)无功计算负荷（单位为kvar ）c Q = c P tan ϕ (2-2) c)视在计算负荷（单位为kvA ）22C C C Q P S +=(2-3)d)计算电流（单位为A ） c I =NcU S 3, N U 为用电设备的额定电压（单位为KV ） (2-4)2.2.2多组用电设备计算负荷的计算公式 a)有功计算负荷（单位为KW ）c P =i c p P K ⋅⋅∑∑ (2-5)式中i c P ⋅∑是所有设备组有功计算负荷c P 之和，p K ⋅∑是有功负荷同时系数，可取0.85~0.95b)无功计算负荷（单位为kvar ）c Q =i c q Q K ⋅⋅∑∑，i c Q ⋅∑是所有设备无功c Q 之和；q K ⋅∑是无功负荷同时系数，可取0.9~0.97c)视在计算负荷（单位为kvA ） c S =22c c Q P + (2-6)d)计算电流（单位为A ）c I =NcU S 3 (2-7) 本设计各车间计算负荷采用需要系数法确定。
主要计算公式有：有功计算负荷（kW ） d C C K P P = (2-8) 无功计算负荷（kvar ）: ϕtan C C P Q = (2-9) 视在计算负荷（kVA ）：22C C C Q P S += (2-10) 通过计算各车间的负荷如下表所示表2.1 具体车间计算负荷从表中可知：有功计算负荷KW P P i C 841.9=∑=无功计算负荷var 839.22K Q Q i C =∑= 视在计算负荷3.118722=+=C C C Q P S A KV ⋅ 再乘以同时系数p ∑K =0.95, q ∑K =0.97 此时KW K P P pC C 799.8'=⨯=∑var 814.04'k K Q Q q C C =⨯=∑A KV Q P S C C C ⋅=+=1141.2'''22厂房编号 厂房名称 负荷类型 设备容量(Pe)/KW 需要系数Kd 功率因数 有功计算负荷Pc /kw 无功计算负荷Qc /kvar 1 铸造车间 动力 235 0.3 0.65 70.5 82.48 照明 8 0.7 1 5.6 0 2 锻压车间 动力 440 0.2 0.60 88 117.04 照明 10 0.7 1 7 0 3 金工车间 动力 350 0.2 0.60 70 93.1 照明 8 0.7 1 5.6 0 4 工具车间 动力 350 0.25 0.60 87.5 116.38 照明 1 0.7 1 0.7 0 5 电镀车间 动力 275 0.4 0.7 110 112.2 照明 10 0.7 1 7 0 6 热处理车间 动力 180 0.4 0.7 72 73.44 照明 6 0.7 1 4.2 0 7 装配车间 动力 165 0.3 0.65 49.5 57.92 照明 7 0.7 1 4.9 0 8 机修车间 动力 240 0.2 0.6 48 63.84 照明 5 0.7 1 3.5 0 9 锅炉房 动力 70 0.6 0.7 42 42.84 照明 1 0.7 1 0.7 0 10 仓库动力 12 0.3 0.8 3.6 2.7 照明1 0.7 1 0.7 0 生活区照明及电器用电2300.70.916177.28第三章 变电所位置选择变电所位置的选择，应根据下列要求经技术、经济比较确定： (1) 接近负荷中心； (2) 进出线方便； (3) 接近电源侧； (4) 设备运输方便；(5) 不应设在有剧烈振动或高温的场所；(6) 不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，当无法远离时，不应设在污染源盛行风向的下风侧；(7) 不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相贴邻；(8) 不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方，且不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方，当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时，应符合现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的规定； (9) 不应设在地势低洼和可能积水的场所。