燕山大学课程设计说明书题目：某柴油机厂全厂总配变电所及配电系统设计学院（系）：电力工程系年级专业：学号：学生姓名：指导教师：教师职称：目录电气工程学院《课程设计》任务书 (3)第一章负荷计算和无功补偿 (9)1.1基本概念： (9)1.2全厂负荷计算： (9)1.3无功功率补偿： (11)1.4各个变电所变压器容量的确定： (13)第二章变电所主接线设计 (16)2.1电气主接线的概念： (16)2.2配电所主接线方案的确定： (16)2.3电气主接线基本结构图如下（主接线见附图）： (17)2.4总配位置的选择： (17)第三章短路电流计算 (20)3.1短路电流计算相关概念： (20)3.2短路电流计算的部分计算过程： (22)第四章电气设备选择 (26)4.1母线和电缆的选择和校验： (26)4.2进线铝芯电缆的选择： (26)4.3各个变电所10kV电缆型号及截面的选择： (27)4.4各个变电所低压侧母线和绝缘子的选择： (27)4.5各个车间0.4kV电缆型号及截面的选择： (28)4.5高低压电气设备的选择和校验： (29)4.7设备选择汇总表： (32)第五章继电保护设计 (38)5.1继电保护装置概念： (38)5.2配电变压器的保护方式选择与整定计算： (39)附图1 (41)附图2 (42)附图3 (43)心得体会 (44)参考文献 (45)电气工程学院《课程设计》任务书课程名称：供电系统课程设计说明：1、此表一式三份，系、学生各一份，报送院教务科一份。
2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。
电气工程学院教务科设计题目4：某柴油机厂全厂总配变电所及配电系统设计一、某柴油机厂生产及车间组成1、本厂生产规模和产品规格年产4160型柴油机5000台/8500吨。
2、本厂各车间的组成及生产任务（1）机械加工一车间①本车间承担的主要任务有：柴油机的备件和零部件18种。
②工作制度为两班制，全年工作时数为4600小时。
③工段组成：自动线工程、气缸工程、曲轴工程、凸轮工程、连杆工程、杂件工段及辅助工段组成。
（2）机械加工二车间①本车间承担柴油机的全部中小零件生产。
②工作制度为二班制，工作时数为4600小时。
（3）装配车间①本车间承担年生产4160型柴油机5000台/8500吨的组装。
②工作制度为一班制，全年工作时数为2440小时。
（4）产品试验室①本室承担产品试验工作②工作制度为一班制，全年工作时数为2150小时。
（5）铸造车间①本车间承担柴油机所需的铸造件②工作制度为一班制，全年工作时数为2150小时。
（6）冲焊车间①本车间承担4160型柴油机冲压零件的备料、焊接和涂漆工作。
②工作制度为二班制，全年工作时数为4600小时。
（7）锻工车间①本车间承担4160型柴油机全部锻件以及全厂工具机修自用锻件的备料、锻件第一热处理。
②工作制度为一班制，全年工作时数为2150小时。
（8）热处理车间①本车间承担4160型柴油机零件的第二热处理和零件表面的法兰处理，全厂工具模具及机修件的处理。
②工作制度为二班制，全年工作时数为4600小时。
（9）工具车间①本车间承担本厂所有产品正常生产及产品技术改造所需的专用工具夹量具、部分标准工具的制造。
②工作制度为二班制，全年工作时数为4600小时。
（10）机修车间本车间承担全厂机械动力设备的大修。
（11）木工车间①承担铸件的制模。
②工作制度为一班制，全年工作时数为2440小时。
（12）备料车间①本车间属于金属材料库。
②工作制度为二班制，全年工作时数为4600小时。
（13）理化实验室①承担产品理化试验②工作制度为一班制，全年工作时数为2440小时。
（14）中央计量室①承担全厂标准量块的保管和定期巡检、检定，保证全厂量度的统一。
②工作制度为一班制，全年工作时数为2400小时。
二、设计依据全厂合计2、供用电协议工厂与电业部门所签订的供电协议主要内容如下：（1）从电业部门某110/10kV变电所，用10kV电缆线路向本厂供电，因供电可靠性要求，采用双回路供电，变电所距离厂东北角1.5公里；（2）供电部门提出的技术要求：①变电所10kV配出线路过电流保护装置的整定时间为1.5秒，工厂配电所应不大于0.8秒；②在总配电所10kV侧计量；③本厂的功率因数值应在0.9以上。
（3）系统短路数据。
供电部门变电所10kV侧短路容量为：供电系统如下图所示。
总配电所（待设计）三、负荷性质本厂为两班制，年最大负荷利用时数为4600小时，为二级负荷。
四、设计内容1、厂用负荷计算与各车间变压器容量、电压等级的确定。
2、工厂总配电所及配电系统主接线的设计：包括选择主接线形式，主变压器容量(型号)及数量，厂区内配电线路型号、长度。
3、短路电流的计算及无功补偿容量的确定。
4、主要电气设备的选择与动、热稳定校验（断路器、隔离开关、熔断器）。
5、主线路保护原理设计：包括保护方式的选择，整定值计算及灵敏度校验。
第一章 负荷计算和无功补偿1.1基本概念：负荷计算是正确选择供配电系统中导线、电缆、开关电器、变压器等电气设备的基础，也是保障供配电系统安全可靠运行必不可少的环节。
因此有必要对供电系统中各个环节的电力负荷进行统计计算。
根据负荷统计计算求出的各项数据来选择供电系统中的电气设备。
对于无功功率不符合要求的场合，需进行必要的无功补偿，满足运行要求。
1.2全厂负荷计算：利用需要系数法计算负荷： ·以热处理车间为例：有功功率：30P =d K N P =0.69.740⨯=444.54kW ； 无功功率：3030P Q =φtan =444.54⨯1.02=453.43kV AR ； 视在功率：KVA P S 057.6357.054.444cos 3030===φ； 可得到全厂各个车间的计算负荷数据如下：表1-1 全厂各个车间的计算负荷1.3无功功率补偿：1、无功补偿的原因：工厂中由于有大量的异步电动机、电焊机、电弧炉及气体放电灯等感性负荷，还有感性的电力变压器，从而使功率因数降低。
如在充分发挥设备潜力、改善设备运行性能、提高其自然功率因数的情况下，尚达不到规定的工厂功率因数时，则需考虑增设无功功率补偿装置。
2、无功补偿方案：根据该工厂的负荷特点，采取的无功补偿方式是在低压侧补偿。
做好低压补偿，不但可以减轻上一级电网补偿的压力，而且可提高配电变压器的利用率，改善功率因数和电压质量，并能有效的降低电能损失。
3、无功补偿的计算及无功补偿装置的选择（1）计算补偿前各个变电所低压侧总的有功、无功、视在功率、功率因数：（注：取各个变电所低压侧有功同期系数9.0=∑p K ，无功同期系数95.0=∑q K ）·以变电所1为例进行计算： 计算步骤及公式如下：有功功率：=∑30P p K P∑⨯∑30=（444.54+14.1+63+69.9）⨯0.9=532.39kW无功功率：var 775.60495.0)967.9271.73497.1643.453(3030k K Q Q q =⨯+++=⨯=∑∑∑视在功率：23023030∑∑∑+=Q P S =kVA 7244.805775.60439.53222=+功率因数：66.07244.80539.532cos 30301===∑∑S P ϕ 可见：功率因数不符合要求，需进行无功功率补偿（2）10KV 线路确定补偿后功率因数为0.95，计算要补偿的无功量var33.430)33.0-1383.1(39.532)tan (tan 2130k P Q =⨯=-=∆∑φφ（3）根据要补偿的无功量选择合适容量的电容器进行补偿。
变电所1：选择BZMJ0.4-50-3，因此，实际补偿容量为450。
同理，六个变电所得数据如下表：表1-2 各变电所无功补偿的计算结果及无功补偿装置选择（4）各个变电所经过补偿之后低压侧的相应量·以变电所1为例计算补偿后变电所1低压侧的实际无功功率及视在功率var 445.17433.43077.60430'30k Q Q Q =-=∆-=∑∑'30∑S =kVA Q P 51.560445.17439.532222'30230=+=+∑∑同理，可以求得变电所2到6低压侧经过补偿后的功率见下表：表1-3 各变电所无功补偿后的计算结果1.4各个变电所变压器容量的确定：1、变电所的变压器台数和容量的确定原则：（1）只装一台主变压器时 主变压器的额定容量T N S ⋅应满足全部用电设备总的计算负荷30S 的需要，即：T N S ⋅≥30S（2）装有两台变压器时每台变压器的额定容量N S 应同时满足以下两个条件： 任意一台变压器单独运行时：T N S ⋅≥（0.6~ 0.7）30ST N S ⋅≥30S )(II I +其中30S )(II I +——计算负荷中的全部一、二级负荷。
2、变电所的变压器台数和容量的计算过程：（1）变电所1的变压器容量的选择,根据T N S ⋅≥30S 可选出。
变电所1变压器损耗近似计算结果为： T P ∆=0.015N S =9.45KWT Q ∆=0.06N S =37.8KV AR将各个变电所的变压器型号及有功和无功损耗汇总如下：表1-4 各变压器型号和容量选择计算各个变电所高压侧有功功率、无功功率、视在功率及功率因数 ·以变电所1为例：T P P P ∆+=∑30'=541.84KWT Q Q Q ∆+=∑'30'=212.245KV AR 2'2''Q P S +==581.927KV A‘SP 'cos =ϕ=0.9311同理：补偿后最终各变电所高压侧相关计算数据如下：表1-5 补偿后最终各变电所高压侧计算结果第二章变电所主接线设计2.1电气主接线的概念：主接线代表了发电厂和变电所电气部分的主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分。
它对电气设备选择、配电装置的布置及运行的可靠性和经济性等都有重大的影响。
根据系统和用户的要求，保证必要的供电可靠性和电能质量。
因事故被迫停电的机会越少，事故后影响的范围越小，主接线的可靠性越高。
应具有一定的灵活性，以适应各种运行状态。
主接线要有足够的灵活性，且要便于检修维护。
2.2配电所主接线方案的确定：本题方案采用单母线分段供电方式，采用单母线分段提高了变电所供电的可靠性，同时相对与单母线兼旁路节省了大量的开关，降低了成本，可靠性与经济性都得到了保证，因此被采纳为设计最终方案。
2.3电气主接线基本结构图如下（主接线见附图）：10KV2.4总配位置的选择：总配电所的地点应尽量接近工厂的负荷中心，进出线方便靠近电源侧，设备运输方便。