《电气工程CAD大作业》报告系别：机电与自动化学院专业班级：电气自动化技术0901学生姓名：**指导教师：**（课程设计时间：2011年6月20日——2011年6月25日）华中科技大学武昌分校目录1．设计的目的 (1)2．设计任务 (1)3．设计任务要求 (2)3.1负荷计算及无功补偿 (2)3.1.1各部分的负荷计算 (2)3.1.2无功功率补偿 (5)3.2变压器的选择 (5)3.3导线与电缆的选择 (6)3.4电气设备的选择 (10)4设计心得体会 (13)参考文献 (14)1.设计目的·帮助我们熟悉小型工厂的配电系统的构架及建模方案。
·训练同学们对配电系统最基本的参数计算，并根据计算参数选择正确的的器件来完成配电的需要系统。
·利用CAD绘图软件画出10kv工厂供配电系统设计，使我们更加熟悉CAD 的绘图，实现现10kV及以下低压供配电的CAD系统一体化设计，使其功能更趋完善，真正满足设计人员的需要，这项工作是很有实际意义的。
2.设计任务机械厂的地理位置及负荷分布图机械厂的负荷统计表厂房编号厂房名称负荷类型设备容量（kw）需要系数kx 功率因数cosφ1 铸造车间2 300 0.3 0.72 锻压车间3 350 0.3 0.653 热处理车间 3 150 0.6 0.84 电镀车间 3 250 0.5 0.685 仓库 3 20 0.4 0.86 工具车间 3 360 0.3 0.67 金工车间 3 400 0.2 0.658 锅炉房 2 50 0.7 0.89 装配车间 3 180 0.3 0.710 机修车间 3 160 0.2 0.6511 生活区 3 350 0.7 0.93.设计任务要求3.1负荷计算及无功补偿3.1.1各部分的负荷计算要进行低压供配电系统的设计，负荷的统计计算是其中的一项重要内容，负荷计算结果对选择供配电设备及安全经济运行均起决定性的作用。
负荷计算的目的是：○1算变配电所内变压器的负荷电流及视在功率，作为选择变压器容量的依据。
○2计算流过各主要电气设备(断路器、隔离开关、母线、熔断器等)的负荷电流，作为选择这些设备的依据。
○3计算流过各条线路(电源进线、高低压配电线路等)的负荷电流，作为选择这些线路电缆或导线截面的依据。
○4计算尖峰负荷，用于保护电器的整定计算和校验电动机的启动条件。
计算负荷是工程设计中按照发热条件选择导线和电气设备的依据。
计算负荷确定得是否合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理，如果计算负荷确定的过大，将使电器和导线电缆选得过大，造成投资和有色金属的浪费，变压器负荷率较低运行时，也将造成长期低效率运行。
如果计算负荷确定的过小，又将使电器和导线处于过负荷运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早老10kv及以下供配电CAD系统的设计研究化甚至产生火灾，造成更大的经济损失。
因此，正确确定计算负荷具有很大的意义。
(1)铸造车间的负荷计算有功功率：P30=Kx*Pe=300*0.3=90KW无功功率：tgφ =sinφ /conφ=1.02Q30= P30*tgφ=90*1.02=91.8 KVar视在功率：S30= P30/ conφ=128.57KV·A计算电流：I30= S30/√3U N=128.57/√3*0.38=201A（2）锻压车间的负荷计算有功功率：P30=Kx*Pe=350*0.3=105 KW无功功率：tgφ =sinφ /conφ=1.169Q30= P30*tgφ=105*1.169=122.75 KVar视在功率：S30= P30/ conφ=105/0.65=161.538 KV·A计算电流：I30= S30/√3U N=161.538/√3*0.38=251 A(3)热处理车间的负荷计算有功功率：P30=Kx*Pe=150*0.6=90 KW无功功率：tgφ =sinφ /conφ=0.75Q30= P30*tgφ=90*0.75=67.5 KVar视在功率：S30= P30/ conφ=90/0.8=112.5 KV·A计算电流：I30= S30/√3U N=112.5/√3*0.38=176 A （4）电镀车间的负荷计算有功功率：P30=Kx*Pe=250*0.5=125 KW无功功率：tgφ =sinφ /conφ=1.078Q30= P30*tgφ=125*1.078=134.78 KVar 视在功率: S30= P30/ conφ= 125/0.68=183.824 KV·A计算电流：I30= S30/√3U N=134.78/√3*0.38=244 A（5）仓库的负荷计算有功功率：P30=Kx*Pe=20*0.4=8KW无功功率：tgφ =sinφ /conφ=0.75Q30= P30*tgφ=8*0.75=6 KVar视在功率：S30= P30/ conφ=8/0.8=10 KV·A计算电流：I30= S30/√3U N=10/√3*0.38=16.2A(6)工具车间的负荷计算有功功率：P30=Kx*Pe=360*0.3=108 KW无功功率：tgφ =sinφ /conφ=1.33Q30= P30*tgφ=108*1.33=144 KVar视在功率：S30= P30/ conφ=108/0.6=180 KV·A计算电流：I30= S30/√3U N=180/√3*0.38=280 A（7）金工车间的负荷计算有功功率：P30=Kx*Pe=400*0.2=80KW无功功率：tgφ =sinφ /conφ=1.169Q30= P30*tgφ=80*1.169=93.53 KVar视在功率：S30= P30/ conφ=80/0.65=123.077 KV·A计算电流：I30= S30/√3U N=123.077/√3*0.38=194A （8）锅炉房的负荷计算有功功率：P30=Kx*Pe=50*0.7=35KW无功功率：tgφ =sinφ /conφ=0.75Q30= P30*tgφ=35*0.75=26.25 KVar视在功率：S30= P30/ conφ=35/0.8=43.75 KV·A计算电流：I30= S30/√3U N=43.75/√3*0.38=67A（9）装配车间的负荷计算有功功率：P30=Kx*Pe=180*0.3=54KW无功功率：tgφ =sinφ /conφ=1.02Q30= P30*tgφ=54*1.02=55.091KVar视在功率：S30= P30/ conφ=54/0.7=77.14 KV·A计算电流：I30= S30/√3U N=77.14/√3*0.38=122 A（10）机修车间的负荷计算有功功率：P30=Kx*Pe=160*0.2=32KW无功功率：tgφ =sinφ /conφ=1.169Q30= P30*tgφ=32*1.169=37.41 KVar视在功率：S30=P30/ conφ=32/0.65=49.23 KV·A计算电流：I30= S30/√3U N=49.23/√3*0.38=78 A（11）生活区的负荷计算有功功率：P30=Kx*Pe=350*0.7=245 KW无功功率：tgφ =sinφ /conφ=0.484Q30= P30*tgφ=245*0.484=118.659 KVar视在功率：S30= P30/ conφ=245/0.9=272.22 KV·A计算电流：I30= S30/√3U N=272.22/√3*0.38=413A3.1.2无功功率补偿低压配电系统为用电端，有感应电动机、电焊机、气体放电灯等感性负荷，需要的无功功率大，使功率因数降低，较低的功率因数会使系统的电能损耗和电压损耗增大，为了减小损耗，节约电能，提高电压质量，必须提高功率因数。
供电营业部门规定：l OOkV·A及以上高压供电的用户功率因数为O．9以上，未达到规定的应进行补偿。
无功补偿有同步补偿机和并联电容器补偿，一般采用并联电容器进行补偿。
无功补偿容量可按下式计算：Qc=P 30(tgφ1—tgφ2)=972*(0.924-0.484)=427.68式中，tgφ1、tgφ2分别为补偿前功率因数tgφ1和补偿后功率因数tgφ2的正切值。
则补偿后的功率因数为：COSφ=927/√(927*927+499.32)=0.99973.2变压器的选择进行负荷统计及无功补偿后，就可根据补偿后的容量进行变压器的选择。
变压器的选择包括容量、台数、类型的选择。
（1）在供配电系统中，变压器台数的选择与供电范围内用电负荷大小、性质、要程度有关。
选择原则：如果有下列情况考虑选择2台。
○1有大量的一、二级负荷；○2季节性负荷或昼夜负荷变动大宜采用经济运行方式；○3负荷集中且容量大(1250KVA以上)的三级负荷；○4考虑负荷发展可能。
其它情况选择l台，三级负荷一般选择1台，本次大作业的主变压器用的是一台，因为在本次设计中的机械厂的负荷统计表中负荷类型主要是3级负荷，少量的2级负荷。
（2）变压器容量的选择S NT≥S30总=1090KV·A3.3导线与电缆的选择导线和电缆用于连接各种设备和用户，以传输电能。
在10kV及以下变配电所中，有高压进出线、低压出线。
高压进出线一般选择高压架空线和电缆，高压架空线有铝绞线、钢芯铝绞线和铜绞线：电缆线有铝芯电缆、铜芯电缆，有不同的护层构成各种用途。
低压出线有绝缘导线和电缆线，有不同的种类用于各种场合。
（1）导线材质的选择本次设计中对导线的材料没有严格的限制，可以采用铝芯导线或者铜芯导线。
（2）电缆外护层的选择电缆外护层包括忖垫层、铠装层和外皮层起机械加强和防腐作用及种电缆护层及铠装的选用可查有关资料（3）导线和电缆的选择○110 KV母线选LMY-3(40*4),即母线尺寸为40mm*4mm；380N母线选LMY-（120*10）+80*6,即相母线尺寸为120mm*10mm，而中线母线尺寸为80mm*6mm。
○210KV高压进线的采用LJ型铝线架空敷设，接住10KV公用干线。
按发热条件，查找资料可得I30=57.5A,当在33度左右的环境中时可以选用LJ-16，该导线在35度环境中时I=93.5>57.5,故满足发热条件，但LJ-16的机械强度不够，最后选定LJ-35.○3由高压配电室至主变的一段引入电缆采用YJL-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。
按照发热的条件及土壤的温度（选25度）可知当缆芯截面为25平方毫米的交联电缆可满足需求，故选用YJL22-10000-3*25的电缆。