《电气工程系》毕业设计报告系别：电气工程系专业班级：机电一体化09-1班学生姓名：张峰学生学号：20090537指导教师：胡兵新疆机电职业技术学院目录1. 设计任务 (3)1.1设计题目 (3)1.2设计目的 (3)1.3设计任务与要求 (3)2．设计内容...............................................4-11 2.1.负荷计算和无功功率补偿.............................4-7 2.1.1.负荷计算.......................................4-62.1.2.无功功率的补偿 (7)2.2.变压器的选择.......................................7-82.2.1.变压器台数的选择 (7)2.2.2.变压器容量的选择 (8)2.2.3.变压器类型的选择 (8)2.3.导线与电缆的选择 (9)2.3.1高压进线和引入电缆的选择 (9)2.3.2 380v低压出线的选择 (9)2.4.电气设备的选择 (10)2.4.1. 模块功能 (10)2.4.2. 模块需要提供的参数 (10)2.4.3. 继电保护及二次结线设计 (10)3．防雷与接地装置的设置.....................................10-11 3.1.直接防雷保护.. (11)3.2.雷电侵入波的防护 (11)3.3接地装置的设计 (11)4．心得体会 (12)5. 参考文献 (13)6．致谢 (14)1.设计任务1.1设计题目：10KV工厂供配电系统设计1.2设计目的通过本课程设计：熟悉供配电系统初步设计必须遵循的原则、基本内容、设计程序、设计规范等，锻炼工程设计、工程计算、工具书使用等能力，并了解供电配电系统前沿技术及先进设备。
让我们了解设计工厂配电的一般流程，对工厂的布局有个大致的概念，对电力系统的接线方式有一定的了解。
1.3设计任务与要求2.设计内容2.1.负荷计算负荷计算的目的是：（1）计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）为电气设计提供技术依据。
计算公式：有功功率 P30= Pe*Kx(kW)无功功率 Q30= P30*TanΦ(kVar)视在功率 S30= P30/ CosΦ(KVA)计算电流 I30= S30/（3*U N)(A)式中，kx为需要系数；CosΦ为功率因素；TanΦ为功率因素的正切值；U N为用电设备组的额定电压；3＝1.732。
(1)锻造车间： P30= Pe*Kx=0.3*300=90kwQ30= P30*TanΦ=90*1.01=91.8kvarS30= P30/ cosΦ=90/0.7=128.6KVAI30= S30/3*UN=128.6/(1.732*0.38）=195.44A(2)锻压车间： P30= Pe*Kx=0.3*350=105kwQ30= P30*TanΦ=105*1.17=122.85kvarS30= P30/ cosΦ=105/0.65=161.5KVAI30= S30/3*UN=161.5/（1.732*0.38）=245.44A(3)热处理车间：P30= Pe*Kx=0.6*150=90kwQ30= P30*TanΦ=90*0.75=67.5kvarS30= P30/ cosΦ=90/0.8=112.5KVAI30= S30/3*UN=112.5/（1.732*0.38）=170.97A （4）电镀车间：P30= Pe*Kx=0.5*250=125kwQ30= P30*TanΦ=125*1.07=134.8kvarS30= P30/ cosΦ=125/0.68=183.8KVAI30= S30/3*UN=183.8/（1.732*0.38）=279.331A （5）仓库： P30= Pe*Kx=0.4*20=8kwQ30= P30*TanΦ=8*0.75=6kvarS30= P30/ cosΦ=8/0.8=10KVAI30= S30/3*UN=10/（1.732*0.38）=15.2A（6）工具车间：P30= Pe*Kx=0.3*360=108kwQ30= P30*TanΦ=108*1.33=143.64kvarS30= P30/ cosΦ=108/0.6=180KVAI30= S30/3*UN=180/（1.732*0.38）=273.56A （7）金工车间：P30= Pe*Kx=0.2*400=80kwQ30= P30*TanΦ=80*1.17=93.6kvarS30= P30/ cosΦ=80/0.65=123.1KVAI30= S30/3*UN=123.1/（1.732*0.38）=187.08A （8）锅炉房: P30= Pe*Kx=0.7*50=35kwQ30= P30*TanΦ=35*0.75=26.25kvarS30= P30/ cosΦ=35/0.8=43.75KVAI30= S30/3*UN=43.75/（1.732*0.38）=66.49A （9）装配车间：P30= Pe*Kx=0.3*180=54kwQ30= P30*TanΦ=54*1.01=54.54kvarS30= P30/ cosΦ=54/0.7=77.14KVAI30= S30/3*UN=77.14/（1.732*0.38）=117.23A （10）机修车间：P30= Pe*Kx=0.2*160=32kwQ30= P30*TanΦ=32*1.17=37.44kvarS30= P30/ cosΦ=32/0.65=49.231KVAI30= S30/3*UN=49.231/（1.732*0.38）=74.82A（11）生活区：P30= Pe*Kx=0.7*350=245kwQ30= P30*TanΦ=245*0.49=118.66kvarS30= P30/ cosΦ=245/0.9=272.2KVAI30= S30/3*UN=272.2/（1.732*0.38）=413.68A 机械厂负荷统计表2.1.2.无功功率的补偿设计要求达到的功率因数为0.9以上，显然不符合要求，需要进行无功补偿。
无功功率的人工补偿装置：主要有同步补偿机和并联电抗器两种。
由于并联电抗器具有安装简单、运行维护方便、有功损耗小以及组装灵活、扩容方便等优点，因此并联电抗器在供电系统中应用最为普遍。
考虑到主变压器的无功损耗元大于有功损耗，因此380V 侧最大负荷时功率因数应稍大于0.9，暂取0.92来计算380V 侧所需无功功率补偿容量：C Q =30P (tan 1ϕ - tan 2ϕ)=972[tan(arccos0.724）—tan(arccos0.92) ] =512.01kvar 选择低压单相并联电容器BWF 0.4-75-1/3，单个容量为75kvar 。
2U U N N Qe Q ⎛⎫= ⎪⎝⎭式中：N Q 为电容器铭牌上的额定容量，Kvar ； Qe 为电容器在实际运行电压下的容量，Kvar ； U N 为电容器的额定电压，kV ；U 为电容器实际运行电压，kV ；每个电容器的实际无功容量为2U U N N Qe Q ⎛⎫= ⎪⎝⎭=75（380/400)²=67.69kvar实际应选用的电容器的个数为n=Qc /Qe =512.01/67.69≈8（个）2.2.变压器的选择在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。
2.2.1.变压器台数的选择原则：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，重要程度有关。
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。
2.2.2.变压器容量的选择原则：1. 选择1台变压器时容量应满足：NT 30S S ≥2. 选择2台变压器时每台容量应同时满足： NT 30(0.6~0.7)S S ≥ ()NT 30S S I +∏≥式中，30S 为变压器低压侧负荷计算容量，NT S 为所要选择的变压器容量，()30S I +∏为部的一二级负荷和。
3．选择l 台配电变压器容量时应考虑容量上限，一般不超过1250一2000KVA 。
4．适当考虑负荷的发展。
2.2.3.变压器类型的选择原则：1．一般情况选择双绕组三相变压器，并选用SL7、S7、S9等低损耗电力变压器‘251'系列。
2．多尘或腐蚀场所选择防尘防腐型变压器如SLl4等系列全密封式变压器。
3．高层建筑选用不燃或难燃型变压器如SCL 系列环氧树脂浇注干式变压器 或SF6型变压器。
4．多雷地区宜选用防雷型变压器如Sz型变压器。
5．电压偏移大的电压质量要求高的场所选用有载调压型变压器如SZL7、Sz9系列变压器。
综合以上考虑，选择2台接线方式为Yyn0的S9-1000 10/0.4kV变压器，每台可分的负荷是700KVA，满足变压器的选择规则。
2.3.导线与电缆的选择为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济的运行，进行导线和电缆截面时必须满足一些条件:（1）发热条件导线和电缆在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。
（2）电压损耗条件导线和电缆在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的电压损耗，不应超过其正常运行时允许的电压损耗。
对于工厂内较短的高压线路，可不进行电压损耗检验。
（3）机械强度导线（包括裸线和绝缘导线）截面不应小于其最小允许截面。
对于电缆，不必校验其机械强度，但需要检验其短路热稳定性。
母线也应检验短路时的稳定度。
对于绝缘导线和电缆，还应满足工作电压的要求。
根据设计要求和有关资料的考证，10kv电路，通常先按发热条件来选择截面，在校验电压损耗和机械强度。
低压照明线路，因为其对电压水平要求较高，因此通常先按允许电压损耗进行选择，再校验发热条件和机械强度。
2.3.1高压进线和引入电缆的选择10kv高压进线的选择与校验采用LJ性铝绞线，架空敷设，接往10kv公用干线。
查相关资料，10kv铝及铝合金最小截面为35平方毫米，不满足机械强度的要求，故选LJ-35型铝绞线。