电力工程基础课程设计学校：海南大学学院：机电工程学院姓名：王映翰班级：09电气一班学号：20090304310046第一部分 设计任务书一， 设计题目某工矿企业降压变电所电气设计二，设计要求根据本厂用电负荷，并适当考虑生产的发展，按安全可靠，技术先进，经济合理的要求，确定工厂变电所的位置与形式，通过负荷计算，确定主变压器台数及容量，进行短路电流计算，选择变电所的主接线及高、低压电气设备，选择整定继电保护装置，最后按要求写出设计计算说明书，绘出设计图纸。
三，设计资料 设计工程项目 （1） 工厂总平面图：（2） 工厂负荷数据：（3）供电电源情况：按与供电局协议，本厂可由东南方19公里处的变电所110/38.5/11kv，50MVA变压器供电，供电电压可任选。
（4）电源的短路容量：35kv母线的出线断路器断流容量为1500MVA；10kv母线的出线断路器断流容量为350MVA。
（5）供电局要求的功率因数：当35kv供电时，要求工厂变电所高压侧cos¢>=0.9;当以10kv供电时，要求工厂变电所高压侧cos¢>=0.95.（6） 气象资料： 四，设计任务 （一） 设计计算说明书 （二） 设计图纸第二部分 设计计算书一、各区域计算负荷和无功补偿 1.采选矿区已知：P30=3000KVA Tmax=5000h cos¢0.9 Q30= P30*tan¢=3000*0.48=1440 KvarS30=230230Q P + =3327.70KVA 2．冶炼厂已知：P30=2200KVA Tmax=4200h cos¢0.9 Q30= P30*tan¢=2200*0.48=1056 KvarS30=230230Q P + =2440.31KVA 3.化工厂已知：P30=2000KVA Tmax=4200h cos¢0.9 Q30= P30*tan¢=2000*0.48=960 KvarS30=230230Q P + =2218.47 KVA 4.机械制造厂已知：P30=1500KVA Tmax=2880h cos¢0.9 Q30= P30*tan¢=1500*0.48=720 KvarS30=230230Q P + =1163.85KVA 5.厂区和职工居住区照明已知：P30=800KVA Tmax=1800h cos¢0.9 Q30= P30*tan¢=800*0.48=384 KvarS30=230230Q P + =887.39KVA 6.所用电已知：P30=500KVA Tmax=1800h cos¢0.9 Q30= P30*tan¢=500*0.48=240 KvarS30=230230Q P + =554.62KVA一，各区域变电所的设计选择（一）各车间变电所位置及全厂供电平面草图根据地理位置及格车间计算负荷大小，决定设立3个变电所，格子供电范围如下：变压所I：选采矿区，所用电。
变压所II：冶炼厂，厂区和职工居住区照明。
变压所III：化工厂，机械制造厂。
全厂供电平面图见图（三）个车间变压器台数及容量选择1.变压所I变压器台数及容量选择（1）变压所I的供电负荷统计，系数取：Kp=0.9，KQ=0.95 P30= Kp*（P30所+ P30采）=0.9*（3000+500）=3150KWQ30= KQ*( Q30所+ Q30采) =0.95*（1440+240）=1596 Kvar （2）变压所I的无功补偿无功补偿试取： QC =100Kvar补偿以后： Q30=1596-100=1496Kvarcos¢=302c30230P)QQ(P-+ =0.98>0.90S 1=2c30230)QQ(P-+=3184.49 KVA（3）变压所I的变压器选择，为保证供电的可靠性，选用两台变压器（每台可供车间总负荷的70%）：SNTI =0.7 S1=0.7*3184.49=2229.143KVA选择变压器型号为S7系列，额定容量为2500KVA两台，查表得出变压器的各项参数：空载损耗∆P0=3.65KW；负载损耗∆Pk=23KW;阻抗电压Uk%=5.5；空载电流I0%=1.0。
（4）计算每台变压器的功率损耗（n=1）。
S30=0.5* S1=0.5*3184.49=1592.25KVA∆PT=n ∆P0+n1∆Pk （N 30S S ）2=12.98KW∆QT=n100%I 0 N S +n 1100%U K N S （N 30S S ）2=80.78Kvar 2. 变压所II 变压器台数及容量选择（1）变压所II 的供电负荷统计。
P30= Kp*（P30冶+ P30厂）=0.9*（2000+800）=2700KW Q30= K Q *( Q30冶+ Q30厂) =0.95*（1056+384）=1368 Kvar （2）变压所II 的无功补偿无功补偿试取： QC =100Kvar补偿以后： Q30=1368-100=1268Kvarco s¢=302c 30230P )Q Q (P -+ =0.91>0.90S 2=2c 30230)Q Q (P -+=2982.92KVA（3）变压所II 的变压器选择，为保证供电的可靠性，选用两台变压器（每台可供车间总负荷的70%）： SNTII=0.7 S 1=0.7*3184.49=2229.143KVA选择变压器型号为S7系列，额定容量为2500KVA 两台，查表得出变压器的各项参数： 空载损耗∆P0=3.65KW ； 负载损耗∆Pk=23KW; 阻抗电压Uk%=5.5； 空载电流I0%=1.0。
（4）计算每台变压器的功率损耗（n=1）。
S30=0.5* S 2=0.5*2982.92=1491.46KVA∆PT=n ∆P0+n1∆Pk （N 30S S ）2=11.84KW∆QT=n100%I 0 N S +n 1100%U K N S （N 30S S ）2=73.94Kvar 3. 变压所III 变压器台数及容量选择（1）变压所III 的供电负荷统计，系数取：Kp=0.9，K Q =0.95 P30= Kp*（P30化+ P30机）=0.9*（3000+500）=3150KWQ30= K Q *( Q30所+ Q30采) =0.95*（1440+240）=1596 Kvar（2）变压所III的无功补偿无功补偿试取： QC =100Kvar补偿以后： Q30=1596-100=1496Kvarcos¢=302c 30230P )Q Q (P -+ =0.98>0.90S 1=2c 30230)Q Q (P -+=3184.49 KVA（3）变压所III 的变压器选择，为保证供电的可靠性，选用两台变压器（每台可供车间总负荷的70%）： S NTI =0.7 S 1=0.7*3184.49=2229.143KVA选择变压器型号为S7系列，额定容量为2500KVA 两台，查表得出变压器的各项参数： 空载损耗∆P0=3.65KW ；负载损耗∆Pk=23KW; 阻抗电压Uk%=5.5； 空载电流I0%=1.0。
（4）计算每台变压器的功率损耗（n=1）。
S30=0.5* S 1=0.5*3184.49=1592.25KVA∆PT=n ∆P0+n1∆Pk （N 30S S ）2=12.98KW∆QT=n100%I 0 N S +n 1100%U K N S （N 30S S ）2=80.78Kvar 二，厂内10KV 线路截面选择 1． 供给变电所I 的10KV 线路为保证供电的可靠性选用双回路供电线路，每回供电线路计算负荷：P30=0.5*3150=1575KWQ30=0.5*1596=798Kvar计及变压器的损耗：P ’= P30+∆PT=1575+12.98=1587.98KW Q ’= Q30+∆QT=798+80.98=878.98Kvar S ’='22'QP +=1815KVAI 30= S ’/(3U)=104.79A年最大负荷平局利用小时数Tm ax=所采所所采采3030max 30max 30P P T *P T *P ++=4543h,查表得:架空线路的经济电流密度J=0.86A/mm2。
ec所以可得经济截面：A ec =I 30/ J ec =121.8mm 2。
可选导线型号为LJ-120，其允许载流量为I 1a =375A 。
相应参数为r 0=0.28x km /，Ω0=0.3km /Ω。
再按发热条件检验已知θ=40o C ，温度修正系数为：K t =257070--θ=0.816I '1a = K t * I 1a =0.816*375=306A> I 30=104.79A 由上式可知，所选导线符合长期发热条件。
根据地理位置图及比例尺，得到此线路长度为0.64km 线路功率损耗：∆PL=3I 230R L =3I 2'r 0L=3*104.792*0.28*0.64=5.9KW ∆QL=3I 230X L =3I 2'x 0L=3*104.792*0.3*0.64=6.3Kvar 线路首端功率：P=P ’+∆P=1587.98+5.9=1593.88KWQ=Q ’+∆Q=878.98+6.3=885.28Kvar线路压降计算：∆U=N U L00Qx L Pr +=0.045KV∆U%=NU U∆*100%=0.45% 合格。
2． 供给变电所II 的10KV 线路为保证供电的可靠性选用双回路供电线路，每回供电线路计算负荷：P30=0.5*2700=1350KWQ30=0.5*1368=684Kvar计及变压器的损耗：P ’= P30+∆PT=1350+11.84=1361.84KW Q ’= Q30+∆QT=684+73.94=757.94Kvar S ’='22'QP +=1558.5KVAI 30= S ’/(3U)=89.98A年最大负荷平局利用小时数Tm ax=厂冶厂厂冶冶3030max 30max 30P P T *P T *P ++=1780h,查表得:架空线路的经济电流密度Jec =1.48A/mm2。
所以可得经济截面：A ec =I 30/ J ec =60.79mm 2。
可选导线型号为LJ-70，其允许载流量为I 1a =265A 。
相应参数为r 0=0.48x km /，Ω0=0.32km /Ω。