届毕业生毕业设计说明书题目：某机械厂供配电系统设计院系名称：电气工程学院专业班级：学生：学号：指导教师：教师职称：讲师20年 6 月 6 日目次1 概述 01.1 国外发展现状 01.2 供配电系统的研究意义 01.3 研究的容 (1)2 负荷计算及无功补偿 (2)2.1 电力负荷的类型 (2)2.2 负荷计算 (2)2.3 无功功率补偿 (9)3 变电所主变压器选择和主接线方案选择 (10)3.1 变电所主变压器的选择 (10)3.2 主接线方案设计 (11)3.3 厂区规划图 (13)4 短路电流的计算 (15)4.1 短路电流计算的基本公式 (15)4.2 电抗标幺值的计算公式 (15)4.3 确定基准值、计算电抗标幺值 (16)5 高、低压电气设备的选择与校验 (19)5.1 高压设备的选择与校验 (19)5.2 低压设备的选择与校验 (22)5.3 母线的选择 (22)5.4 导线的选择 (23)6 继电保护的整定与计算 (24)6.1 高压线路的继电保护 (24)6.2 电力变压器的继电保护 (25)7 防雷和接地装置 (26)7.1 防雷 (26)7.2 接地装置 (26)7.3 防雷措施 (27)结论 (28)致 (30)参考文献 (31)附录A 电气主接线图 (33)1 概述1.1 国外发展现状现代大中型工厂供配电系统的电气主接线和运行方式都比较复杂，各种电气设备的数量和种类也比较多，随着经济和现代工业建设的迅速发展，供电系统的设计越来越全面、系统，工厂用电量迅速增长，对电能质量、技术经济状况、供电的可靠性指标也日益提高，因此对供电设计也有了更高、更完善的要求。
供配电系统是电力系统的电能用户，也是电力系统的重要组成环节。
它由总降压变电所、高压配电所、车间变电所、配电线路以及用电设备组成。
在小型工厂中，电能先经过高压配电所，然后经过变压器降压，低压配电线路将车间变电所的电能送到各低压用电设备。
在我国，供配电的建设未能得到重视，资金短缺，技术性能落后，另外供配电技术环节形成电力需求与供配电设施不协调的局面。
随着人们生产活动的日渐增多，工厂对电能的需求也在日益增加，作为评估电能质量的相关指标，例如电能的可靠性、电能的经济状况、电能的质量等指标也随之有待提高。
1.2 供配电系统的研究意义现如今，电能已经成为人们生活中不可或缺的能源和生活工具，其在工业生产，生活的各个领域中获得了广泛应用，为人们提供更加舒适便捷的工作环境和生活环境创造了条件。
电力是现代事业发展的主要能源和动力，没有电力可以说就没有国有经济的现代化。
现代的生活都离不开电力，都是建立在电气的基础上。
因此，电力供应如果中断，将会给现代的发展带来严重的影响。
譬如那些对可靠性有有很高要求的企业，即使工厂中设备停电的时间极短，也能引起工厂中严重的事故发生，轻则把电气设备烧坏，重则威胁到人身安全，故而，必须认真做好达到系统供电要求，切实保证电力系统的正常运行，更好地发展生产，实现过程的全部自动化。
要切实保障生产和日常社会生活的需求，就必须做好工厂供电系统的工作，在确保可靠供电的前提下，考虑并努力做好节能减排工作，实现高效，优质供电供电部门必须做到以下几点：（1）安全在电能的供应、分配和使用中，不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即连续供电的要求。
（3）优质应满足电能用户对电压质量和频率质量等的要求。
（4）经济供电系统的投资要少，运行费用低，尽可能的节约能源和减少有色金属消耗量。
当然，除了上述基本要求，想高质量的做好工厂供电工作，还要学会合理地做好工厂供电长远发展的规划安排，既考虑到局部利益，又要有长远的目光和见识，做到适应长期发展目标的要求。
1.3 研究的容本次设计主要研究的是某机械厂供配电系统，从获得的原始资料开始着手相关资料的查询以及分析计算，主要完成了以下几个方面：负荷计算及无功补偿，确定变电所的所址、型式以及变电所的主接线方案，按需要系数法进行短路计算，选择高、低压设备并进行校验，变电所防雷保护及接地装置的设计以及用CAD 软件绘制电气原理图。
小型的机械厂供电负荷等级一般为二级负荷，考虑到生产加工，应急照明对电力要求高的方面，避免因停电造成不必要的损失，因此在本次设计中应该从各个方面综合实际情况考虑，做到经济，可靠，完善。
由于供电部门对厂区用电有功率因数方面的要求必须达到0.9以上，所以降压变电所采用并联电容器进行无功功率补偿。
通过短路电流的计算，对供配电系统的继电保护进行整定与计算，最后对本厂进行防雷与接地保护。
2 负荷计算及无功补偿2.1 电力负荷的类型按照电力负荷对供电可靠性的要求，电力负荷分为一级负荷、二级负荷、三级负荷。
在本次机械厂供配电系统设计中，大多数负荷属于二级负荷，且主要对动力负荷和照明负荷进行分析，并完成负荷计算。
2.2 负荷计算在工厂中，为了防止造成电气设备资源的浪费，保证电气设备的安全运行，需要进行负荷计算。
负荷计算的方法有很多，如需要系数法，利用系数法，单位指标法等。
在这次设计中，按需要系数法确定三相用电设备组有功计算负荷，最基本的负荷计算公式为：30d e P K P = （2-1）其中30P 为全厂的有功计算负荷，e P 为全厂用电设备的总容量，d K 为需要系数。
2.2.1 基本公式无功计算负荷 3030tan Q P ϕ= （2-2） 视在计算负荷 3030cos P S ϕ= （2-3） 计算电流30I =（2-4） 2.2.2 多组用电设备计算负荷的确定 有功计算负荷 3030p P K P ∑=∑ （2-5） 无功计算负荷 3030Q K Q q ∑=∑ （2-6） 以上两式中的30P ∑、30Q ∑分别为各组用电设备的有功和无功计算负荷之和，p K ∑、q K ∑分别为同时系数。
视在计算负荷 23023030Q P S += （2-7）计算电流 nU S I 33030=（2-8） 2.2.3 工厂负荷情况 该厂每天的工作时间为十小时，一年当中有十个月正常生产，最大负荷时生产的小时为3500小时，年耗电量约为2500h KW ⋅，本厂多数车间为二级负荷，本厂的负荷统计资料如下表2-1所示，并进行负荷计算。
表2-1 本厂的符合统计资料下面对原始资料进行负荷计算：1、金工车间：动力部分：300.2500100d e P K P kW ==⨯= 3030tan 100 1.73173var Q P k ϕ==⨯=3030100200cos 0.5P S kVA ϕ===30303.87I A ===照明部分： 300.897.2d e P K P kW ==⨯=3030tan 7.200var Q P k ϕ==⨯=30307.27.2cos 1.0P S kVA ϕ===3018.82I A === 2、铸造车间 动力部分：300.235070d e P K P kW ==⨯=3030tan 70 1.73121.10var Q P k ϕ==⨯= 3030121.10242.20cos 0.5P S kVA ϕ===30368.42I A === 照明部分：300.94 3.6d e P K P kW ==⨯= 3030tan 3.600var Q P k ϕ==⨯=3030 3.6 3.6cos 1.0P S kVA ϕ===309.45I A === 3、热处理车间 动力部分：300.610060d e P K P kW ==⨯= 3030tan 600.7545var Q P k ϕ==⨯= 30304556.25cos 0.8P S kVA ϕ===3085.07I A ===照明部分： 300.854d e P K P kW ==⨯= 3030tan 400var Q P k ϕ==⨯= 303044cos 1.0P S kVA ϕ===3010.45I A === 4、锻压车间 动力部分：300.3400120d e P K P kW ==⨯=3030tan 120 1.17140.40var Q P k ϕ==⨯= 3030120184.62cos 0.65P S kVA ϕ===30279.22I A === 照明部分：300.87 5.6d e P K P kW ==⨯= 3030tan 5.600var Q P k ϕ==⨯= 3030 5.6 5.6cos 1.0P S kVA ϕ===3014.63I A === 5、电镀车间 动力部分：300.5300150d e P K P kW ==⨯=3030tan 1500.75112.50var Q P k ϕ==⨯=3030112.50140.63cos 0.8P S kVA ϕ===30212.69I A === 照明部分：300.94 3.6d e P K P kW ==⨯=3030tan 3.600var Q P k ϕ==⨯=3030 3.63.6cos 1.0P S kVA ϕ===309.40I A === 6、生活区300.7300210d e P K P kW ==⨯=3030tan 2100.48100.8var Q P k ϕ==⨯=3030210233.3cos 0.9P S kVA ϕ===30612.3I A === 7、取全厂的同时系数p K ∑、q K ∑均为0.9，则全厂总的计算负荷分别为30300.9734660.6p P K P kW ∑=∑=⨯=var 52.62380.6929.03030k Q K Q q =⨯=∑=∑kVA Q P S 39.90852.6236.6602223023030=+=+= A U S I n 16.138038.0339.90833030=⨯==在设计中，为了使人一目了然，我采用计算表格的形式对各车间负荷计算值进行统计，如下表2-2所示。
表2-2 各车间负荷计算值2.3 无功功率补偿机械厂中由于有大量感性负荷，还有感性的电力变压器，从而使功率因数降低。
根据供电部门对本厂用电的要求，功率因数要达到0.90以上，由上述负荷计算可知9.068.0cos <=ϕ，则要考虑增设无功功率补偿装置，降低电能损耗。
在此次设计中暂取0.92来计算无功功率补偿容量。
装设的无功补偿装置（并联电容器），其容量为)tan (tan '30'3030ϕϕ-=-=P Q Q Q c （2-9） 要使功率因数由0.68提高到0.92，低压侧需装设的并联电容器容量为 var 71.430var )92.0arccos tan 68.0arccos (tan 6.660k k Q c =-⨯=则补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为kVA kVA Q Q P S c 16.688)71.43052.623(6.660)(22230230')2(30=-+=-+=变压器的功率损耗为kW kVA S P T 716.68801.001.0')2(30=⨯=≈∆ var 3416.68805.005.0')2(30k kVA S Q T =⨯=≈∆变电所高压侧的计算负荷为kW kW kW P 6.66776.660')1(30=+=var 81.226var 34var 81.192')1(30k k k Q =+= kVA kVA S 08.70581.2266.66722')1(30=+=A I 71.4010308.705')1(30=⨯=补偿后机械厂的功率因数为94.008.7056.667cos ')1(30')1(30'===S P ϕ，这一功率因数满足要求。