....石家庄铁道大学电气与电子工程学院 课程设计（论文）任务书专业班级： 电1201-4 学生姓名： 张桂芳 指导教师（签名）： 杜立强一、课程设计（论文）题目某制药厂 10KV 变电站电气部分的设计二、本次课程设计（论文）应达到的目的工厂供电课程设计是在《供电技术》课程学完结束后的一次教学实践环节。

课程设计是实践 教学环节的重要组成部分，其目的是通过课程设计加深学生对课程基本知识的理解，提高综合运 用知识的能力，掌握本课程的主要内容、工程设计或撰写论文的步骤和方法。

围绕课本内容培养 学生独立进行工业供电系统和建筑供电系统电气部分设计计算能力，包括供电系统设计计算能力 和电力设备选择能力。

培养学生理论联系实际的能力，加强供电专业知识的认识水平。

锻炼和培 养学生分析和解决电力供电专业技术问题的能力和方法。

三、本次课程设计（论文）任务的主要内容和要求（包括原始数据、技术参数、设计要求等）1、设计依据 1）电源和环境条件： 由石家庄热电集团热电四厂 10KV 双回路供电，正常情况下，一路工作，一路备用。

热电四厂 10kv 出线母线短路容量为 200MVA，该路线路长为：架空线采用高压架空绝缘线 LYJ—3ⅹ 150mm2，o 长度 1.2km，引至厂区北边，然后换用 YJLV22 型高压交联聚乙烯电缆直埋至高压 配电室内。

热电四厂 10kV 母线的定时限过电流保护装置整定为 1.2 秒。

酵母生产厂变电所内设 有两台变压器，容量待选。

2）其它条件 石家庄供电局要求在 10KV 电源进线处装设计量电费的专用仪表，要求厂总负荷的月平均功 率因数不低于 0.92。

当地最热月平均最高气温为 35℃`。

总配电所周围无严重粉尘和腐蚀性气体。

3）负荷资料.资料... .....序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13用电单位名 称制冷站设备容量工作 备用 （KW） （KW）需要 系数KX13320.8功率 因数 cosφ0.8空压站3800.8 0.8干燥550.8 0.8压榨成型150.75 0.75真空包装400.75 0.75搅拌14.5水泵房及水 90处理真空过滤300.75 0.75 0.75 0.75 0.7 0.75酵母离心900.65 0.75试验室200.6 0.75照明500.85 0.6办公楼400.6 0.6宿舍楼1000.6 0.6计算系数 tgφ0.75 0.75 0.75 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 1.33 1.33 1.332、设计内容 1）、负荷分级及负荷计算 2）、无功功率补偿 3）、主变压器台数和容量、类型的选择 4）、变电所主接线方案的设计 5）、短路电流的计算 6）、变电所一次设备的选择与校验 7）、变电所进出线的选择与校验 3、书面报告格式及内容要求：.资料... .....1）、说明书的格式要符合相关规定。

2）、说明书的内容应包括本设计内容。

3）、说明书中需包括主接线图。

四、应收集的资料及主要参考文献：1、《工厂供电设计指导》 机械工业出版社 刘介才主编 2、《工业企业供电课程设计及实验指导书》 冶金工业出版社 王建南 主编 3、《工业与民用配电设计手册》中国电力出版社 中国航空工业规划设计研究院 组编 4、《10KV 及以下变电所设计规范》 GB50023-1994 5、《供配电系统设计规范》 GB50052-2009 6、《低压配电设计规范》GB50054-2011 7、《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T620-1997 8、《交流电气装置的接地》DL/T621-1997五、审核批准意见教研室主任（签字）摘要供电系统要很好的为工业和生活服务，切实保证工业生产和生活用电 的要求，并做好节能工作，达到安全、可靠、优质、经济的基本要求。

我 们需要正确处理好整体和部分的关系，当前利益和长远利益关系。

本次课程设计是针对某制药厂变电站电气部分的设计。

负荷计算采用 需要系数法，短路计算采用标幺值法。

根据电力系统的基本要求确定变电 所的主接线方式等。

一、 负荷计算及负荷分级1、负荷分级：.资料... .....所有用电设备只有制冷站为二级负荷，其余均为三级负荷。

二级负荷为中断供电将在政治、经济上造成较大损失者，如主要设备损坏、 大量产品报废、连续生产过程被打乱需要较长时间才能恢复、重点企业大 量减产等。

因此二级负荷属于重要负荷，要求有两回路供电，供电变压器也应有两台。

2、负荷计算： (1)、制冷站： P30(1) = kd * Pe1 =1065.6kWQ30(1) = P30(1) *tanΦ=799.2kvar (2)、空压站： P30(2) = kd * Pe2 =304kWQ30(2) = P30(2) *tanΦ=228kvar (3)、干燥： P30(3) = kd * Pe3 =44kWQ30(3) = P30(3) *tanΦ=33kvar (4)、压榨成型： P30(4) = kd * Pe4 =11.25kWQ30(4) = P30(4) *tanΦ=9.9kvar (5)、真空包装： P30(5) = kd * Pe5 =30kWQ30(5) = P30(5) *tanΦ=26.4kvar (6)、搅拌： P30(6) = kd * Pe6 =10.875kWQ30(6) = P30(6) *tanΦ=9.57kvar (7)、水泵房及水处理： P30(7) = kd * Pe7 =67.5kWQ30(7) = P30(7) *tanΦ=59.4kvar (8)、真空过滤： P30(8) = kd * Pe8 =21kWQ30(8) = P30(8) *tanΦ=18.48kvar.资料... .....(9)、酵母离心： P30(9) = kd * Pe9 =58.5kW Q30(9) = P30(9) *tanΦ=51.48kvar(10)、实验室： P30(10) = kd * Pe10 =12kW Q30(10) = P30(10) *tanΦ=10.56kvar(11)、照明： P30(11) = kd * Pe11=42.5kW Q30(11) = P30(11) *tanΦ=56.525kvar(12)、办公楼： P30(12) = kd * Pe12 =24kW Q30(12) = P30(12) *tanΦ=31.92kvar(13)、宿舍楼： P30(13) = kd * Pe13 =60kW Q30(13) = P30(13) *tanΦ=79.8kvar(14)、总的计算负荷：P30=0.9*（ 1065.6+304+44+11.25+30+10.875+67.5+21+58.5+12+42.5+24+60 ）=0.9*1751.225=1576.1kWQ30=0.9*(799.2+228+33+9.9+26.4+9.57+59.4+18.48+51.48+10.56+56.525+31.92+79.8）=0.9*1414.235=1272.8kvarS30 = (P320 Q320 ) =2025.9kV.A I30 = S30 /( 3 U N )=3078A cosΦ= P30 / S30 =0.78二、无功功率补偿及变压器台数、数量的选择1、无功功率补偿：.资料... .....对于室内变压器，由于散热条件比较差，一般变压器的出风口和进风口间大约有 15℃的温差，从而使处在室内的变压器温度比处在户外的变压器温度高出大约 8℃，因此户内变压器的实际容量较计算容量减少 8%。

此外，根据要求我们必须进行无功功率补偿，把功率因数提高。

由于低压侧功率因数为 0.78，而要想把 10kV（高压侧）进线侧功率因数提高到 0.92，而且考虑到变压器无功功率损耗远大于有功损耗，所以 380V 侧最大负荷时功率因数应大于 0.92，因此取功率因数 cosΦ=0.94 来计算380V 侧所需无功补偿容量。

需补偿无功容量：Qc Pav [tan(arccos0.78)-tan(arccos0.94)]=1576.1×0.439=692.4kvar 补偿后无功容量：= Q' 30(低)Q30 - QC =1272.8-692.4=580.4kvar= S ' 30(低)P320 Q3'20 =1679.57kV.A变压器的功率损耗：ΔPt=0.01S' 30(低)=0.01×1679.57=16.8kWΔQt=0.05S' 30(低)=0.05×1679.57=84.0kvar变电所高压侧的计算负荷：P30(高) = P30(低) +Δ Pt =1576.1+16.8kW=1592.9kWQ30(高)=Q' 30(低)+ΔQt=580.4+84.0kvar=664.4kvar= S30（高）= P Q 2230(高) 30(高）1592.92 664.42 =1725.9kV.A= I 30（高）S30高 =3U N11725.9 94.9A3 10.5补偿后高压侧的功率因数：.资料... .....cos Φ高 =P30(高) S30(高)= 1592.9=0.9229＞0.921725.9故符合要求。

2、变压器台数和容量的选择：选择依据：(1)、只装一台主变压器的变电所：≥ SN.TS 30式中: SN.T ——变压器的额定容量；S30 —变电所总的计算负荷。

(2)、装有两台主变压器的变电所，每台变压器应同时满足以下条件：（1） SN.T ≥ S30 （Ⅰ+Ⅱ） （2） SN.T =（0.6～0.7） S30 式中 SN.T ——任一台变压器的额定容量；S30 —变电所总的计算负荷。

(3)、车间变电所主变压器单台容量上限：单台容量一般不宜大于 1000KVA（或 1250KVA），若负荷较大且集中，也可选用 2000KVA 以下的变压器。

(4)、适当考虑发展应考虑 5～10 年的发展，留有余地。

(5)、变压器最佳负荷率：负荷率=计算负荷/变压器容量 X100%损失率=变压器损耗/变压器输入功率 X100%当负荷率为 50%~60%时，变压器损失率最小。

考虑到投资和发展需要，变压器容量要留有 15%余量，所以.资料... .....综合考虑变压器负荷率在 80%左右较合理。

额定容量计算： SN.T =(0.6~0.7) S30（高）=（1725.9×0.6~1725.9×0.7）=（1035.54~1208.13） kV.A(根据高压侧计算负荷进行计算) 根据以上计算结果初步选择两台 S9 -1250/10 型变压器。