《工厂供电》课程设计报告书课题名称 XX机械厂降压变电所的电气设计姓名学号专业09级电气工程及其自动化指导教师工学院2012年5月14日目录一、设计任务书 .................................................................................................................... .3（一）设计题目....................................... .3（二）设计要求....................................... .3（三）设计依据....................................... .3 （四）设计时间. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 二、设计说明书.......................................... .5（一）负荷计算和无功功率补偿......................... .5（二）变电所位置和型式的选择......................... .7（三）变电所主变压器及主接线方案的选择 ............... .8（四）短路电流的计算................................. .9（五）变电所一次侧设备的选择校验.................... .12（六）变电所进出线及与邻近单位联络线的选择 .......... .14（七）变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定 ...... .19（八）变电所的防雷保护与接地装置的设计 .............. .21三、总结............................................... .23四、参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23【附录】.变电所主接线电路图.一、设计任务书（一）设计题目:ＸＸX 机械厂降压变电所的电气设计。

（二）设计要求要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主结线方案及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护装置，确定防雷和接地装置，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。

（三）设计依据1.工厂总平面图:图11—22.工厂负荷情况本厂大多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为3500ｈ，日最大负荷持续时间为6ｈ。

该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。

本厂的负荷统计资料如表1所示。

表 1 工厂负荷统计资料2.供电电源情况按照工厂与当地供电部门签订的供用电合同规定，本厂可由附近一条10ＫＶ的公用电源干线取得工作电源。

该干线的走向参看工厂总平面图。

该干线的导线型号为LGJ-120，导线为等边三角形排列，线距为1.5m；干线首端（即电力系统的馈电变电站）距本厂约6km。

干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MVA。

此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时定时限过电流保护整定的动作时间为1.6s。

为满足工厂二级负荷的要求可采用高压联络线由邻近单位取得备用电源。

已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为70km，电缆线路总长度为15km。

4.气象资料本厂所在地区的年最高气温为35。

C，年平均气温为26。

C，年最低气温为-7。

C，年最热月平均气温为30。

C，年最热月平均气温为27。

C，年最热月地下0.8km处平均温度为24。

C。

当地主导风向为东南风，年雷暴日数为15。

5.地质水文资料本厂所在地区平均海拔600m,地层土质以粘土为主，地下水位为3m。

6.电费制度本厂与当地供电部门达成协议，在工厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费制交纳电费。

每月基本电费按主变压器容量计为18元/kVA,动力电费为0.20元/KVh,照明（含家电）电费为元0.56/KVh。

工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.9。

此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性地向供电部门交纳供电贴费：6～10KV为____元/KVA。

（四）设计时间2012年5月1日至20112年5 月14日（两周）二、设计说明书前言：众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。

电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。

电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小。

电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的必重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。

从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。

因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。

由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。

（一）负荷计算和无功功率补偿1.负荷计算各厂房的负荷计算如2-6所示表 2 ＸＸ机械厂负荷计算2.无功功率补偿由表2-6可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因数只有0.74.而供电部门要求该厂10KV进线侧最大负荷时功率因数不低于0.90。

考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时功率因数应稍大于0.90，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量：Q C=P30(tanϕ1-tanϕ2)=1034.2[tan(arccos0.74)-tan(arccos0.92)]kvar=499 kvar选PGJ1型低压自动补偿屏*,并联电容器为BWO.4-14-3型,采用主屏一台与辅屏5台相组合,总共容量84kvar×6=504kvar。

因此无功补偿后工厂380V 侧和10KV 侧的负荷计算如 表3所示。

表 3：（二） 变电所位置和型式的选择变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心。

在工厂平面图的下边和左边，分别作一直角坐标系x 轴和y 轴，然后测出各车间和宿舍区负荷点的坐标位置。

按比例K 在工厂平面图中测出各车间和宿舍区负荷点的坐标位置表4所示：由此可得负荷中心的坐标：112233123P P P P X 12025.8==4.7P +P +P +P 2536.8i i i x x x x +++⋅⋅⋅∑==⋅⋅⋅∑（）112233123P P P P 9649.7==3.8P +P +P +P 2536.8i i i y y y y y +++⋅⋅⋅∑==⋅⋅⋅∑（）由计算结果可知，x=4.7， y=3.8 ,工厂的负荷中心在5号厂房（仓库内）的附近。

图2 按负荷功率矩法确定负荷中心（三） 变电所主变压器及主接线方案的选择1、 装设两台主变压器 型号采用S9型，而每台变压器容量按下式计算：N T S 0.60.71151KVA=691806KVA ⋅≈⨯（）（）且 N T 30S S =+158+96KVA=445KVA ⋅≥（Ⅱ）（191） 因此选两台S9-800/10型低损耗配电变压器。

工厂二级负荷所需的备用电源亦由与邻近单位相联的高压联络线来承担。

主变压器的联结组均采用Yyn0。

2、 变电所主接线方案的选择 按上面考虑的两种主变压器方案可设计下列两种主接线方案：装设两台主变压器的主接线飞方案，接线图3如下所示：图3 （四）短路电流的计算1.绘制计算电路如下所示：2.确定短路计算基准值：N 12S 100MVA U U =1.05U U =10.5KV U =0.4KV d d c d d ==，，即高压侧，低压侧，则kA kVMVA U S I d d d 5.55.103100311=⨯==kA kVMVAU S I d dd 1444.03100322=⨯==3.计算短路电路中各元件的电抗标幺值: （1） 电力系统 已知S oc =500MVA ，故*1100MVA/500MVA=0.2X =（2） 架空线路 查表8-37得LGJ-120的0.35/km,而线路长6km ，故：*22100MVA (0.356)=1.910.5KA X =⨯Ω⨯（）（3）电力变压器 查表3-1，的U z %=4.5,故:**34 4.5100MVA==5.6100800KVAX X =⨯ 因此绘短路计算等效电路图如下所示。

4.计算K-1点（10.5KV 侧）的短路电路总阻抗及三相短路电流和短路容量：（1）总电抗标幺值:***(1)120.2 1.9 2.1k X X X ∑-=+=+=（2）三相短路电流周期分量有效值:(3)11*(1)5.5KA=2.6KA 2.1d k k I IX -∑-==（3）其他短路电流:''(3)(3)(3)1 2.6KA k I I I ∞-===(3)''(3)2.55 2.55 2.6KA=6.7KA shi I ==⨯ (3)''(3)1.51 1.51 2.6KA=3.93KA sh I I ==⨯（4）三相短路容量(3)1*(1)100KVA=47.6MVA 2.1dk k S SX -∑-==5.计算K-2点（0.4KV 侧）的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量：（1）总电抗标幺值*****(1)1234 5.6+//0.2 1.9 4.92k X X X X X ∑-=+=++= （2）三相短路电流周期分量有效值(3)22*(2)144KA=29.4KA 4.9d k k I I X -∑-==（3）其他短路电流''(3)(3)(3)229.4KA k I I I ∞-===(3)''(3)1.84 1.8433.1KA=54.1KA sh i I ==⨯(3)''(3)1.09 1.0933.1KA=32.1KA sh I I ==⨯（4）三相电路容量(3)1*(2)100KVA=20.4MVA4.9dk k S S X -∑-==以上短路计算结果综合如下表5所示。