摘要 本次设计的主要任务是为某标准件厂变电所配电系统的设计。该系统为10KV电源进线，经过车间变电所再降压成380V，供给各车间使用。经过对基础设计资料的分析后，发现各个车间设备大都是三级负荷，因此，经过计算，并查到了很多相关资料，最后选择了一台800KV.A的主变压器，主变压器到各车间采用单母线进线方式。各个车间的接线采用放射式的接线方式。根据计算电流，选好各个设备，并通过短路电流、电压损失等惊醒校验和整定。最后确定设计完成，画好系统大图。

关键词：供电系统 负荷计算 短路校验 继电保护 一、 绪论 1.1工厂供电课程设计的要求

本课程设计的任务是工厂10KV变电所供电系统的设计，厂无大型设备、高压设备、高频设备、及整流装置。车间变电皆为三级负荷。由于厂区较紧凑，装卸产品的起重机工作频繁。为美观起见，除向以外厂区配电线路一律地下敷设。在进行施工图设计时，供电系统总计算负荷的确定，一般采用逐级计算法由用电设备处逐步向电源进线侧计算，采用的是需要系数法。各级计算点的选取，一般为各级配电箱的出线和进线、变电所低压出线、变压器低压母线、高压进线处。在低压侧一般考虑到可靠性与效率性的问题就采用了放射式和树干式相结合的方法进行布线，通过负荷的计算，选定了变压器的型号。在设计当中，设备分组是至关重要的。工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：（1）安全在电能的供应、配合使用中，不应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的要求。（3）优质硬满足电能用户对电压和频率等质量的要求（4）经济供电系统的投资要少，运费用要低，并尽可呢个地节能电能和减少有色书的消耗量

1.2工厂供电的发展趋势 在工厂里，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较小（除电化工业外）。电能在工业生产中的重要性，并非在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重少，而是在于工业生产实现电气化可以大大增加产量，提高产品质量，提高生产效率，降低生产成本，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药中的后果。因此，做好工厂供电工作对于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，做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设也有重要的作用。

二、毕业设计主要容 （1）负荷计算及无功功率补偿确定 （2）变压器数量、容量及类型选择 （3）变电所主接线方案的确定 （4）短路电流的计算 （5）一次设备的选择及校验 （6）导线及电缆的选择及校验 （7）接地装置的设计 三、毕业设计的主要技术指标 1、标准件厂负荷明细表

序号 车间名称 设备容量（kW） 计算负荷

P30（kW） Q30（kvar） S30（kVA） I30（A） 1 机加工车间 155 46.5 84.5 2 铸造车间 160 64 65.3 3 铆焊车间 150 45 89.1 4 电修车间 146 44 65 5 工具车间 150 37.5 43.9 6 照明负荷 35 28 0

2．工厂负荷性质 工厂为三班工作制，年最大有功负荷利用小时数为3500h，属于三级负荷。 3．供电电源条件 （1）本厂变电所从附近35/10kV变电所引入10kV电源，架空线路长800m。 （2）要求工厂最大负荷时功率因数不得低于0.9。 （3）工厂10kV母线上的短路容量按200MVA计算。 4．工厂自然条件 （1） 气象条件 工厂最热月平均温度为30℃；地中最热月平均温度为20℃；土壤冻结深度为1.1m；工厂属于正常干燥环境。 （2） 地址水文资料 工厂地势平坦，地层以砂粘土为主，地下水位为2.8～5.3m。 3、毕业设计基本要求 （1）编写设计说明书及主要设备材料清单 （2）绘制系统图、平面布线图及其它图纸

4、应收集的文献资料 《工厂供电》、《电工手册》、《供配电系统设计规》、《低压配电系统设计规》、 《10kV及以下变电所设计规》、《机械工厂电力设计规》、《工业企业供电》 四、车间变电所负荷计算和无功功率补偿 4.1计算负荷的意义和计算的目的 计算负荷：计算负荷是指通过负荷的统计计算确定的、用来按发热条件选择供电系统中的各元件（包括设备和线路）的一种负荷值。根据计算负荷选择的电气设备和导线电缆等，如以计算负荷持续运行时，其发热温度不会超过正常允许值。 计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线电缆选得过大，造成投资和有色金属的浪费；如计算负荷确定过小，将使电器和导线处于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘老化甚至烧毁，同样造成损失。由此可见，正确计算负荷意义重大。 4.2负荷计算 需要系数法 利用一个需要系数乘以设备容量即可求得设备的有功计算负荷的一种方法。该方法计算十分简便，它是最早提出的也是至今应用最为普遍的一种方法。但由于需要系数值是根据设备台数较多、容量差别不是很大的一般情况来确定的，未考虑设备容量相差悬殊时少数大容量设备对计算机负荷的影响，因此此法较适用于设备台数较多的车间及全厂围的计算负荷的确定。 需要系数法的基本公式为： ① 有功计算负荷：

NxPKP.30 （1）式中 ：xK：称为需要系数； NP：为该组各设备额定功率之和，即NP=NP； 30P：为有功功率负荷；

其中： WLLxKKK.. K：设备组的同时使用系数（即最大负荷时运行设备的容量与设备组总额定容量之比）；

LK：设备组的平均加权负荷系数（表示设备组在最大负荷时输出功率与运行的设备容量的比值）；

：设备组的平均加权效率；

WL：配电线路的平均效率。

② 无功计算负荷：

tan.3030PQ （2）tan：用电设备组的功率因数角的正切值； ③ 视在计算负荷：

cos3023023030PQPS （3） cos：用电设备组的平均功率因数；

④ 计算电流：NUSI33030 （4） UN：用电设备组的额定电压； 注意：需要系数值是按设备较多的情况来确定的，对单台设备，xK=1；即 NPP30；但对于电动机，它本身损耗较大，因此当只有一台时，NPP30。 1．标准件厂负荷明细表 序号 车间名称 设备容量（kW） 计算负荷

P30（kW） Q30（kvar） S30（kVA） I30（A） 1 机加工车间 155 46.5 84.5 96.5 146.6 2 铸造车间 160 64 65.3 91.4 138.9 3 铆焊车间 150 45 89.1 99.8 151.7 4 电修车间 146 44 65 78.5 119.3 5 工具车间 150 37.5 43.9 57.7 87.7 6 照明负荷 35 28 0 28 42.5 总计 796 265 347.8 451.9 686.7 变压器低压侧总计算负荷 251.8 330.4 415.4 631.2 注：（表中数据有以上方法得到）

4.3 功率因数和无功补偿 1>>最大负荷时的功率因数 ：cos=30P/30S=251.8/415.4≈0.6 2>无功功率补偿容量 该厂的最大负荷功率因数是0.6，而供电部门要求该长10KV进线侧最大负荷时功率因数不应低于0.90。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此10KV侧最大负荷时426.9功率因数应稍大于0.90，暂取0.92来计算10KV侧的无功功率补偿容量：

Qc= P30（1tan- 2tan）=251.8×[tan(acrcos0.6)－tan(arccos0.92)]= 204.4kvar 3>>无功功率补偿设备 选PGJ1型低压自动补偿屏，并联电容器为BW 0.4—14—3型，采用方案1（主屏）1 台与方案3（辅屏）4台相组合，总容量84kvar×5=420kvar。[注：参考《工厂供电设计指导》图2.6]

4>无功补偿后工厂计算负荷的确定 补偿后变电所低压侧的视在功率 S30 （2）=(251.8^2+（330.4-204.4）^2)^(1∕2)KVA= 283.5(kV·A) 变压器的功率损耗 △ PT≈0.015*283.5= 4.3(KW) △ QT≈0.06*283.5=17(Kvar) 变压器高压侧的计算负荷 )1(30P

=251.8+4.3=256.11(kW)

)1(30Q

=（330.4-204.4）+17 =143（kvar)

S‘30 （1）=(256.11 ^2+143^2)^(1／2)= 284.1(kV·A)

补偿后的公路因数=0.901 补偿后高压侧的功率因数为0.901>0.9，满足补偿要求，补偿电路如图所示：

五、变压器数量、容量及类型选择 选择主变压器台数按其符合性质要求为： 1.工厂负荷性质 工厂为三班工作制，年最大有功负荷利用小时数为3500h，属于三级负荷。 2．供电电源条件 （1）本厂变电所从附近35/10kV变电所引入10kV电源，架空线路长800m。 （2）要求工厂最大负荷时功率因数不得低于0.9。 （3）工厂10kV母线上的短路容量按200MVA计算。 因此只装设一台主变压器.

装有一台主变压器的变电所，主变压器容量SN。T 应不小于总的计算负荷S30，即

30.SSTN

根据补偿后一次侧容量,可以选择其额定容量为400KVA,型号为S9系列三项环氧树脂干式变压器，连接组别为Dyn11，即S9—400—10∕0.4—Dyn11. 六、变电所主接线方案的确定