工厂供电论文

更新时间：2024-01-18 05:02:01 阅读量：教育文库文档下载

说明：文章内容仅供预览，部分内容可能不全。下载后的文档，内容与下面显示的完全一致。下载之前请确认下面内容是否您想要的，是否完整无缺。

甘肃畜牧工程职业技术学院毕业论文（设计）用纸

毕业论文（设计）任务书 ................................................................................... 1 开题报告................................................................................................................ 2 摘要........................................................................................................................ 5 关键词.................................................................................................................... 6 绪论........................................................................................................................ 7 第一章设计任务 ................................................................................................. 9 1.1、设计要求................................................................................................... 9 1.2、设计依据................................................................................................... 9 1.2.1、工厂总平面图.................................................................................... 9 1.2.2、工厂负荷情况.................................................................................. 10 1.2.3、供电电源情况.................................................................................. 11 1.2.4、气象资料.......................................................................................... 11 1.2.5、地质水文资料.................................................................................. 11 1.2.6、电费制度.......................................................................................... 11 第二章负荷计算及功率补偿 ........................................................................... 12 2.1负荷计算的内容和目的............................................................................ 12 2.2电力负荷的分级........................................................................................ 12 2.2.1一级负荷............................................................................................. 12 2.2.2二级负荷............................................................................................. 12 2.2.3三级负荷............................................................................................. 12 2.3负荷计算的方法........................................................................................ 13 2.3.1需要系数法......................................................................................... 13 2.3.2对工厂各车间功率的统计................................................................. 14 2.3.3总的计算负荷计算............................................................................. 16 2.4 功率补偿 ................................................................................................... 19

甘肃畜牧工程职业技术学院毕业论文（设计）用纸

2.4.1无功功率补偿容量的计算................................................................. 19 2.4.2补偿后的变压器容量和功率因数..................................................... 19 第三章变配电所的所址和型式 ....................................................................... 20 3.1变配电所所址的选择................................................................................ 20 3.1.1 变配电所所址选择的一般原则........................................................ 20 3.1.2变配电所的总体布置......................................................................... 20 3.2变配电所的型式........................................................................................ 21 第四章变压器的容量和台数的选择 ............................................................... 22 4.1变压器台数的选择.................................................................................... 22 4.2变压器容量的选择.................................................................................... 23 第五章短路计算 ............................................................................................... 24 5.1短路电流计算的目的和方法.................................................................... 24 5.1.1目的..................................................................................................... 24 5.1.2 方法.................................................................................................... 24 5.2欧姆法计算短路电流................................................................................ 24 第六章导线电缆的选择 ................................................................................... 27 6.1发热条件.................................................................................................... 27 6.2电压损耗条件............................................................................................ 27 6.3经济电流密度............................................................................................ 27 6.4机械强度.................................................................................................... 27 第七章高低压设备的选择校验 ....................................................................... 29 7.1概述............................................................................................................ 29 7.2高压开关柜的种类.................................................................................... 29 7.3高压开关柜的选择.................................................................................... 29 7.4低压开关柜的选择.................................................................................... 29 7.5高低压设备的校验.................................................................................... 30

甘肃畜牧工程职业技术学院毕业论文（设计）用纸

第八章防雷保护和接地装置的设计 ............................................................. 31 8.1、防雷保护................................................................................................. 31 8.1.1直击雷的过电压保护......................................................................... 31 8.1.2 雷电侵入波的防护............................................................................ 31 8.2 接地装置 ................................................................................................. 31 结论...................................................................................................................... 33 参考文献.............................................................................................................. 34 附图...................................................................................................................... 35

图1 ................................................................................................................. 35 图2................................................................................................................. 36 致谢.................................................................................................................... 37

甘肃畜牧工程职业技术学院毕业论文（设计）用纸

毕业论文（设计）任务书

学生姓名论文题目刘建国专业班级机电一体化09.2 指导教师俞瀛 ???机械厂低压供配电系统的设计一、设计要求 1．根据设计课题的技术指标和给定条件,能够独立进行方案认证和设计计算,要求方案合理,方法正确,步骤完整.。 2．掌握资料的查找方法 3．能够选择元件和参数究的目标、内容及方法研4．编制有关的电气系统图和元件明细表 5．编写设计说明书二、任务 1．统计负荷并进行负荷计算以及功率的补偿确定 2．变配电所的所址和型式的选择 3．变压器容量和台数的选择 4．短路电流的计算 5．变配电所主接线方案的确定 6．一次及二次设备的选择、高低压配电柜的选择 7．防雷及接地设施的确定 8．绘制主接线及平面图 9．编写设计说明书阶段完成的工作分1．统计负荷，进行负荷计算（2011.9） 2．确定接线方案（2011.10） 3．进行短路计算，选择设备（2011.11） 4．方案的比较确定，变压器的选择（2011.11） 5．编写设计说明书及答辩（2011.12）系（部）主任意见 1

甘肃畜牧工程职业技术学院毕业论文（设计）用纸

开题报告

1.1工厂供电的概述

工厂供电系统就是将电力系统的电能降压再分配电能到各个厂房或车间中去，它由工厂降压变电所，高压配电线路，车间变电所，低压配电线路及用电设备组成。工厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况.解决对各部门的安全可靠，经济技术的分配电能问题。其基本内容有以下几方面：进线电压的选择, 变配电所位置的电气设计, 短路电流的计算及继电保护, 电气设备的选择,车间变电所位置和变压器数量、容量的选择, 防雷接地装置设计等。

1.2工厂供电的意义和要求

（一）工厂供电的意义

工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。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；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。

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很小（除电化工业外）。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比重多少，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。

甘肃畜牧工程职业技术学院毕业论文（设计）用纸

（二）工厂供电的要求

工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，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、分配和使用中，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）优质应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，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。

此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。

1.3工厂供配电系统的特点

1）供电半径小而范围广。 2）负荷类型多而操作频繁。 3）厂房环境复杂。

4）低压配电线路长等，既复杂又重要。

因此选择供电方式时应力求简单可靠按有色金属的消耗量和供电可靠性的要求而定，并因考虑线路运行的安全和方便，周围环境和线路安装的可靠性.

1.4本课题研究的基本内容:

1．统计负荷并进行负荷计算以及功率的补偿确定 2．变配电所的所址和型式的选择 3．变压器容量和台数的选择 4．短路电流的计算

5．变配电所主接线方案的确定

6．一次及二次设备的选择、高低压配电柜的选择 7．防雷及接地设施的确定 8．绘制主接线及平面图 9．编写设计说明书

1.5本课题研究的步骤及进度

甘肃畜牧工程职业技术学院毕业论文（设计）用纸

1．统计负荷，进行负荷计算（2011.9） 2．确定接线方案（2011.10）

3．进行短路计算，选择设备（2011.10） 4．方案的比较确定，变压器的选择（2011.10） 5．编写设计说明书及答辩（2011.11）

甘肃畜牧工程职业技术学院毕业论文（设计）用纸

摘要

工厂供电系统就是将电力系统的电能降压再分配电能到各个厂房或车间中去，它由工厂降压变电所，高压配电线路，车间变电所，低压配电线路及用电设备组成。工厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况?解决对各部门的安全可靠，经济技术的分配电能问题。其基本内容有以下几方面：进线电压的选择，变配电所位置的电气设计，短路电流的计算及继电保护，电气设备的选择，车间变电所位置和变压器数量、容量的选择，防雷接地装置设计等。

Abstract

Factory power supply system is to buck the redistribution of power system of electricity power to each plant or shop floor to go, which consists of step-down substation plant, high voltage power distribution lines, plant substation, low-voltage distribution lines and electrical equipment composition. Total Substation plant and distribution system design is based on the load on each plant the number and nature of the production process on the load requirements, and load the layout, combined with the national power supply situation in various sectors ? address the safe and reliable, economic and technical the distribution of power problems. The basic elements are the following aspects: the choice into the line voltage, variable distribution of the location of the electrical design, short-circuit current calculation and relay protection,

Electrical equipment selection, plant location, and transformer substations number, capacity choice, lightning protection earthing design.

甘肃畜牧工程职业技术学院毕业论文（设计）用纸

关键词

工厂供电负荷计算短路电流设备选择

Plant power supply Keywords

calculated load short current 6

equipment select

甘肃畜牧工程职业技术学院毕业论文（设计）用纸

绪论

工厂供电（plant power supply），就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂供电。

众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于其他形式的能量转换而来，又易于转换为其他形式的能量用以应用；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。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。

在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但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额中所占的比重多少，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。

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。

工厂供电工作要很好的为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：

安全在电能的供应，分配和使用中，不应发生人身和设备事故可靠应满足电能用户对供电可靠性的要求优质应满足电能用户对电压和频率等质量的要求

经济供电系统的投资要少，运费要低，并尽可能的节约电能和减少有色金属的消耗量。

此外，在供电工作中，应合理的处理局部和全局，当前和长远等关系，既要照顾局部的当前利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。

本设计的任务，主要是对某机械制造厂供配电系统设计，其中包括工厂负荷的统计计算，确定变电所主变压器的台数、容量与类型，进行短路计算，选择变

甘肃畜牧工程职业技术学院毕业论文（设计）用纸

电所主接线方案，一次设备的选择，高低压设备和进出线，确定防雷和接地装置。并通过设计对中小型工厂的供配电系统和电气照明运行维护和设计计算对工厂供电理论知识有了更加深刻的巩固和复习，为今后从事工厂供电技术工作奠定一定的基础。

甘肃畜牧工程职业技术学院毕业论文（设计）用纸

第一章设计任务

1.1、设计要求

要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷情况，并适当考虑工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置和型式，确定变电所主变压器的台数、容量与类型，选择变电所主接线方案、一次设备的选择、高低压设备和进出线，确定防雷和接地装置。

1.2、设计依据

1.2.1、工厂总平面图

图1.1 工厂平面图

甘肃畜牧工程职业技术学院毕业论文（设计）用纸

1.2.2、工厂负荷情况

本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为4600h，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1.1所示。

表1.1

厂房编号动力 1 铸造车间照明动力 2 锻压车间照明动力 3 热处理车间照明动力 4 电镀车间照明动力 5 机修车间照明动力 6 工具车间照明动力 7 金工车间照明动力 8 锅炉车间照明动力 9 装配车间照明动力 10 仓库生活区

厂房名称负荷类别设备容量/kW 300 6 350 8 150 5 250 5 160 4 360 7 400 10 50 1 180 6 20 1 350 10

需要系数Kd 功率因数 cos? 0．3 0．8 0．3 0．7 0．6 0．8 0．5 0．8 0．2 0．8 0．3 0．9 0．2 0．8 0．7 0．8 0．3 0．8 0．4 0．8 0．7 0．7 1．0 0．65 1．0 0．8 1．0 0．8 1．0 0．65 1．0 0．6 1．0 0．65 1．0 0．8 1．0 0．7 1．0 0．8 1．0 0．9 照明照明甘肃畜牧工程职业技术学院毕业论文（设计）用纸

1.2.3、供电电源情况

按照工厂与当地供电部门签定的供用电协议规定，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。该干线的导线牌号为LGJ-150，导线为等边三角形排列，线距为2m；干线首端距离本厂约8km。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流保护和电流速断保护，定时限过流保护整定的动作时间为1.7s。为满足工厂二级负荷要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为80km，电缆线路总长度为25km。 1.2.4、气象资料

本厂所在地区的年最高气温为38℃，年平均气温为23℃，年最低气温为-9℃，年最热月平均最高气温为33℃，年最热月平均气温为26℃，年最热月地下0.8米处平均气温为25℃。当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20。 1.2.5、地质水文资料

本厂所在地区平均海拔500m，地层以砂粘土为主，地下水位为2m。 1.2.6、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为18元/kVA，动力电费为0.9元/Kw.h，照明电费为0.5元/Kw.h。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，一次性向供电部门交纳供电贴费：6~10VA为800/kVA。

甘肃畜牧工程职业技术学院毕业论文（设计）用纸

第二章负荷计算及功率补偿

2.1负荷计算的内容和目的

计算负荷也称需要负荷或最大负荷，计算负荷是一个假想的持续负荷，其热效应与某一段时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。

计算电压损失、电压波动、选择电器，保护元件等，一般取起动电流的周期分量，在校验瞬动元件时，还应考虑起动电流的非周期分量。

平均负荷为某一时间内用电设备所消耗的电有与该时间之比。常选用有代表性的一昼夜内电能消耗最多的一个班，平均负荷用来计算最大负荷，电能消耗量和无功补偿装置。

2.2电力负荷的分级

工厂电力负荷，按GB50052-1995《供配电系统设计规范》规定，根据其对供电可靠性的要求及中断供电造成的损失或影响的程序分三级。 2.2.1一级负荷

一级负荷为中断供电将造成人身伤亡者，或者中断供电将在政治、经济上造成重大损失者，如重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等。要求有两路电源供电，当其中一路电源发生故障时，另一路电源应不致同时受到损坏。 2.2.2二级负荷

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较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。也属于重要负荷要求由两回路供电，供电变压器也应有两台。 2.2.3三级负荷

三级负荷为一般电力负荷、所有不以属于上述一、二级负荷增属三级负荷。属于不重要的一般负荷对供电电源无特殊要求。

甘肃畜牧工程职业技术学院毕业论文（设计）用纸

2.3负荷计算的方法

2.3.1需要系数法

是把设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷，这种方法比较简便，因而广泛使用。需要系数法的计算结果往往偏小，故不适用于低压配电线路的计算，而用于计算变、配电所的负荷。

基本公式：有功计算负荷：P30?Kd?Pe 无功计算负荷：Q30?P30?tan? 视在功计算负荷：

计算电流：

I30?S30?p30cos?S303Un对于多组用电设备计算负荷的确定：对于多组用电设备计算负荷应考虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的因素。因此，应结合具体情况对其有功负荷和无功负荷分别计入一个同时系数。

对车间干线，取：

? P

KK?0.85~0.95 对低压母线，分两种情况

? q

?0.90~0.97（1）由用电设备组计算负荷直接相加来计算时，取

KK?P?q?0.80~0.90?0.85~0.95

（2）由车间干线计算负荷，直接相加来计算时，取

K?P?qP30?0.90~0.95?0.93~0.97

K总的有功计算负荷为：总的无功计算负荷为：总的现在功计算负荷为：总的计算电流为：

?K?P?P30.iQ30?K?q2?Q30.i2S30?I30?p30?Q30S303Un13

甘肃畜牧工程职业技术学院毕业论文（设计）用纸

2.3.2对工厂各车间功率的统计

1）、铸造车间

计算负荷： P30?1??P30三相?P30单相?0.3?300?0.8?6kW?94.8kW 无功计算负荷：Q30?1??P30三相tan?三相?90?1.02?91.8kvar 视在计算负荷：S30?1??P30三相cos?三相?P30单相cos?单相?900.7?4.81.0?133KV.A

计算电流： I30?1??2)、锻压车间

S30?1?3UN?1333?0.38?192A

计算负荷： P30?2??P30三相?P30单相?0.3?350?0.7?8kW?110.6kW 无功计算负荷：Q30?2??P30三相tan?三相?105?1.17?122.8kvar 视在计算负荷：S30?2??P30三相cos?三相?P30单相cos?单相?1050.65?5.61.0?167KVA

计算电流： I30?2??3）、热处理车间

S30?2?3UN?1673?0.38?253A

计算负荷： P30?3??P30三相?P30单相?0.6?150?0.8?5kW?94kW 无功计算负荷：Q30?3??P30三相tan?三相?90?0.75?67.5kvar 视在计算负荷：S30?3??P30三相cos?三相?P30单相cos?单相?900.8?41.0?116KVA

计算电流： I30?3??4）、电镀车间

S30?3?3UN?1163?0.38?176A

计算负荷： P30?4??P30三相?P30单相?0.5?250?0.8?5kW?125?4?129kW 无功计算负荷：Q30?4??P30三相tan?三相?125?0.75?93.8kvar 视在计算负荷：S30?4??P30三相cos?三相?P30单相cos?单相14

?1250.8?41.0?160KVA

甘肃畜牧工程职业技术学院毕业论文（设计）用纸

计算电流： I30?4??5）、机修车间

S30?4?3UN?1603?0.38?243A

计算负荷P30?5??P30三相?P30单相?0.2?160?0.8?4kW?32?3.2kW?35.2kW 无功计算负荷：Q30?5??P30三相tan?三相?32?1.17?37.4kvar 视在计算负荷：S30?5??P30三相cos?三相?P30单相cos?单相?320.65?3.21.0?52.4KVA

计算电流： I30?5??6）、工具车间

S30?10?3UN?52.43?0.38?78A

计算负P30?6??P30三相?P30单相?0.3?360?0.9?7kW?108?6.3kW?114.3kW 无功计算负荷：Q30?6??P30三相tan?三相?108?1.33?144kvar 视在计算负荷：S30?6??P30三相cos?三相?P30单相cos?单相?1080.6?6.31.0?186.3KVA

计算电流： I30?6??7）、金工车间

S30?6?3UN?186.33?0.38?283A

计算负荷： P30?7??P30三相?P30单相?0.2?400?0.8?10kW?80?8kW?88kW 无功计算负荷：Q30?7??P30三相tan?三相?80?1.17?93.6kvar 视在计算负荷：S30?7??P30三相cos?三相?P30单相cos?单相?800.65?81.0?131KVA

计算电流： I30?7??8）、锅炉房

S30?7?3UN?1313?0.38?194A

计算负荷： P30?8??P30三相?P30单相?0.7?50?0.8?1kW?35?0.8kW?35.8kW 无功计算负荷：Q30?8??P30三相tan?三相?35?0.75?26.3kvar

甘肃畜牧工程职业技术学院毕业论文（设计）用纸

视在计算负荷：S30?8??P30三相cos?三相?P30单相cos?单相?350.8?0.81.0?44..5KVA

计算电流： I30?8??9）、装配车间

S30?8?3UN?44.53?0.38?67.6A

计算负荷：P30?9??P30三相?P30单相?0.3?180?0.8?6kW?54?4.8kW?58.8kW 无功计算负荷：Q30?9??P30三相tan?三相?54?1.02?55.1kvar 视在计算负荷：S30?9??P30三相cos?三相?P30单相cos?单相?540.7?4.81.0?82KVA

计算电流： I30?9??10）、仓库

S30?9?3UN?80.63?0.38?125A

计算负荷： P30?10??P30三相?P30单相?0.4?20?0.8?1kW?8?0.8?8.8kW 无功计算负荷：Q30?10??P30三相tan?三相?8?0.75?6kvar 视在计算负荷：S30?10??P30三相cos?三相?P30单相cos?单相?80.8?0.81.0?10.8KVA

计算电流： I30?10??11）、生活区

S30?10?3UN?10.83?0.38?16.4A

计算负荷： P30?11??Pe?Kd?0.7?350kW?245kW 无功计算负荷：Q30?11??P30(11)tan??245?0.48?117.6kvar 视在计算负荷：S30?11??P30(11)cos??2450.9?272KVA

计算电流： I30?11??2.3.3总的计算负荷计算

a)、总的计算负荷

S30?11?3UN?2723?0.38?413A

甘肃畜牧工程职业技术学院毕业论文（设计）用纸

P30=K??p?P30?i?0.8?1013.5?810.8kW

b)、总的无功计算负荷

Q30=K??q?Q30?i?0.85?858.1?729.4kvar

c)、总的视在计算负荷

S30=

P30?Q30?22810.8?729.422?1090KVA

d)、总的计算电流

I30=

S303UN?10903?0.38?1656A

如果三相线路中单相设备的总容量不超过三相设备总容量的15%，则不论单相设备如何分配，单相设备可与三相设备综合按三相负荷平均计算。

如果单相设备容量超过三相设备容量的 15%时则应将单相设备换算为等效三相设备容量，在与三相设备容量相加。

经过计算，得到各厂房和生活区的负荷统计计算表，如表2.1所示（额定电压取380V）

表 2.1

设备编号动力 1 铸造车间照明小计锻压车间小计热处3 理车间 4 动力照明小计 358 150 5 155 250 —— 0．6 0．8 —— 0．5 —— 0．8 1．0 —— 0．8 17

计算负荷需要系数 Kd名称类别容量Pe/kW Cos? tan? P30/kQ30/kvr S30/kVA I30/W 0．3 0．8 —— 0．3 0．7 0．7 1．0 —— 0．65 1．0 1.02 0 —— 1.17 0 —— 0.75 0 —— 0.75 90 4.0 94 105 5.6 110.6 90 4 94 125 91.8 0 91.8 122.8 0 122.8 67.5 0 67.5 93.8 128.5 4.8 133.3 161.3 5.6 167 112 4 116 156.2 A 297 12.6 192. 367 14.7 253 171 10.5 176 0.8 300 6 305 350 8 动力 2 照明电镀动力

甘肃畜牧工程职业技术学院毕业论文（设计）用纸

车间照明小计动力 5 机修车间小计动力 6 工具车间照明小计金工车间小计锅炉 8 照明房小计动力 9 装配车间照明小计动力 10 仓库照明小计生活11 区照明动力总计照明动力动力 7 照明照明 5 255 160 4 164 360 7 367 400 10 410 50 1 51 180 6 186 20 1 21 350 2219 403 0．8 —— 0．2 0．8 —— 0．3 0．9 —— 0．2 0．8 —— 0．7 0．8 —— 0．3 0．8 —— 0．4 0．8 —— 0.7 1．0 —— 0．65 1．0 —— 0．6 1．0 —— 0．65 1．0 —— 0．8 1．0 —— 0．7 1．0 —— 0．8 1．0 —— 0.9 0 —— 1.17 0 —— 1.33 0 —— 1.17 0 0.75 0 —— 1.02 0 —— 0.75 0 —— 0.48 4 129 32 3.2 35.2 108 6.3 114.3 80 8 88 35 0.8 35.8 54 4.8 58.8 8 0.8 8.8 245 0 93.8 37.4 0 37.4 144 0 144 93.6 0 93.6 26.3 0 26.3 55.1 0 55.1 6 0 6 117.6 4 160.2 49.2 3.2 52.4 180 6.3 186.3 123 8 131 43.7 0.8 44.5 77.1 4.8 82 10 0.8 10.8 272 1.0 243 74.8 8.4 50.2 274 10.5 283 187 21 199 66.5 21 67.6 117 12.6 125 152 2.1 16.4 413 —— —— 0.76 —— 1013.5 810.8 858.1 729.4 —— 1090 —— 1656 计入K??p=0.8, K??q=0.85

甘肃畜牧工程职业技术学院毕业论文（设计）用纸

2.4 功率补偿

经负荷计算可知工厂的功率因数为0.76，根据《供电营业规则》中规定，用户在当地供电营业规定的电网高峰负荷时的功率因数为0.90以上，其他电力用户和大，中型工业，功率因数为0.85以上，并规定，反功率因数未达到上述规定的，应增添无功补偿装置，通常采用并联电容器进行补偿，因此工厂需要功率补偿。

2.4.1无功功率补偿容量的计算

按照相关规定，补偿后变电站高压侧的功率因数不应低于0.9即cosφ≥0.9，考虑到变压器的无功功率损耗远大于有功功率损耗，所以低压侧补偿后的功率因数应略高于0.9，这里取0.92.因此低压侧需要装设的关联电力容量为:

Q30c=810.8×(tanarccos0.73-tanarccos0.92) =810.8×（0.94-0.43） =413kvar 取Q30c =420kvar

2.4.2补偿后的变压器容量和功率因数

补偿后的变电所低压侧的现在计算负荷为：

S30?810.8?(729.4?420)22=868KV.A

变压器的功率损耗为：

ΔPT≈0.01S30=0.01×868KV·A=8.6KW ΔQT≈0. 05S30 =0.05×868KV·A=43.3kvar

因此变电所高压侧的计算负荷为：

P30Q30''=810.8KW+8.6KW=819.4kw

=(729.4-420)kvar+43.3kvar=303.8 kvar

819.4?303.8KV.A=874KV.A

22S30?补偿后工厂的功率因数为

cos??P30S'30'?0.93

由此可知，这一功率因数满足规定（0.9）要求。

甘肃畜牧工程职业技术学院毕业论文（设计）用纸

第三章变配电所的所址和型式

3.1变配电所所址的选择

3.1.1 变配电所所址选择的一般原则

变配电所所址的选择，应该根据要求并经技术经济分析比较后确定： 1.尽量接近负荷中心的选择，以降低配电系统的电能损耗量、电压损耗量和有色金属消耗量。

2.进出线方便，特别是便于架空进出线。

3.接近电源测，特别是工厂的总降压变电所和高压配电所。

4.设备运输方便，特别是要考虑电力变压器的高低压成套配电装置的运输。 5.不应设在有剧烈振动或高温的场所，无法避开时，应有防振和隔热的措施。 6.不宜设在多少或有腐蚀性气体的场所，无法远离时，不应设在污染源的下风测。

7.不应设在厕所、浴室和其他经常积水的正下方，且不宜与上述场所相贴邻。 8.不应设在有爆炸危险环境的正是方或正下方，且不宜设在有火灾危险环境的正是方或正下方。

9.不应设在地势低洼和可能积水的场所。 3.1.2变配电所的总体布置

1.变配电所总体布置的要求： 1）便于运行维护和检修 2）保证运行安全 3）便于进出线

4）节约土地和建筑费用 5）适应发展要求

2.变配电所总体布置方案的要求变配电所总体布置的方案，应因地制宜，合理设计。

1)值班室紧靠高低压配电室，而且有门直通，因此运行维护方便。

甘肃畜牧工程职业技术学院毕业论文（设计）用纸

2)高低压配电室和变压器的进出线都较方便。 3)所有大门都按要求方向开启，保证运行安全。

4)高压电容器室与高压配电室的进出线都比较方便。 5)各室都留有一定的余地，以适应发展要求。

3.2变配电所的型式

变电所的类型有：车间附设变电所、车间内变电所、露天（半露天）变电所、独立变电所、杆上变电所、地下变电所、楼上变电所、成套变电所、移动式变电所。

变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心，根据本厂的负荷统计数据，并考虑到周边环境及进出线方便，决定在7号厂房的西侧紧靠厂房建造工厂变电所，变压器器型式为附设式。

因过去配电装置均为敞开式，变压器均为油浸式。由于油浸式变压器就需要防爆隔间，而现今高层民用建筑中已很少用油浸变压器及充油电器，敞开式配电装置也逐步被金属封闭式配电装置所代替，因此就没有必要强调分高压配电室、低压配电室和变压器室。

变压器室的布置方式，按变压器的推进方向分为宽面推进式和窄面推进式两种；变压器的地坪按通风要求，分为地坪抬高和不抬高两种型式。

高低压配电室平面图见附图2

甘肃畜牧工程职业技术学院毕业论文（设计）用纸

第四章变压器的容量和台数的选择

4.1变压器台数的选择

在选择变压器时，应选择低损耗节能变压器，如S9系列或S10系列。对于安装在室内的变压器，通常选择干式变压器，如果变压器安装在多尘或有腐蚀性气体严重影响的场所，一般需要选择密闭型变压器或防腐型变压器。台数选择因考虑下列原则：

（1）应满足用电负荷对供电可靠性的要求。对供有大量一、二级负荷的变电所应采用两台变压器，以便一台变压器发生故障检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电。对只有二级而无一级负荷的变电所，也应只采用一台变压器，但必须在低压侧敷设与其他变电所相联的联络线作为备用电源，或另有自备电源。

（2）对季节性负荷或昼负荷变动变化较大而宜于采用经济运行方式的变电所，也可考虑采用两台变压器。

（3）除上述情况外，一般车间变电所宜采用一台变压器。但是负荷集中且容量相当大的变电所，虽为三级负荷，也可采用两台或多台变压器。

（4）在确定变电所主变压器台数时，还应考虑负荷的发展留有扩建增容的余地。

根据变压器台数选择的原则，本厂的铸造车间、电镀车间、锅炉房为二级负荷，以及从经济利益和长远的发展的角度来考虑，因此选择两台主变压器。

甘肃畜牧工程职业技术学院毕业论文（设计）用纸

4.2变压器容量的选择

1.只装一台主变压器的变电所

主变压器容量SN.T应满足全部用电设备总计算负荷的S30的需要，即

SN.≥S30

SN.T≥1333kv.A 2.装有两台主变压器的变电所

每台变压器的容量满足以下两个条件：

（1）任一台变压器单独运行时，宜满足总计算负荷S30的大约60%~70%的需要，即

SN.T=（0.6~0.7）S30 =（0.6~0.7）×1090kv.A =654~763kv.A

（2）任一台变压器单独运行时应满足全部一、二级负荷的需要，即

SN.TSN.T≥S30（????） ≥409kv.A

由上述计算结果可知：因选两台S9?800/10的主变压器。主接线图见附图1

甘肃畜牧工程职业技术学院毕业论文（设计）用纸

第五章短路计算

5.1短路电流计算的目的和方法

5.1.1目的

计算短路电流是为了能够准确的选择高低压侧设备的型号，以防在以后的工作中造成不必要的事故。 5.1.2 方法

短路电流计算的方法有两种：①欧姆法；②标幺制法

5.2欧姆法计算短路电流

本厂短路电流的计算采用的是欧姆法，由设计课题给出的母线短路数据系统运行方式系统短路数据 (3)K.max系统运行方式系统最小运行方时时系统短路数据 S(3)K.min系统最大运行方式 S

?600MVA?280MVA

图5.1

并参考《工厂供电》第5版课本附录表8高压断路器应选择SN10-10Ⅱ，并知S∝=600 MVA，短路容量U=10.5KV

k-1点因此

X1?Uc1S?2?(10.5KV)600MVA2?0.18?参考《工厂供电》第5版表3-1得X0=0.35?/km，因此

2?X0L?0.35(?/km)?8KM?2.8?24

甘肃畜牧工程职业技术学院毕业论文（设计）用纸

X?(K?1)?X1?X2?0.18??1.4??1.58?

绘制k-1、k-2短路的等效电路图

三相短路电流周期分量有效值

IK?1?3Uc13X?(K?1)?10.5KV3?1.58??3.89KA

三相短路次暂态电流和稳态电流

I''(3)?I?(3)?IK?1?3.89kA(3)

三相短路冲击电流是第一个周期短路全电流有效值

ish?2.55IIsh?1.51I(3)(3)''(3)?2.55?3.89kA?9.92kA

''(3)=1.51?3.89kA =5.87kA

k-2点由UC2=0.4KV可知电力系统电抗为：

架空线路的电抗：

X'2X?'1UC2S?2?(0.4kV)2600MV.A?2.6?10?4??X0L?UC2UC12?2?0.4kv??5?0.35（?/km）?4km????2.0?10??10.5kv?

2 25

甘肃畜牧工程职业技术学院毕业论文（设计）用纸

电力变压器的电抗由《工厂供电》第4版附录表5.2可知UK%=6，因此

X3?X4?XUK0?Uc2SN2?6100?(0.4kV)22500kV.A?3.8?10?6?

?(K?2)?X1?X2?X3//X4

?X1?X2?X3X44X3?X

?2.6?10?4??2.02?10??3.8?102?6?

?3 ?2.28?10?

因此，三相短路电流周期分量有效值

I(3)K?2?UC23X?(K?1)?0.4kV3?2.28?10?3??102.6kA

三相短路次暂态电流和稳态电流

I''(3)?I?(3)?102.6kA?Ik?2

(3)三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值

ish?1.84I(3)(3)''(3)?1.84?102.6KA?188.8kA

Ish?1.09I''(3)?1.09?102.6kA?117.8kA

列出短路计算表5.1

表5.1

三相短路电流（kA）短路计算点 Ik(3) I\3) I?(3) ish(3) Ish(3) k-1 -2 3.89 102.6 3.89 102.6 3.89 102.6 9.92 188.8 5.87 111.8 k 26

甘肃畜牧工程职业技术学院毕业论文（设计）用纸

第六章导线电缆的选择

为保证供电系统安全、可靠、优质、经济的运行选择导线和电缆截面时必须满足下列条件：

6.1发热条件

导线和电缆在通过正常最大负荷电流即计算机电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。

6.2电压损耗条件

导线和电缆在通过正常最大负荷电流即计算电流时产生的电压损耗，不应超过其正常运行时的电压损耗。对于工厂内较短的高压线路，可不进行电压损耗校验。

6.3经济电流密度

35KV及以上的高压线路及35KV以下的长距离、大电流线路例如较长的电源进线和电弧炉的短网等线路，其导线和电缆截面宜按经济电流密度选择，以使线路的年运行费用支出最小。按经济电流密度选择的导线（含电缆）截面，称为“经济截面”。工厂内的10KV及以下线路，通常不按经济电流密度选择。

6.4机械强度

导线（包含裸线和绝缘导线）截面不应小于其最小允许截面，对于电缆，不必校验其机械强度，但需校验其短路热稳定度。母线侧应校验其短路的动稳定度和热稳定度。

中性线截面的选择

(1)一般三相四线制线路的中性线截面A0应不小于相线A?的50%，即

A≥0.5A?

(2)两相三线线路及单相线路的中性线截面A0由于其中性线电流与相线电流相等，因此其中性线截面A0应与相线截面A?相同，即

A0=A?

甘肃畜牧工程职业技术学院毕业论文（设计）用纸

(3)三次谐波电流突出的三相四线制线路的中性线截面A0由于各相的三次谐波电流都要通过中性线，使得中性线电流可能等于甚至超过相线电流，因此中性线截面A0宜等于或大于相线截面A?即

A0?A?

根据发热条件选择导线的截面，本地的最热月平均气温为30C。，各车间的相线及中性线如表6.1：

车间名称

铸造车间锻压车间金工车间工具车间电镀车间热处理车间装配车间机修车间锅炉房生活区 I30(A)

291．6

381.7 208 290 283.9 181.5 129.83 83.2 68.6 413.6 表6.1

相线面积

（mm2）

150 50 95 95 50 35 16 16 150 28

（mm2）

中性线面积甘肃畜牧工程职业技术学院毕业论文（设计）用纸

第七章高低压设备的选择校验

7.1概述

高压设备选择一般要求必须满足一次线路正常条件下和短路故障条件下的工作要求，同时设备应安全可靠，运行方便投资经济合理

高压开关柜的选择应满足变电所一次电路图的要求，并各方案经济比较优选出开关柜型号及一次接线方案，同时确定所有一次设备的型号规格。

工厂变电所高压开关柜母线宜采用LMY型硬母线。

7.2高压开关柜的种类

高压开关柜分两类：其一，固定式高压开关柜。其二，手车式（移开式）高压开关柜。

7.3高压开关柜的选择

高压开关柜是按一定的线路方案将有关一、二次设备组装在一起而成的一种高压成套配套电装置，在电力系统中作为控制和保护高压设备和线路之用，其中安装有高压开关设备、保护电器、检测仪表和母线绝缘子等。

考虑该厂是中小型工厂，所以选择比较经济的固定式高压开关柜，型号为

GG?1A(F)?07S型。这种防误型开关柜装设了防止电气误操作和保障人身安全

的闭锁装置，即所谓“五防”——①防止误分误合断路器；②防止带负荷误拉、误合隔离开关；③防止带电误拉接地线；④防止带接地线或接地开关闭合时误合隔离开关或断路器；⑤防止人员误入带电间隔。

7.4低压开关柜的选择

由于该厂是中小型工厂，所以考虑选择固定式低压配电柜，型号GGD3型。这种配电柜采用的开关电器技术比老型号PGL型更先进，断流能力更大，因此选择这种低压配电柜。

甘肃畜牧工程职业技术学院毕业论文（设计）用纸

7.5高低压设备的校验

10KV设备选择校验电气设备名称高压开关柜高压断路器高压隔离开关高压电流互感器高压电压互感器避雷器高压母线 380V侧一次设备选择校验电气设备名称型号电压（V）电流（A）断流能力KA 短路电流校验动稳定度低压开关柜 GGD3 DW15X-1500/3 HR5-630 380 2000 热稳定度型号电压（KV） 11 10 10 10 10/0.1 10 短路电流校验电流（A）动稳定(KA 3000 3000 600 400/5 —— 1000 —— 40 25.5 90.5 —— 45 热稳度 —— 512 500 81 —— 90 GG-1A(F)- 07S SN10-10Ⅲ GN8-10/600 LQJ-10 JDZJ10 FS4-10 LMY80×8 低压断路器 380 380 1500 630 40 3.74 低压刀开关低压电流互感器低压母线 LMZJ1-0.5 500 800/5 LMY63×8 400 35KA 75 30

甘肃畜牧工程职业技术学院毕业论文（设计）用纸

第八章防雷保护和接地装置的设计

8.1、防雷保护

8.1.1直击雷的过电压保护

在变电所屋顶装设避雷针或避雷带，并引出两根接地线与变电所公共接地装置相连。如变电所的主变压器装设在室外或露天配电装置时，则应在变电所外面的适当位置装设独立避雷针，其装设高度应使其防雷保护范围包括整个变电所。如果变电所处在其它建筑物的直击雷防护范围内时，则可不另设独立避雷针。按规定，独立避雷针的接地装置接地电阻RE?10?。通常采用3~6根长2.5m、

?50mm的钢管，在装设避雷针的杆塔附近作一排或多边形排列，管间距离5m，

打入地下，管顶距地面0.6m。接地管间用40mm×4mm的镀锌扁钢焊接相连。引下线用25mm?4mm的镀锌扁钢，下与接地体焊接相连，并与装避雷针的杆塔及其基础内的钢筋相焊接，上与避雷针焊接相连。避雷针采用?20mm的镀锌圆钢，长1~1.5m。独立避雷针的接地装置与变电所公共接地装置应有3m以上距离。 8.1.2 雷电侵入波的防护

(1)在10kV电源进线的终端杆上装设FS4?10型阀式避雷器。引下线采用

25mm?4mm的镀锌扁钢，下与公共接地网焊接相连，上与避雷针接地端螺栓连

接。

(2)在10kV高压配电室内装设有GG—1A（F）—54型开关柜，其中配有FS4—10型避雷器，靠近主变压器。主变压器主要靠避雷器来保护，防护雷电侵入波的危害。

(3)在380V低压架空出线杆上，装设保护间隙，或将其绝缘子的铁脚接地，用以防护沿低压架空线侵入波的雷电波。

8.2 接地装置

由资料得机械厂变压器容量为800kv.A。电压为10/0.4kv，接线组为Yyn0，与工厂变压器连接到车间变压器的电缆长80km。

甘肃畜牧工程职业技术学院毕业论文（设计）用纸

(1)确定接地电阻值 IE ? ? 0 .2 A

35010(35?0.2)查表，此变电所的公共接地装置的接地电阻应满足以下条件

RE?4?

RE?120V0.2A?600?

因此公共接地装置接地电阻RE?4?。

(2)接地装置的设计采用长2.5m、?50mm的钢管16根，沿变电所三面均匀布置，管距5m，垂直打入地下，管顶离地面0.6m。管间用40mm×4mm的镀锌扁钢焊接相连。变电所的变压器室有两条接地干线、低压配电室有一条接地干线与室外公共接地装置焊接相连，接地干线均采用25mm×4mm的镀锌扁钢。

甘肃畜牧工程职业技术学院毕业论文（设计）用纸

结论

经过对机械厂降压变电所的电气设计，我对工厂供电的设计意义有了更深刻的认识，对设计过程有了一定了解，也对Word文档的相关操作更加熟练了。

在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，而且它在产品成本中所占的比重一直很小，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额中所占的比重多少，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。

通过论文的设计，对工厂供电的设计方法及步骤，以及对工厂供配电的重要意义的理解更加深刻了。对即将走向工作岗位的我来说也是一次很好的锻炼。

甘肃畜牧工程职业技术学院毕业论文（设计）用纸

参考文献

【1】《工厂供电》第5版主编刘介才机械工业出版社【2】《工厂供电设计指导》主编刘介才机械工业出版社【3】《实用供配电技术手册》中国水利水电出版社

【4】《电气工程专业毕业设计指南供配电分册》中国水利水电出版社【5】《电气工程专业毕业设计指南继电保护分册》中国水利水电出版社【6】《电气工程专业毕业设计指南电力系统分册》中国水利水电出版社

【7】《实用电工电子技术手册》实用电工电子技术手册编委会编机械工出版社【8】《电力工程电气设计手册》水利电力部西北电力设计院编

甘肃畜牧工程职业技术学院毕业论文（设计）用纸

附图

图1

高低压配电柜主接线图

甘肃畜牧工程职业技术学院毕业论文（设计）用纸

图2