工厂供电课程设计题目一—十

题目0

一．负荷情况

某厂变电所担负三个车间、一个办公楼和一个食堂的供电任务，负荷均为380/220V负荷。各部门电气设备、负荷情况如下： （一）一号车间

一号车间接有下表所列用电设备 功率因数cos? 备注 编号 用电设备名称 数量 铭牌上额定功率 需要系数Kd 1 2 3 4 冷加工机床 吊车组 电焊机 电焊机 20 1 1 2 合计45KW 10.5KW 22KVA 8.95KVA 0.14~ 0.16 0.12 0.5 0.5 0.5 0.5 0.6 0.6 FC=25% FC=60% FC=100% （二）二号车间 二号车间接有下表所列用电设备 编号 用电设备名称 1 2 3 4 电加热设备 吊车组 电焊机 电焊机 数量 2 1 1 1 铭牌上额定功率 4KW 10.5KW 22KVA 4.5KVA 需要系数Kd 0.8 0.2 0.5 0.5 功率因数cos? 备注 1 0.5 0.6 0.6 FC=25% FC=60% FC=100% （三）三号车间 三号车间接有下表所列用电设备 编号 用电设备名称 1 2 3 装在车间起重机 各类装备用电器 照明 铭牌上额定功率 7.5KW 7.5KW 2.5KW 需要系数Kd 0.15 0.8 0.8 功率因数cos? 0.5 0.8 0.8 备注 （四）办公楼

办公楼接有下表所列用电设备负荷 编号 用电设备名称 1 2 3 照明 空调及通风设备 电梯 铭牌上额定功率 20KW 75KW 10KW 需要系数Kd 0.8 0.8 0.6 功率因数cos? 0.8 0.8 0.7 备注 （五）食堂

食堂接有下表所列用电设备负荷 编号 用电设备名称 1 2 3 4 风机、空调机、照明 食品加工机械 电饭锅、电烤箱、电炒锅 电冰箱 铭牌上额定功率 8.8KW 3.0KW 9.0KW 1.5KW 需要系数Kd 0.8 0.7 0.8 0.7 功率因数cos? 0.8 0.8 1.0 0.7 备注 二、供用电协议

（1）从电力系统的某66/10KV变电站，用10KV架空线路向工厂馈电。该变电站在工厂南侧1km。

（2）系统变电站馈电线的定时限过电流保护的整定时间top?2s，工厂总配变电所保护整定时间不得大于1.5s。 （3）在工厂总配电所的10KV进线侧进行电能计量。工厂最大负荷时功率因数不得低于0.9。 （4）系统变电站10KV母线出口断路器的断流容量为200MVA。其配电系统图如图2。

（5）供电贴费和每月电费制：每月基本电费按主变压器容量计为18元/kVA，电费为0.5元/kW·h。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800元/kVA。

10KV母线Sk(3)?200MVA架空线路2sL=1km0.4Ω/km工厂总配变电所区域变电站

图1 配电系统图

三．工厂负荷性质

生产车间大部分为一班制，少部分车间为两班制，年最大有功负荷利用小时数为4000h，工厂属三级负荷。

四．工厂自然条件

（1）气象资料：本厂所在地区的年最高气温为38oC，年平均气温为23 oC，年最低气温为－8 oC，年最热月平均最高

气温为33 oC，年最热月平均气温为26 oC，年最热月地下0.8m处平均温度为25 oC。当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20。

（2）地质水文资料：本厂地区海拔60m，底层以砂粘土为主，地下水位为2m。

五．设计任务书

1．计算车间、办公楼、食堂用电计算负荷 2．计算全厂的计算负荷

3．确定厂变电所变压器台数、各变压器容量 4．供电方式及主接线设计 5．短路计算及设备选择 6．高压配电系统设计

7．保护及接地防雷系统设计

六．设计成果

1．设计说明书，包括全部设计内容，并附有必要的计算及表格。 2．电气主接线图（三号图纸）。 3．继电保护配置图（三号图纸）。

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一.原始资料

1.工厂负荷数据：工厂多数车间为2班制，年最大负荷利用小时数4600小时。工厂负荷统计资料见表1。设计需要考虑工厂5年发展规划负荷（工厂负荷年增长率按2%）。

表1：化纤厂负荷情况表 tg? 序号 车间及设备 安装容量(kW) 需要系数Kd 纺丝机 筒绞机 纺 练 车 间 烘干机 脱水机 通风机 淋洗机 变频机 传送机 2 3 4 5 6 原液车间照明 酸站照明 锅炉房照明 排毒车间照明 其他车间照明 200 30 85 12 180 6 840 40 1040 260 320 160 240 0.80 0.75 0.75 0.60 0.70 0.75 0.80 0.80 0.75 0.65 0.75 0.70 0.70 0.78 0.75 1.02 0.80 0.75 0.78 0.70 0.70 0.70 0.70 0.75 0.60 0.75 1

2.供电电源请况：按与供电局协议，本厂可由16公里处的城北变电所（110/38.5/11kV），90MVA变压器供电，供电电压可任选。另外，与本厂相距5公里处的其他工厂可以引入10kV电缆做备用电源，但容量只能满足本厂负荷的20%（重要负荷），平时不准投入，只在本厂主要电源故障或检修时投入。

3.电源的短路容量（城北变电所）：35kV母线的出线断路器断流容量为400MVA；10kV母线的出线断路器断流容量为350MVA。

4.电费制度：按两部制电费计算。变压安装容量每1kVA为18元/月，电费为0.5元/ kW·h。 5.气象资料：本厂地区最高温度为38度，最热月平均最高气温为30度。 6.地质水文资料：本厂地区海拔60m，底层以砂粘土为主，地下水位为2 m。

二．设计内容

1．总降压变电站设计 （1）负荷计算

（2）主结线设计：根据设计任务书，分析原始资料与数据，列出技术上可能实现的多个方案，根据改方案初选主变压

器及高压开关等设备，经过概略分析比较，留下2～3个较优方案，对较优方案进行详细计算和分析比较，（经济计算分析时，设备价格、使用综合投资指标），确定最优方案。

（3）短路电流计算：根据电气设备选择和继电保护的需要，确定短路计算点，计算三相短路电流，计算结果列出汇总

表。

（4）主要电气设备选择：主要电气设备的选择，包括断路器、隔离开关、互感器、导线截面和型号、绝缘子等设备的

选择及校验。选用设备型号、数量、汇成设备一览表。

（5）主要设备继电保护设计：包括主变压器、线路等元件的保护方式选择和整定计算。 （6）配电装置设计：包括配电装置布置型式的选择、设备布置图。 （7）防雷、接地设计：包括直击雷保护、进行波保护和接地网设计。 2．车间变电所设计

根据车间负荷情况，选择车间变压器的台数、容量，以及变电所位置的原则考虑。 3． 厂区380V配电系统设计

根据所给资料，列出配电系统结线方案，经过详细计算和分析比较，确定最优方案。

三．设计成果

1．设计说明书，包括全部设计内容，负荷计算，短路计算及设备选择要求列表； 2．电气主接线图（三号图纸）； 3．继电保护配置图（三号图纸）；

题目02

一、原始资料

1.厂区平面布置图

10kV备用电源进线35kV电源进线仓库仓库仓库配电计点名称 一车间、锻工车间 一车间设备容量/kW 1419 2223 1755 1289 1266 550 需要系数Kd 0.33 0.3 0.52 0.38 0.67 0.3 tg? 0.4 0.68 0.3 0.26 0.2 0.7 锻工车间二车间 三车间 工具,机修车间 空气站、煤气站、锅炉房 仓库 三车间锅炉房煤气站空气站二车间工具机修

2.负荷

负荷类型及负荷量见上表，负荷电压等级为380V。除空压站，煤气站部分设备为二级负荷，其余均为三级负荷。 3.工厂为二班制，全年工厂工作小时数为4500小时，最大负荷利用小时数：Tmax=4000小时。年耗电量约为2015万kW·h（有效生产时间为10个月）。

4.电源：工厂东北方向6公里处有新建地区降压变电所，110/35/10kV，25MVA变压器一台作为工厂的主电源，允许用35kV或10kV中的一种电压，以一回架空线向工厂供电。35kV侧系统的最大三相短路容量为1000MV·A，最小三相短路容量为500MV·A。10kV侧系统的最大三相短路容量为800MV·A，最小三相短路容量为400MV·A。

备用电源：此外，由正北方向其他工厂引入10kV电缆作为备用电源，平时不准投入，只在该工厂主电源发生故障或检修时提供照明及部分重要负荷用电，输送容量不得超过全厂计算负荷的20%。

5.功率因数：要求cos?≥0.85。

6.电价计算：供电部门实行两部电价制。（1）基本电价：按变压器安装容量每1kV·A，6元/月计费；（2）电度电价：供电电压为35kV时，β=0.5元/（kW·h）；供电电压为10kV时，β=0.55元（kW·h）。附加投资：线路的功率损失在发电厂引起的附加投资按1000元/kW计算。

7.工厂的自然条件：本厂所在地区年最高气温为38℃，年平均温度为23℃，年最低气温为-8℃ ，年最热月最高气温为33℃，年最热月平均气温为36℃，年最热月地下0.8m处平均温度为35℃ 。当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20。本厂所在地区平均海拔高度为500m，地层以砂粘土为主，地下水位为2m。

二．设计内容

1．总降压变电站设计 （1）负荷计算

（2）主结线设计：根据设计任务书，分析原始资料与数据，列出技术上可能实现的多个方案，根据改方案初选主变压

器及高压开关等设备，经过概略分析比较，留下2～3个较优方案，对较优方案进行详细计算和分析比较，（经济

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