某电机制造厂总降压变电所及高压配电系统设计

课程设计说明书

（2012 /2013 学年第 一 学期）

课程名称 《企业供电系统》课程设计

题 目 ：某电机制造厂总降压变电所及高压配电系统设计 专业班级 ： 学生姓名 ： 学 号： 指导教师 ： 设计周数 ： 设计成绩 ：

2013年 1月 18日

一、课程设计原始数据及主要任务

⒈ 工厂负荷情况：本工厂大部分车间为一班制，少数车间为两班制或三班制，

年最大负荷利用小时数为2500小时，日最大负荷持续时间为6小时。该车间铸造车间，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表1所示。

⒉ 供电电源情况：本厂可由附近10KV的公用电源干线取得工作电源。干线首

段距离本厂8km。干线首段所装设的高压断路器断流容量500MVA。此短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1.3s。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。

⒊ 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.

⒋ 根据课题的原始资料①确定负荷等级；②拟定高低压供配电系统；③正确建

立负荷统计计算表；④变压器台数，容量，型号选择；⑤设计变电所主接线图；⑥计算短路电流以及主要高压设备器件的选择及校验；⑦CAD绘制供电系统图；⑧写一份完整的设计说明书。

二、课程设计要求

1. 符合供配电系统设计规范要求：功率因数〉0.9；电压损失〈5﹪； 2. 满足煤矿对供电的要求。

三、课程设计内容

1.1全厂负荷计算

1.1.1计算负荷的确定

根据要求，按照系数法计算负， 得各项数据列表如下（下表数据均为10kV侧）：

计 算 负 荷 用电设备 电机修理车间 机械加工车间 新品试制车间 原料车间 备件车间 锻造车间 锅炉房 空压房 汽车库 线圈车间 半成品试验车间 成品试验车间 加压站（10KV转供负荷） 设备处仓库（10KV转供负荷） 成品试验站内大型集中负荷 合 计 Pe/kW Kd Cosφ P30/kW Q30/kvar 2300 880 650 550 560 180 260 302 56 328 0.6 0.65 0.55 0.35 0.5 0.6 0.9 0.8 0.5 0.55 0.7 0.65 0.6 0.65 0.7 0.65 0.8 0.65 0.7 0.65 S30/kVA 1971.23 880.38 594.88 296.28 399.96 166.23 292.5 371.85 40 277.66 649.38 1493.27 I30/A 113.8 50.8 34.3 17.1 23.1 9.6 16.9 21.5 2.3 16 37.5 86.2 1380 572 357.5 192.5 280 108 234 241.6 28 180.4 487.5 897.4 1407.6 669.24 475.48 225.23 285.6 126.36 175.5 282.67 28.56 211.07 429 1193.54 750 0.65 0.75 2564 0.35 0.6 274 0.55 0.65 150.7 176.32 231.95 13.4 654 0.55 0.75 359.7 316.54 479.15 27.7 3874 0.65 0.75 0.88 2518.1 2215.93 3357.20 193.8 7987.4 8218.64 11501.92 664 有功负荷同时系数取无功负荷同时系数取kk?P?0.95 7588.03 7927.08 10527.37 607.82 ?0.97 ?q1.1.2变压器损耗估算

ΔPb=1%S30=0.01×10527.37=105.27kw ΔQb=5%S30=0.05×10527.37=526.37kvar 1.1.3无功功率补偿计算

从设计的要求可知，其功率因素不应小于0.9，考虑到变压器的无功功率损耗ΔQb，远远大于有功功率损耗ΔPb，因此，在变压器的10kV侧进行无功功率补偿时，其补偿后的功率因素应稍大于0.9，现设cosφ=0.95，则 10kV侧在补偿前的功率因素为:

cos?1?P30/S30

?7588.03/10527.37

?0.72

因此，所需要的补偿容量为：

Qc?P30(tg?1?tg?2)

.03?(tgarccos0.72?tgarccos0.95) ?75888var ?481k

选取Qc?5000kvar

10kV侧在补偿后的负荷及功率因素计算：

P30′?P30??Pb?7588.03?105.27?7693.30kW

Q30′?Q30??Qb?Qc?7927.08?526.37?5000?3453.45kvar

S30′?22P30′?Q30′?7693.32?3453.452?8425Kva

cos?2?P30′/S30′ ?7693.30/8425

?0.913

cos??0.913满足了设计任务书的要求，其计算数据如下：

计算负荷 项 目 cosφ P30/kW 10kV侧补偿前 需要补偿容量 变压器损耗 0.72 7588.03 105.27 7693.30 Q30/kvar 7927.08 -5000 526.37 3453.45 S30/kVA 10527.37 8425 I30/A （10kV侧） 607.81 138.98 10kV侧补偿后 0.913 根据设计的要求以及以上计算结果，选取： 并联补偿电容为 BWF10.5-100-1型电容器50只。 补偿总容量为 100kvar×50=5000kvar。

四、总降压变电所主变压器的选择

根据补偿后的总计算负荷（8425kVA），同时考虑工厂5-10年的负荷增长，变压器容量考虑一定的预留，本期工厂负荷能保证变压器运行在60-70%经济负荷区内即可，本设计只选择2台变压器即可满足需要，又因为本厂可由附近10KV的公

用电源干线取得工作电源，故选一台C9-10000/10型低损耗配电变压器。本厂的备用电源为邻近的单位取得，已知电压为35KV,所以再选一台C9-10000-35/10的变压器。 五、总降压变电所主接线图

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