某机械厂变电所一次系统设计概述

学号:2014xxxxxx

《工厂供电》 课 程 设 计

（ 2014级本科）

题 目：某机械厂变电所一次系统设计

学 院： 物理与机电工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 作者姓名： xxxxxx 指导教师： 田 娜 职称： 助 教 完成日期： 2016 年 12 月 24 日

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河西学院本科生课程设计任务书 论 文 题 目 作 者 姓 名 某机械厂变电所一次系统设计 所属系、专业、年级 田 娜、助教 物电、电气工程及其自动化、14级 任务下达日期 指导教师姓名、职称 - 2 - / 44

设计的主要内容 1.1设计内容：负荷计算和无功功率补偿；变电所主变压器和主接线方案的选择；短路电流的计算等。 1.2设计依据 1、气象资料：工厂所在地区的年最高气温为 34 ℃ ，年平均气温为 15℃ ，年最低气温为－18℃，年最热月平均最高气温为 25 ℃ ，年最热月平均气温为 18℃ ，年最热月地下0 . 8m处平 均温度为21 ℃ 。当地主导风向为东北风，年雷暴日数为 8 。 2、地质水文资料：工厂所在地区平均海拔 1500m ，地层以砂粘土为主，地下水位为 2m 。 3、电费制度：工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/kw·h，照明电费为0.50元/kw·h。工厂最大负荷时的功率因数不得低干0.90 ，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 。 4、工厂负荷情况见下表： 序 号 设备容量 需要系数 名称 类别 cos 计算负荷 pe(kW) 320 10 330 Kd ?0.4 0.8 — tan? p30(kW) Q30(kvar) S30(kVA) I30(A) 128 8 130.56 3.84 182.86 8.89 191.75 277.83 13.51 291.34 动力 0.7 1.02 0.9 0.48 — — 1 铸造车间 照明 小计 - 3 - / 44

3 10 12 仓库 动力 250 10 260 50 5 55 100 8 108 220 20 240 200 30 230 200 15 215 400 20 420 830 50 880 100 3 103 200 10 210 100 取 0.3 0.7 — 0.4 0.8 — 0.5 0.8 — 0.3 0.9 — 0.4 0.8 — 0.2 0.8 — 0.2 0.8 — 0.3 0.8 — 0.7 0.8 — 0.6 0.8 — 0.7 0.6 1.33 0.9 0.48 — — 75 7 20 4 50 6.4 66 18 80 24 40 12 80 16 249 40 70 2.4 120 8 70 1193.8 99.75 3.36 12.4 1.92 31 3.07 77.22 8.64 81.6 11.52 53.2 5.76 93.6 7.68 493.02 19.2 52.5 1.15 122.4 3.84 33.6 1350.83 125 7.78 132.78 23.53 4.44 27.97 58.82 7.11 65.93 191.54 20 211.54 114.29 26.67 140.96 66.67 13.33 80 123.08 17.78 140.83 553.33 44.44 597.77 87.5 2.67 90.17 171.43 8.89 180.32 77.78 189.92 11.82 201.74 35.75 6.75 42.50 89.37 10.8 100.17 154.27 30.38 184.65 173.64 40.52 214.16 101.29 20.25 121.54 187.00 27.01 214.01 840.70 67.53 908.23 132.94 4.05 136.99 260.41 13.51 273.92 118.17 2 锻压车间 照明 小计 动力 照明 小计 动力 0.85 0.62 0.9 0.48 — — 0.85 0.62 0.9 0.48 — — 4 电镀车间 照明 小计 动力 0.65 1.17 0.9 0.48 — — 5 工具车间 照明 小计 动力 0.7 1.02 0.9 0.48 — — 6 组装车间 照明 小计 动力 0.6 1.33 0.9 0.48 — — 7 维修车间 照明 小计 动力 0.65 1.17 0.9 0.48 — — 8 金工车间 照明 小计 动力 0.45 1.98 0.9 0.48 — — 9 焊接车间 照明 小计 动力 0.8 0.75 0.9 0.48 — — 锅炉房 照明 小计 动力 0.7 1.02 0.9 0.48 — — 11 热处理车间 照明 小计 生活区 照明 动力 0.9 0.48 总计（380v侧） 照明 ， 1074.42 1283.29 - 4 - / 44

二、设计的基本要求 1、设计及计算说明书 （1）说明书要求书写整齐，条理分明，表达正确、语言简练。 （2）主要计算过程和步骤完整无误，分析论证过程简单明了，各设计内容列表汇总。 2、图纸 （1）绘制电气主接线图 （2）原理图要求用标准符号绘制，布置均匀，设备符号大小合适清晰美观。 三.设计进度安排 阶段 1 2 3 4 5 6 7 8 设计各阶段名称 熟悉设计任务书、设计题目及设计背景资料 查阅有关资料、阅读设计要求必读的参考资料 负荷计算 电气主接线设计 短路电流计算 主要电气设备及载流导体选择 书写课程设计说明书 打印整理课程设计资料 起止日期 11.28-11.28 11.29-11.30 12.1-12.5 12.6-12.15 12.16-12.20 12.21-12.22 12.1-12.21 12.21-12.23 - 5 - / 44

四.需收集和阅读的资料及参考文献（指导教师指定） 【1】刘涤尘、王明阳、吴政球.电气工程基础[M].武汉：武汉理工大学出版社.2003年 【2】张学成.工矿企业供电设计指导书[M].北京：北京矿业大学出版社.1998年 【3】刘介才.工厂供电简明设计手册[M].北京：机械工业出版社.1993年 【4】刘介才.实用供配电技术手册[M].北京：中国水利水电出版社.2002年 【5】刘介才.工厂供电[M].北京：机械工业出版社.1997年 【6】 同济大学电气工程系.工厂供电[M].北京：中国建筑工业出版社.1981年 【7】苏文成.工厂供电[M].北京：机械工业出版社.2004年 【8】工厂常用电气设备手册编写组. 工厂常用电气设备手册（补充本）. 北京：水利电力出版社.1990 【9】JGJ16-2008 民用建筑电气设计规范 【10】GB50054-95 低压配电设计规范 【11】GB50052-95 供配电系统设计规范 【12】GB50217-2007 电力工程电缆设计规范 【13】GB50060-92 3～110KV高压配电装置设计规范 负责人签名： 年 月 日 教研室意见 系（部）意见 - 6 - / 44

负责人签名： 年 月 日 摘 要

电能是现代工业生产的主要能源和动力。机械厂供电系统的核心部分是变电所。变电所主接线图是否合理，关系到整个电力系统的安全、灵活和经济运行。b5E2RGbCAP 此次设计在给定机械厂具体资料的基础上，依据变电所设计的一般原则和步骤，完成了变电所一次系统的设计。在这个设计中采用并联电容的方式来补偿无功功率，以减少供电系统的电能损耗和电压损失，同时提高了供电电压的质量。这个机械厂变电所一次系统设计包括：负荷计算以及无功功率的补偿；变电所主变压器台数和容量、形式的确定；变电所主接线方案的选择；进出线的选择；短路计算和开关设备的选择；根据设计要求绘制一次系统图。p1EanqFDPw

关键词：电能；变电所；一次系统

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目 录

1 前言 ............................................................... 1

1.1 引言 1.2 设计原则

1.3 本设计所做的主要工作

2 负荷计算及电容补偿 ................................................. 4

2.1 负荷计算的方法 ............................................... 4 2.2 负荷统计计算 ................................................. 5 2.3 电容补偿 ..................................................... 6 3 变压器的选择及主接线方案的确定 ..................................... 8

3.1 主变压器台数选择 ............................................. 8 3.2 主变压器容量选择 ............................................. 8 3.3 主接线方案确定 ............................................... 9

3.3.1 变电所主接线方案的设计原则与要求 ....................... 9 3.3.2 变电所主接线方案的技术经济指标 ......................... 9 3.3.3 工厂变电所常见的主接线方案 ............................ 10 3.3.4 确定主接线方案 ........................................ 10 3.4 无功功率补偿修订 ............................................ 13 4 高低压开关设备选择 ................................................ 16

4.1 短路电流的计算 .............................................. 16

4.1.1 短路计算的方法 ........................................ 16 4.1.2 本设计采用标幺制法进行短路计算 ........................ 17 4.2 变电站一次设备的选择与校验 .................................. 20

4.2.1 一次设备选择与校验的条件 .............................. 20 4.2.2 按正常工作条件选择 .................................... 20 4.2.3 按短路条件校验 ........................................ 21 4.2.4 10kV侧一次设备的选择校验 .............................. 22 4.2.5 380V侧一次设备的选择校验 .............................. 23 4.3 高低压母线的选择 ............................................ 23 5 变电所进出线和低压电缆选择 ........................................ 24

5.1 变电所进出线的选择范围 ...................................... 24 5.2 变电所进出线方式的选择 ...................................... 24 5.3 变电所进出导线和电缆形式的选择 .............................. 24 5.4 高压进线和低压出线的选择 .................................... 25

5.4.1 10kV高压进线的选择校验 ................................ 25 5.4.2 由高压母线至主变的引入电缆的选择校验 .................. 25 5.4.3 380V低压出线的选择 .................................... 25

6 总结 .............................................................. 30 附 录 ............................................................... 31

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1 前言

1.1引言

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。DXDiTa9E3d 在工程机械制造厂里，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。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。

RTCrpUDGiT 电能从区域变电站进入机械厂后，首先要解决的就是如何对电能进行控制、变换、分配和传输等问题。在机械厂，担负这一任务的是供电系统，供电系统的核心部分是变电所。一旦变电所出了事故而造成停电，则整个机械厂的生产过程都将停止进行，甚至还会引起一些严重的安全事故。5PCzVD7HxA 机械厂变电所要很好地为生产服务，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：jLBHrnAILg (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。xHAQX74J0X 1.2设计原则

按照国家标准GB50052-95《供配电系统设计规范》、GB50053-94 《10kV及以下设计规范》、GB50054-95 《低压配电设计规范》、JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》等的规定，进行变电所设计必须遵循以下原则：LDAYtRyKfE 1、遵守规程、执行政策

必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。

2、安全可靠、先进合理

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