工厂供电课程设计说明书

设计说明书

《工厂供电》课程设计

学院：机电工程学院

学号：

专业（方向）年级：电气工程及其自动化学生姓名：

福建农林大学机电工程学院电气工程系

2011年 1月 7日

前言

课程设计是教学过程中的一个重要环节，通过课程设计可以巩固本课程理论知识，掌握供配电设计的基本方法，通过解决各种实际问题，培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力，同时对电力工业的有关政策、方针、技术规程有一定的了解，在计算、绘图、设计说明书等方面得到训练，为今后的工作奠定基础。

此次课程设计是某机械厂降压变电所的电气设计，是一个实际的设计课题，能更好的让我们体会到实际的供配电系统是怎么回事。它涵盖了本书几乎所有的内容，包括全厂负荷统计，变压器的选择，短路电流的计算，供电线路的选择，供电设备的选择，无功补偿等等，并要求画变电所主接线图。同时课程设计也是教学过程中的一个重要环节，通过设计可以巩固各课程理论知识，了解工厂供电设计的基本方法，了解工厂供电电能分配等各种实际问题，培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力，同时对电力工业的有关政策、方针、技术规程有一定的了解，在计算绘图、编号、设计说明书等方面得到训练，为以后工作奠定基础。

本设计可分为八部分：负荷计算和无功功率计算及补偿；变电所位置和形式的选择；变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择；短路电流的计算；变电所一次设备的选择与校验；变电所高、低压线路的选择；防雷和接地装置的确定；附参考文献。

由于设计者知识掌握的深度和广度有限，本设计尚有不完善的地方，敬请老师、同学批评指正！

目录

1负荷计算和无功功率补偿 (1)

2变电所位置和型式的选择 (2)

3变电所主变压器及主接线方案的选择 (3)

4短路电流的计算 (6)

5变电所一次设备的选择校验 (8)

6变电所进出线及与邻近单位联络线的选择 (9)

7变电所的防雷保护与接地装置的设计 (13)

8变电所主接线电路图 (14)

9参考文献 (16)

XX机械厂降压变电所的电气设计

（一）负荷计算和无功功率补偿

1、负荷计算各厂房和生活区的负荷计算如表2所示。

2.无功功率补偿

由表2可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因素只有0.72。而供电部门要求该厂10kv进线侧最大负荷时功率因素不应低于0.9。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时功率因素应稍大于0.9，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量：

Q C=P30(tanϕ1- tanϕ2)= 770.2 [tan(arccos0.75)-tan(arccos0.92)]kvar=370kvar

参照图1，选PGJ1型低压自动补偿屏，并联电容器为BW0.4-14-3型，采用其方案1（主屏）1台与方案3（辅屏）4台相结合，总共容量为84kvar⨯5=420kvar。因此无功补偿后工厂380V侧和10kV侧的负荷计算如表3所示。

图1PGJ1型低压无功功率自动补偿屏的接线方案

（二）变电所位置和型式的选择

变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心，工厂的负荷中心按负荷功率矩法来确定。在工厂平面图的下边和左侧，分别作一直角坐标的x轴和y轴，然后测出各

车间（建筑）和宿舍区负荷点的坐标位置，1P 、2P 、Λ3P 10P 分别代表厂房1、2、

3...10号的功率，设定1P （1.8，

4.1）、2P （2.8，2.6）、3P

（4.2，0.8）、4P （3.0，

5.0）、5P

（5.0，5.0）、6P （5.0，3.7）、7P （5.0，2.5）、8P （6.9，5.0）、9P （6.9，

3.7）、10P

（6.9，2.5），并设11P （0.7，0.7）为生活区的中心负荷，如图2所示。

而工厂的负荷中心假设在P(x ,y ),其中P=1P +2P +Λ3P +11P =i P

∑。因此仿照《力学》中计算中心的力矩方程，可得负荷中心的坐标：

∑∑=

++++++=

i i i P

x P P P P P x P x P x P x P x )(11

32111

11332211ΛΛ （1-1） ∑∑=

++++++=i

i

i P

y P P P P P y P y P y P y P y )(11

3211111332211ΛΛ

（1-2）

把各车间的坐标代入（1-1）、（2-2），得到x =3.2，y =2.8 。由计算结果可知，工厂的负荷中心在7号厂房（锻压车间）的东北角。考虑到周围环境及进出线方便，决定在7号厂房的东侧紧靠厂房建造工厂变电所，器型式为附设式。

图2 按负荷功率矩法确定负荷中心

（三） 变电所主变压器及主接线的选择

1．变电所主变压器的选择

根据工厂的负荷性质和电源情况，工厂变电所的主变压器考虑有下列两种可供选择的方案：

（1）装设一台变压器

型号为S9型，而容量根据式30S S T N ≥⋅，T N S ⋅为主变压器容量，30S 为总的计算负荷。选T N S ⋅=1000 KV A>30S =843.3kV A ，即选一台S9-1000/10型低损耗配电变压器。至于工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由邻近单位相联的高压联络线来承担。

（2）装设两台变压器

型号亦采用S9型，而每台变压器容量根据式（1）、（2）选择，即

⨯≈⋅)7.0~6.0(T N S 843.3kVA=（505.98～590.31）kVA

（1）

S N ·T ≥S 30 (Ⅱ)=(88.6+131.5+38.1)=258.2kVA (2)

因此选两台S9-400/10型低损耗配电变压器。工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由邻近单位相联的高压联络线来承担。

主变压器的联结组均为Yyn0 。 2．变电所主接线方案的选择

按上面考虑的两种主变压器方案可设计下列两种主接线方案： （1）装设一台主变压器的主接线方案 如图3所示 （2）装设两台主变压器的主接线方案 如图4所示

3.两种主接线方案的技术经济比较 如表4所示。

表4 主接线方案的技术经济比较

比较项目 装设一台主变的方案

装设两台主变的方案

技术

供电安全性 满足要求 满足要求 供电可靠性 基本满足要求

满足要求