某机械厂供配电系统设计

供配电设计论文题目：某机械厂供配电系统设计

姓名：段石磊

学号：130123096

专业：电气工程及其自动化

指导老师：孟鹏

设计时间：2016年12月

目录

一、设计任务 (2)

二、变电所位置和型式的选择 (4)

三、负荷计算和无功功率补偿 (5)

四、变电所主变压器的选择和主结线方案的选择 (10)

五、短路电流的计算 (14)

六、高、低压电气设备的选择与校验 (18)

七、供配电线路及电缆线路的选择 (22)

八、变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定 (27)

九、防雷接地 (29)

十、电费计算 (30)

十一、参考文献 (30)

一、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的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，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及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护，确定防雷和接地装置。最后按要求写出设计说明书，绘出设计图纸。

1.2设计原始资料

.工厂总平面图

图1 工厂平面图

1.3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。

1.4 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。

1.5 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。

1.6 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。

1.7 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。

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.即在工厂平面图的下边和左侧,任作一直角坐标的X 轴和Y 轴,测出各车间和宿舍区负荷点的坐标位置,例如P 1(x 1,y 1) 、P 2(x 2,y 2) 、P 3(x 3,y 3)等.而工厂的负荷中心设在P(x,y),P 为P 1+P 2+P 3+…=∑P i .

i

i i 321332211P )

x P (P P P x P x P x P x ∑∑=++++=

⋯⋯ (3.1)

i

i i 321332211P )

y P (P P P y P y P y P y ∑∑=++++=⋯⋯ (3.2)

图2.1 机械厂总平面图

按比例K 在工厂平面图中测出各车间和宿舍区负荷点的坐标位置表3.1所示。

表3.1各车间和宿舍区负荷点的坐标位置

Y(㎝) 1.65 3.50 6.1 0.6 0.6 3.8 4.32 0.6 2.5 4.32

6.34

由计算结果可知，x=6.15， y=3.75由下图可知与其他车间的相对位置

三、负荷计算和无功功率补偿

3.1.负荷计算公式

1单组用电设备计算负荷的计算公式 1.1有功计算负荷（单位为kW ） P 30=K d P e , K d 为同时系数 1.2 无功计算负荷（单位为kvar ） Q 30= P 30tan φ

1.3 视在计算负荷（单位为kvA ）

S 30= P 30/cos φ

1.4 计算电流（单位为A ）

I=S 30 /（√3×U N ），U N 为用电设备的额定电压，单位为kV 2 多组用电设备计算负荷的计算公式 2.1 有功计算负荷（单位为kW ）

P 30=K ∑p ∑P 30d , ∑P 30d 是所有设备组有功计算负荷P 30之和， K ∑p 是有功负荷同时系数

2.2 无功计算负荷（单位为kvar ）

Q 30=K ∑q ∑Q 30d , ∑Q 30d 是所有设备组无功计算负荷P 30之和， K ∑q 是无功负荷同时系数

2.3 视在计算负荷（单位为kvA ）

S 30=

302302Q P

2.4 计算电流（单位为A ）

I=S 30 /（√3×U N ），U N 为用电设备的额定电压，单位为kV

3.2 负荷计算

在负荷计算时，采用需要系数法对各个车间进行计算，并将照明和动力部分分开计算，照明部分最后和宿舍区照明一起计算。具体步骤如下。

1、铸造车间：

动力部分：P30=300×0.4=90kW；Q30=90×1.02=91.8kvar

S30= 90/0.7=128.57kVA；I30=128.57/（3x0.38）=195.34A

照明部分：P30=5×0.8=4kW；Q30=0kvar

S30= 4/1=4kVA；I30=4/（√3×0.22）=10.59A

2、锻压车间：

动力部分：P30=350×0.3=105kW；Q30=105×1.169=122.76kvar

S30=105/0.65=161.54kVA；I30=161.54/（3×0.38）=245.43A

照明部分：P30=8×0.7=5.6kW；Q30=0kvar

S30= 5.6/1=5.6kVA；I30=5.6/（√3×0.22）=14.69A

3、金工车间：

动力部分：P30=400×0.2=80kW；Q30=80×1.169=93.54kvar

S30=80/0.65=123.7kVA；I30=123.07 /（√3×0.38）=187A

照明部分：P30=10×0.8=8kW；Q30=0kvar

S30= 8/1=8kVA；I30=8/（√3×0.22）=20.99A

4、工具车间：

动力部分：P30=360×0.3=108kW；Q30=108×1.33=143.64kvar

S30=108/0.6=180kVA；I30=180/（√3×0.38）=273.48A

照明部分：P30=7×0.9=6.3kW；Q30=0kvar

S30= 6.3/1=6.3kVA；I30=6.3/（√3×0.22）=16.53A

5、机修车间：

动力部分：P30=160×0.2=32kW；Q30=32×1.169=37.408kvar

S30=32/0.65=49.23kVA；I30=49.23 /（√3×0.38）=74.08A

照明部分：P30=4×0.8=3.2kW；Q30=0kvar

S30= 3.2/1=3.2kVA；I30=3.2/（√3×0.22）=8.398A

6、电镀车间：

动力部分：P30=250×0.5=125kW；Q30=125×0.75=93.75kvar

S30= 125/0.8=156.25kVA；I30=156.25/（√3×0.38）=237.404A