机修厂供配电系统设计方案

第一章电力工程课程设计任务书

1.1 原始资料

本厂承担某大型钢铁联合企业各附属厂的电机、变压器修理和制造任务。年生产规模为修理电机7500台，总容量为45万kW；制造电机总容量为6万kW，制造单机最大容量为5000kW；修理变压器500台；生产电气备件为60万件。本厂为某大型钢铁联合企业的重要组成部分。

(1)工厂总平面布置图如下：

图1.1 工厂总平面布置图

(2)工厂的生产任务、规模及产品规格：本厂承担某大型钢铁联合企业各附属厂的电机、变压器修理和制造任务。年生产规模为修理电机7500台，总容量为45万kW；制造电机总容量为6万kW，制造单机最大容量为5000kW；修理变压器500台；生产电气备件为60万件。本厂为某大型钢铁联合企业的重要组成部分。

(3)工厂各车间的负荷情况及各车间预计配置变压器台数如表1.1所示。

表1.1 工厂各车间负荷情况及各车间变电所容量

(4)供电协议：

1.当地供电部门可提供两个供电电源，供设计部门选择：1）从某220/35kV区域

变电站提供电源，此区域变电站距工厂南侧4.5km。2）从某35/10kV变电所，提供10kV备用电源，此变电所距工厂南侧约4km。

2.电力系统的短路数据，如表1.2，其供电系统图，如图1.2。

表1.2 区域变电站35kV 母线短路数据

图1.2 供电系统图

3.供电部门对工厂提出的技术要求：1）区域变电站35kV 馈电线的过电流保护整

定时间s t op 8.1=，要求工厂总降压变电所的过电流保护整定时间不大于1.3s 。2）在工厂35kV 电源侧进行电能计量。3）工厂最大负荷时功率因数不得低于0.9。

4.电费制度：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 。

(5)工厂负荷性质：本厂大部分车间为一班工作制，少数车间为两班或三班工作

制，工厂的年最大有功负荷利用小时数为2300h 。

锅炉房供应生产用高压蒸汽，其停电将使锅炉发生危险。又由于工厂距离市区较远，消防用水需厂方自备。因此锅炉房供电要求有较高的可靠性。 (6)工厂自然条件：

1.气象资料：本厂所在地区的年最高气温为38o

C ，年平均气温为23 o

C ，年最低

气温为－8 o C ，年最热月平均最高气温为33 o C ，年最热月平均气温为26 o C ，年最热月地下0.8m 处平均温度为25 o C 。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 。

1.2 设计任务

1．高压供电系统设计

主要任务是工厂内部高压供电等级选择，需考虑供电的经济性（设备及损耗费用）和技术要求（线路电压损耗、以及供电电源变压器的断路器出线容量等）。2．总降压变电站设计

（1）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，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。

（2）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。

（3）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、导线截面和型号等设备的选择及校验。选用设备型号、数量、汇成设备一览表。

（4）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。

（5）配电装置设计：包括配电装置布置型式的选择、设备布置图。

（6）防雷、接地设计：包括直击雷保护、进行波保护和接地网设计。

3．车间变电所设计

根据车间负荷情况，选择车间变压器的型号。

4．厂区10KV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。

1.3 设计内容及步骤

全厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况。解决对各部门的安全可靠，经济的分配电能问题。其基本内容有以下几方面。

1.负荷计算

全厂总降压变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的。考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总降压变电所高压侧计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、表达计算成果。

2.工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量选择

参考电源进线方向，综合考虑设置总降压变电所的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要，确定变压器的台数和容量。

3.工厂总降压变电所主结线设计

根据变电所配电回路数，负荷要求的可靠性级别和计算负荷数综合主变压器台数，确定变电所高、低接线方式。对它的基本要求，即要安全可靠有要灵活经济，安装容易维修方便。

4.厂区高压配电系统设计

根据厂内负荷情况，从技术和经济合理性确定厂区配电电压。参考负荷布局及总降压变电所位置，比较几种可行的高压配电网布置放案，计算出导线截面及电压损失，由不同放案的可靠性，电压损失，基建投资，年运行费用，有色金属消耗量等综合技术经济条件列表比值，择优选用。按选定配电系统作线路结构与敷设方式设计。用厂区高压线路平面布置图，敷设要求和架空线路杆位明细表以及工程预算书表达设计成果。

5.工厂供、配电系统短路电流计算

工厂用电，通常为国家电网的末端负荷，其容量运行小于电网容量，皆可按无限容量系统供电进行短路计算。由系统不同运行方式下的短路参数，求出不同运行方式下各点的三相及两相短路电流。

6.改善功率因数装置设计