供配电系统设计毕业设计

届毕业生

毕业设计说明书题目：某机械厂供配电系统设计

院系名称：电气工程学院专业班级：

学生姓名：学号：

指导教师：教师职称：讲师

20年 6月 6日

目次

1 概述 (1)

1.1 国内外发展现状 (1)

1.2 供配电系统的研究意义 (1)

1.3 研究的内容 (2)

2 负荷计算及无功补偿 (3)

2.1 电力负荷的类型 (3)

2.2 负荷计算 (3)

2.3 无功功率补偿 (8)

3 变电所主变压器选择和主接线方案选择 (10)

3.1 变电所主变压器的选择 (10)

3.2 主接线方案设计 (10)

3.3 厂区规划图 (12)

4 短路电流的计算 (14)

4.1 短路电流计算的基本公式 (14)

4.2 电抗标幺值的计算公式 (14)

4.3 确定基准值、计算电抗标幺值 (15)

5 高、低压电气设备的选择与校验 (18)

5.1 高压设备的选择与校验 (18)

5.2 低压设备的选择与校验 (20)

5.3 母线的选择 (20)

5.4 导线的选择 (21)

6 继电保护的整定与计算 (22)

6.1 高压线路的继电保护 (22)

6.2 电力变压器的继电保护 (23)

7 防雷和接地装置 (24)

7.1 防雷 (24)

7.2 接地装置 (24)

7.3 防雷措施 (25)

结论 (26)

致谢 (27)

参考文献 (28)

附录A 电气主接线图 (30)

1 概述

1.1 国内外发展现状

现代大中型工厂供配电系统的电气主接线和运行方式都比较复杂，各种电气设备的数量和种类也比较多，随着经济和现代工业建设的迅速发展，供电系统的设计越来越全面、系统，工厂用电量迅速增长，对电能质量、技术经济状况、供电的可靠性指标也日益提高，因此对供电设计也有了更高、更完善的要求。

供配电系统是电力系统的电能用户，也是电力系统的重要组成环节。它由总降压变电所、高压配电所、车间变电所、配电线路以及用电设备组成。在小型工厂中，电能先经过高压配电所，然后经过变压器降压，低压配电线路将车间变电所的电能送到各低压用电设备。

在我国，供配电的建设未能得到重视，资金短缺，技术性能落后，另外供配电技术环节形成电力需求与供配电设施不协调的局面。随着人们生产活动的日渐增多，工厂对电能的需求也在日益增加，作为评估电能质量的相关指标，例如电能的可靠性、电能的经济状况、电能的质量等指标也随之有待提高。

1.2 供配电系统的研究意义

现如今，电能已经成为人们生活中不可或缺的能源和生活工具，其在工业生产，生活的各个领域中获得了广泛应用，为人们提供更加舒适便捷的工作环境和生活环境创造了条件。电力是现代事业发展的主要能源和动力，没有电力可以说就没有国有经济的现代化。现代的生活都离不开电力，都是建立在电气的基础上。因此，电力供应如果中断，将会给现代的发展带来严重的影响。譬如那些对可靠性有有很高要求的企业，即使工厂中设备停电的时间极短，也能引起工厂中严重的事故发生，轻则把电气设备烧坏，重则威胁到人身安全，故而，必须认真做好达到系统供电要求，切实保证电力系统的正常运行，更好地发展生产，实现过程的全部自动化。

要切实保障生产和日常社会生活的需求，就必须做好工厂供电系统的工作，在确保可靠供电的前提下，考虑并努力做好节能减排工作，实现高效，优质供电供电部门必须做到以下几点：

（1）安全在电能的供应、分配和使用中，不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即连续供电的要求。

（3）优质应满足电能用户对电压质量和频率质量等的要求。

（4）经济供电系统的投资要少，运行费用低，尽可能的节约能源和减少有色金属消耗量。

当然，除了上述基本要求，想高质量的做好工厂供电工作，还要学会合理地做好工厂供电长远发展的规划安排，既考虑到局部利益，又要有长远的目光和见识，做到适应长期发展目标的要求。

1.3 研究的内容

本次设计主要研究的是某机械厂供配电系统，从获得的原始资料开始着手相关资料的查询以及分析计算，主要完成了以下几个方面：负荷计算及无功补偿，确定变电所的所址、型式以及变电所的主接线方案，按需要系数法进行短路计算，选择高、低压设备并进行校验，变电所防雷保护及接地装置的设计以及用CAD 软件绘制电气原理图。小型的机械厂供电负荷等级一般为二级负荷，考虑到生产加工，应急照明对电力要求高的方面，避免因停电造成不必要的损失，因此在本次设计中应该从各个方面综合实际情况考虑，做到经济，可靠，完善。由于供电部门对厂区用电有功率因数方面的要求必须达到0.9以上，所以降压变电所采用并联电容器进行无功功率补偿。通过短路电流的计算，对供配电系统的继电保护进行整定与计算，最后对本厂进行防雷与接地保护。

2 负荷计算及无功补偿

2.1 电力负荷的类型

按照电力负荷对供电可靠性的要求，电力负荷分为一级负荷、二级负荷、三级负荷。在本次机械厂供配电系统设计中，大多数负荷属于二级负荷，且主要对动力负荷和照明负荷进行分析，并完成负荷计算。

2.2 负荷计算

在工厂中，为了防止造成电气设备资源的浪费，保证电气设备的安全运行，需要进行负荷计算。负荷计算的方法有很多，如需要系数法，利用系数法，单位指标法等。在这次设计中，按需要系数法确定三相用电设备组有功计算负荷，最基本的负荷计算公式为：

30d e

P K P = （2-1）

其中30P 为全厂的有功计算负荷，e P 为全厂用电设备的总容量，d K 为需要系数。

2.2.1 基本公式

无功计算负荷 3030tan Q P ϕ= （2-2）

视在计算负荷 30

30cos P S ϕ=

（2-3）

计算电流

30I = （2-4） 2.2.2 多组用电设备计算负荷的确定

有功计算负荷 3030

p P K P ∑=∑ （2-5）

无功计算负荷 3030Q K Q q ∑=∑ （2-6） 以上两式中的30P ∑、

30Q ∑分别为各组用电设备的有功和无功计算负荷之和，p K ∑、q K ∑分别为同时系数。

视在计算负荷 2

3023030Q P S += （2-7）