10KV变电所及其配电系统的设计
摘要：变电所是电力系统的一个重要组成部分，由电器设备及配电网络按一定的接线方式所构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。变电所涉及方面很多，需要考虑的问题多，分析变电所担负的任务及用户负荷等情况，选择所址，利用用户数据进行负荷计算，确定用户无功功率补偿装置。同时进行各种变压器的选择，从而确定变电站的接线方式，再进行短路电流计算，选择送配电网络及导线，进行短路电流计算。选择变电所高低压电气设备，为变电所平面及剖面图提供依据。本变电所的初步设计包括了：（1）总体方案的确定（2）负荷分析（3）短路电流的计算（4）配电系统设计与系统接线方案选择（5）继电保护的选择与整定（6）防雷与接地保护等内容。
关键词：变电所；负荷；输电系统；配电系统
The Design Of 10KV Substation And Power Distribution
System
Abstract：The substation is an importance part of the electric power system, it is consisted of the electric appliances equipments and the Transmission and the Distribution. It obtains the electric power from the electric power system, through its function of transformation and assign, transport and safety. Then transport the power to every place with safe, dependable, and economical. The region of factory effect many fields and should consider many problems.Analyse change to give or get an electric shock a mission for carrying and customers carries etc. circumstance, make good use of customer data proceed then carry calculation, ascertain the correct equipment of the customer. At the same time following the choice of every kind of transformer, then make sure the line method of the transformer substation, then calculate the short-circuit electric current, choosing to send together with the electric wire method and the style of the wire, then proceeding the calculation of short-circuit electric current. This first step of design included:(1) ascertain the total project (2) load analysis(3) the calculation of the short-circuit electric current (4) the design of an electric shock the system design to connect with system and the choice of line project (5) the choice and the settle of the protective facility (6) the contents to defend the thunder and protection of connect the earth.
Keywords：substation；load；transmission system；power distribution system
第1章绪论
1.1工厂变配电所的设计
1.1.1用户供电系统
电力用户供电系统由外部电源进线、用户变配电所、高低压配电线路和用电设备组成。按供电容量的不同，电力用户可分为大型（10000kV·A以上）、中型（1000-10000kV·A）、小型（1000kV·A及以下）
1.大型电力用户供电系统
大型电力用户的用户供电系统，采用的外部电源进线供电电压等级为35kV 及以上，一般需要经用户总降压变电所和车间变电所两级变压。总降压变电所将进线电压降为6-10kV的内部高压配电电压，然后经高压配电线路引至各个车间变电所，车间变电所再将电压变为220/380V的低电压供用电设备使用。
某些厂区环境和设备条件许可的大型电力用户也有采用所谓“高压深入负荷中心”的供电方式，即35kV的进线电压直接一次降为220/380V的低压配电电压。
2.中型电力用户一般采用10kV的外部电源进线供电电压，经高压配电所和10kV用户内部高压配电线路馈电给各车间变电所，车间变电所再将电压变换成220/380V的低电压供用电设备使用。高压配电所通常与某个车间变电所合建。
3.小型电力用户供电系统
一般小型电力用户也用10kV外部电源进线电压，通常只设有一个相当于车间变电所的降压变电所，容量特别小的小型电力用户可不设变电所，采用低压220/380V直接进线。
1.1.2工厂变配电所的设计原则
1.必须遵守国家的有关规程和标准，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.应做到保障人身和设备安全、供电可靠、电能质量合格、技术先进和经济合理，应采用效率高、能耗低、性能较先进的电气产品。
3.应根据工程特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远、近期结合，以近期为主，适当考虑扩建的可能性。
4.必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区
供电条件等，合理确定设计方案。
1.2课题来源及设计背景
1.2.1课题来源
本课题是来源于云南锡业股份集团公司下属建安机械化安装公司的变电所新建项目，具有一定的实践性和可行性。
1.2.2设计背景
本公司现要新建一个10/0.4kV的变配电所，向公司生产区、办公楼、职工住宅区及其生活水泵组供电。
原先变电所只能满足两个车间、办公楼和生活区的用电负荷。随着近年来，云锡集团公司的企业内部的调整，下属子公司之间的相互合并等原因，建安机械化安装公司扩充了规模，兼并了原来其他单位的一些用电设备，因此，原先的变电所已经不能满足需要，要在原址旁边新建一座10/0.4kV变配电所，以满足单位改革后用电负荷的要求。
鉴于云锡公司用电的特殊性，新建变电所的电源取自3km外云锡公司一专用35kV变电站和3km外市供电公司另一相同容量的35kV变电站。
新变电所建成后，能满足现有的生产、生活用电，有效地提高负荷转移能力，进一步提高供电可靠性。
第2章 变电所负荷计算和无功补偿的计算
2.1变电站的负荷计算
2.1.1负荷统计
全厂的用电设备统计如下表：
表2.1 用电负荷统计
用电设备 负荷统计（kW ） 负荷类别
机床设备组 433.45 三级 电焊机设备组 129.35 三级 起重机组 113.2 三级 办公楼 30 三级 住宅区水泵组 176 二级 住宅用电 768 三级 厂区照明
29
三级
2.1.2负荷计算
按需要系数法计算各组负荷：
有功功率 P= K d ?Σpei （2.1） 无功功率 Q=P ??tan （2.2） 视在功率 S=22Q P + （2.3） 上述三个公式中：ΣPei ：每组设备容量之和，单位为kW ；K d ：需要用系数；
?cos :功率因数。
⒈ 小批量生产的金属冷加工机床电动机： K d =0.16-0.2（取0.2）?cos =0.5 ?tan =1.73
有功负荷 P C1=K d P S1=0.2*433.45=86.69kW 无功负荷 Q C1=P C1?tan =86.69*1.73=149.97kvar
视在功率 S C1=2
1C 21C Q P +=174.74kV ·A
⒉ 电焊机组的计算负荷：
K d =0.35 ?cos =0.35 ?tan =2.68
有功负荷 P C2=K d P S2=0.35*129.35=45.27kW 无功负荷 Q C2=P C2?tan =45.27*2.68=121.33kvar
视在功率 S C2=2
2C 22C Q P +=129.5kV ·
A ⒊ 起重机的计算负荷：
K d =0.1-0.15（取0.15） ?cos =0.5 ?tan =1.73
有功负荷 P C3=K d P S3=0.15*113.2=16.98kW 无功负荷 Q C3=P C3?tan =16.98*1.73=29.38kvar
视在功率 S C3=23C 23C Q P +=33.93kV ·
A ⒋ 住宅区水泵组：
K d =0.8 ?cos =0.8 ?tan =0.75 有功负荷 P C4=K d P S4=0.8*176=140.8kW
无功负荷 Q C4=P C4?tan =0.75*140.8=105.6kvar
视在功率 S C4=24C 24C Q P +=176kV ·
A ⒌ 办公楼：
K d =0.8 ?cos =1 ?tan =0 有功负荷 P C5=K d P S5=0.8*30=24kW 无功负荷 Q C5=P C5?tan =0kvar
视在功率 S C5=25C 25C Q P +=24kV ·
A ⒍ 住宅区：
K d =0.45 ?cos =1 ?tan =0
有功负荷 P C6=K d P S6=0.45*768=345.6kW 无功负荷 Q C6=P C6?tan =0kvar
视在功率 S C6=2
6C 26C Q P +=345.6kV ·A
⒎ 厂区照明：
K d =1 ?cos =1 ?tan =0 有功负荷 P C7=K d P S7=1*29=29kW 无功负荷 Q C7=P C7?tan =0kvar
视在功率 S C7=2
7C 27C Q P +=29kV ·A
总负荷的计算：
1.有功功率 P c =K ∑ p ?ΣP c.i （
2.4） 2.无功功率 Q c = K ∑q ?ΣQ c.i （2.5）
3.视在功率 S c =2
C 2C Q P + （2.6）
式中：对于干线，可取K ∑ p =0.85-0.95，K ∑q =0.90-0.97。
对于低压母线，由用电设备计算负荷直接相加来计算时，可取K∑p =0.8-0.9，K∑q =0.85-0.95。由干线负荷直接相加来计算时，可取K∑p =0.9-0.95，K∑q =0.93-0.97。
表2.2 计算负荷表
设备组
K d
需要系数
?
cos?
tan
计算负荷
Pc/kW Qc/kvar Sc/kV·A
机床组0.2 0.5 1.73 86.69 149.97 174.74 电焊机组0.35 0.35 2.68 45.27 121.33 129.5 起重机0.15 0.5 1.73 16.98 29.38 33.93 水泵组0.8 0.8 0.75 140.8 105.6 176 办公楼0.8 1 0 24 0 24 住宅区0.45 1 0 345.6 0 345.6 厂区照明 1 1 0 29 0 29
总计
——688.34 406.28 ——对干线取K∑p=0.95, K∑q=0.97 653.92 394.09 763.49 对低压母线取K∑p=0.90, K∑q=0.95 619.506 385.966 729.9
2.2无功补偿的目的和方案
由于用户的大量负荷如感应电动机、电焊机、气体放电灯等，都是感性负荷，使得功率因数偏低，因此需要采用无功补偿措施来提高功率因数。电力系统要求用户的功率因数不低于0.9，按照实际情况本次设计要求功率因数为0.92以上，因此，必须采取措施提高系统功率因数。目前提高功率因数的常用的办法是装设无功自动补偿并联电容器装置。
根据现场的实际情况，拟定采用低压集中补偿方式进行无功补偿。
2.3无功补偿的计算及设备选择
我国《供电营业规则》规定：容量在100kV·A及以上高压供电用户，最大负荷时的功率因数不得低于0.9，如达不到上述要求，则必须进行无功功率补偿。
一般情况下，由于用户的大量如：感应电动机、电焊机、电弧炉及气体放电灯等都是感性负荷，使得功率因数偏低，达不到上述要求，因此需要采用无功补偿措施来提高功率因数。当功率因数提高时，在有功功率不变的情况下，无功功
率和视在功率分别减小，从而使负荷电流相应减小。这就可使供电系统的电能损耗和电压损失降低，并可选用较小容量的电力变压器、开关设备和较小截面的电线电缆，减少投资和节约有色金属。因此，提高功率因数对整个供电系统大有好处。
要使功率因数提高，通常需装设人工补偿装置。最大负荷时的无功补偿容量Q N ·C 应为：
Q N ·C ='C C Q Q -=P C （?tan -'tan ?） (2.7)
按此公式计算出的无功补偿容量为最大负荷时所需的容量，当负荷减小时，补偿容量也应相应减小，以免造成过补偿。因此，无功补偿装置通常装设无功功率自动补偿控制器，针对预先设定的功率因数目标值，根据负荷的变化相应投切电容器组数，使瞬时功率因数满足要求。
提高功率因数的补偿装置有稳态无功功率补偿设备和动态无功功率补偿设备。前者主要有同步补偿机和并联电容器。动态无功功率补偿设备用于急剧变动的冲击负荷。
低压无功自动补偿装置通常与低压配电屏配套制造安装，根据负荷变化相应循环投切的电容器组数一般有4、6、8、10、12组等。用上式确定了总的补偿容量后，就可根据选定的单相并联电容器容量q N ·C 来确定电容器组数：
C
.N C .N q Q n =
(2.8)
在用户供电系统中，无功补偿装置位置一般有三种安装方式：
(1)高压集中补偿 补偿效果不如后两种补偿方式，但初投资较少，便于集中运行维护，而且能对企业高压侧的无功功率进行有效补偿，以满足企业总功率因数的要求，所以在一些大中型企业中应用。
(2)低压集中补偿 补偿效果较高压集中补偿方式好，特别是它能减少变压器的视在功率，从而可使主变压器的容量选的较小，因而在实际工程中应用相当普遍。
(3)低压分散补偿 补偿效果最好，应优先采用。但这种补偿方式总的投资较大，且电容器组在被补偿的设备停止运用时，它也将一并被切除，因此其利用率较低。
本次设计采用低压集中补偿方式。
P C Q C S C 取自低压母线侧的计算负荷，?cos 提高至0.92
?cos =
C
C S P =
9
.729506.619=0.85
Q N ·C =P C （?tan -'tan ?）=619.506*[tan(arccos0.85)-tan(arccos0.92)]=120kvar 选择BSMJ0.4-20-3型自愈式并联电容器，q N ·C =20kvar
C
.N C .N q Q n =
（2.9）
=120kvar/20kvar=6 取6
补偿后的视在计算负荷
S C =2
C
·N C 2C Q Q (P ）-+=674.19kV ·A ?
cos =
C
C S P =0.92
第3章变电所变压器台数和容量的选择
3.1变压器的选择原则
电力变压器是供电系统中的关键设备，其主要功能是升压或降压以利于电能的合理输送、分配和使用，对变电所主接线的形式及其可靠性与经济性有着重要影响。所以，正确合理地选择变压器的类型、台数和容量，是对接下来主接线设计的一个主要前题。
选择时必须遵照有关国家规范标准，因地制宜，结合实际情况，合理选择，并应优先选用技术先进、高效节能、免维护的新产品，并优先选用技术先进的产品。
3.2变压器类型的选择
电力变压器类型的选择是指确定变压器的相数、调压方式、绕组形式、绝缘及冷却方式、联结组别等。，
变压器按相数分，有单相和三相两种。用户变电所一般采用三相变压器。
变压器按调压方式分，有无载调压和有载调压两种。10kV配电变压器一般采用无载调压方式。
变压器按绕组形式分，有双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器等。用户供电系统大多采用双绕组变压器。
变压器按绝缘及冷却方式分，有油浸式、干式和充气式（SF6）等。
10kV配电变压器有Yyn0和Dyn11两种常见联结组。由于Dyn11联结组变压器具有低压侧单相接地短路电流大，具有利于故障切除、承受单相不平衡负荷的负载能力强和高压侧三角形接线有利于抑制零序谐波电流注入电网等优点，从而在TN及TT系统接地形式的低压电网中得到越来越广泛的应用。
3.3变压器台数的选择
变压器的台数一般根据负荷等级、用电容量和经济运行等条件综合考虑确定。《10kV及以下变电所设计规范GB50053－94》中规定，当符合以下条件之一时，宜装设两台及两台以上的变压器：
⑴有大量一级或二级负荷；
⑵季节性负荷变化较大；
⑶集中负荷容量较大。
变电所中单台变压器（低压为0.4kV）的容量不宜大于1250kV·A。当用电设备容量较大、负荷集中且运行合理时，可选用较大容量的变压器。
在一般情况下，动力和照明宜共用变压器。当属下列情况之一时，可设专用变压器：
一、当照明负荷较大或动力和照明采用共用变压器严重影响照明质量及灯泡寿命时，可设照明专用变压器；
二、单台单相负荷较大时，宜设单相变压器；
三、冲击性负荷较大，严重影响电能质量时，可设冲击负荷专用变压器。
四、在电源系统不接地或经阻抗接地，电气装置外露导电体就地接地系统（IT 系统）的低压电网中，照明负荷应设专用变压器。
由于本单位的用电设备负荷有二级负荷和三级负荷。根据设计规范GB50053－94的要求，宜装设两台变压器，选择台数为两台。
3.4变压器容量的选择
变压器的容量S N·T首先应保证在计算负荷S C下变压器能长期可靠运行。
对有两台变压器的变电所，通常采用等容量的变压器，每台容量应同时满足以下两个条件：
①满足总计算负荷70%的需要，即
S N·T≈0.7 S C；（3.1）
②满足全部一、二级负荷S C(I+II)的需要，即
S N·T≥S C(I+II)（3.2）条件①是考虑到两台变压器运行时，每台变压器各承受总计算负荷的50%，负载率约为0.7，此时变压器效率较高。而在事故情况下，一台变压器承受总计算负荷时，只过载40%，可继续运行一段时间。在此时间内，完全有可能调整生产，可切除三级负荷。条件②是考虑在事故情况下，一台变压器仍能保证一、二级负荷的供电。
根据无功补偿后的计算负荷，S C=674.19kV·A
即S N·T≥0.7*674.19=471.933kV·A
取变压器容量为500kV·A
因此，选择S9-500/10 Dyn11型电力变压器。为油浸式、无载调压、双绕组变压器。
表3.1 主变压器的选择
额定容量S N /kV·A 联结组别
空载损耗
△P O /kW
短路损耗
△P K /kW
空载电流
I O %
阻抗电压
U K %
500 Dyn11 1.03 4.95 3 4 变压器的损耗：
第4章主接线方案的确定
4.1主接线的基本要求
主接线是指由各种开关电器、电力变压器、互感器、母线、电力电缆、并联电容器等电气设备按一定次序连接的接受和分配电能的电路。它是电气设备选择及确定配电装置安装方式的依据，也是运行人员进行各种倒闸操作和事故处理的重要依据。概括地说，对一次接线的基本要求包括安全、可靠、灵活和经济四个方面。
4.1.1安全性
安全包括设备安全及人身安全。一次接线应符合国家标准有关技术规范的要求，正确选择电气设备及其监视、保护系统，考虑各种安全技术措施。
4.1.2可靠性
不仅和一次接线的形式有关，还和电气设备的技术性能、运行管理的自动化程度因素有关。
4.1.3灵活性
用最少的切换来适应各种不同的运行方式，适应负荷发展。
4.1.4经济性
在满足上述技术要求的前提下，主接线方案应力求接线简化、投资省、占地少、运行费用低。采用的设备少，且应选用技术先进、经济适用的节能产品。
总之，变电所通过合理的接线、紧凑的布置、简化所内附属设备，从而达到减少变电所占地面积，优化变电所设计，节约材料，减少人力物力的投入，并能可靠安全的运行，避免不必要的定期检修，达到降低投资的目的。
4.2主接线的方案与分析
主接线的基本形式有单母线接线、双母线接线、桥式接线等多种。
1．单母线接线
这种接线的优点是接线简单清晰、设备少、操作方便、便于扩建和采用成套配电装置；
缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关等）故障检修，均需
要使整个配电装置停电，单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障段的供电。
适用范围：适应于容量较小、对供电可靠性要求不高的场合，出线回路少的小型变配电所，一般供三级负荷，两路电源进线的单母线可供二级负荷。
图4.1 单母线不分段主接线
2．单母线分段主接线
当出线回路数增多且有两路电源进线时，可用断路器将母线分段，成为单母线分段接线。母线分段后，可提高供电的可靠性和灵活性。在正常工作时，分段断路器可接通也可断开运行。两路电源进线一用一备时，分段断路器接同运行，此时，任一段母线出现故障，分段断路器与故障段进线断路器都会在继电保护装置作用下自动断开，将故障段母线切除后，非故障段母线便可继续工作，而当两路电源同时工作互为备用时，分段断路器则断开运行，此时若任一电源出现故障，电源进线断路器自动断开，分段断路器可自动投入，保证给全部出线或重要负荷继续供电。
图4.2 单母线分段主接线
单母线分段接线保留了单母线接线的优点，又在一定程度上克服了它的缺点，如缩小了母线故障的影响范围、分别从两段母线上引出两路出线可保证对一级负荷的供电等。
4.3电气主接线的确定
电源进线为两路，变压器台数为两台。二次侧采用单母线分段接线。两路外供电源容量相同且可供全部负荷，采用一用一备运行方式，故变压器一次侧采用单母线接线，而二次侧采用单母线分段接线。
该方案中，两路电源均设置电能计量柜，且设置在电源进线主开关之后。变电所采用直流操作电源，为监视工作电源和备用电源的电压，在母线上和备用进线断路器之前均安装有电压互感器。当工作电源停电且备用电源电压正常时，先断开工作电源进线断路器，然后接通备用电源进线断路器，由备用电源供所有负荷。备用电源的投入方式采用备用电源自动投入装置APD。
第5章短路电流的计算
5.1短路电流及其计算
供电系统应该正常的不间断地可靠供电，以保证生产和生活的正常进行。但是供电系统的正常运行常常因为发生短路故障而遭到破坏。
所谓短路，就是供电系统中一相或多相载流导体接地或相互接触并产生超出规定值的大电流。
造成短路的主要原因是电气设备载流部分的绝缘损坏、误动作、雷击或过电压击穿等。短路电流数值通常是正常工作电流值的十几倍或几十倍。当它通过电气设备时，设备的载流部分变形或损坏，选用设备时要考虑它们对短路电流的稳定。短路电流在线路上产生很大的压降，离短路点越近的母线，电压下降越厉害，从而影响与母线连接的电动机或其它设备的正常运行。
计算方法采用标幺值法计算。进行计算的物理量，不是用具体单位的值，而是用其相对值表示，这种计算方法叫做标幺值法。标幺值的概念是：
某量的标幺值=
()
()
与实际值同单位
该量的标准值
任意单位
该量的实际值
（5.1）
所谓基准值是衡量某个物理量的标准或尺度，用标幺值表示的物理量是没有单位的。供电系统中的元件包括电源、输电线路、变压器、电抗器和用户电力线路，为了求出电源至短路点电抗标幺值，需要逐一地求出这些元件的电抗标幺值。
5.2高压电网三相短路计算
电源取自距本变电所3km外的35kV变电站，用10kV双回架空线路向本变电所供电，出口处的短路容量为250MV·A。
图5.1 高压电网短路电流计算图
求10kV 母线上K-1点短路和380V 低压母线上K-2点短路电流和短路容量。电源侧短路容量定为S k =250MV ·A ⑴．确定基准值：
取 S d =100MV ·A U c1=10.5kV U c2=0.4kV I d1=
1
c d U 3S =100MV ·A/（3*10.5kV ）=5.50kA
I d1=
2
c d U 3S =100M ·VA/（3*0.4kV ）=144.34kA
⑵．计算： ① 电力系统
X 1*= S d /S k =100MV ·A/250MV ·A=0.4 ② 架空线路
X 2*=X 0LS d /U c 2=0.35Ω/km*3km*2
)
kV 5.10(A ·MV 100=0.95
③ 电力变压器 X 3*
=U k %S d /100S NT =
A
·kV 500*100A ·kV 10*100*43
=8
⑶．求K-1点的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量： ① 总电抗标幺值
X *∑(k-1) =X 1*+X 2*=0.4+0.95=1.35
② 三相短路电流周期分量有效值
I k-1(3)
= I d1/X *
∑(k-1) =5.50kA/1.35=4.07kA
③ 其他三相短路电流
I k-1”(3) =I ∞k-1 (3) = I k-1(3) =4.07kA i sh (3) =2.55*4.07kA=10.38kA I sh (3) =1.51*4.07kA=6.15kA ④ 三相短路容量
S k-1(3) = S d /X *∑(k-1) =100MV ·A/1.35=74.1 MV ·A ·
⑷．求K-2点的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量： 两台变压器并列运行： ① 总电抗标幺值
X *∑(k-2) =X 1*+X 2*+X 3*// X 4*=0.4+0.95+2
8=5.35
② 三相短路电流周期分量有效值
I k-2(3) = I d2/X *∑(k-2) =144.34kA/5.35=26.98kA
③ 其他三相短路电流
在10/0.4KV 变压器二次侧低压母线发生三相短路时，R ∑<3
1 k sh =1.6，因此： I k-2”(3) =I ∞k-2 (3) = I k-2(3) =26.98kA i sh (3) =2.26*26.98kA=60.97kA I sh (3) =1.31*26.98kA=35.34kA ④ 三相短路容量 S k-2(3) = S d /X *∑(k-2) =100MV ·A/5.35=18.69 MV ·A 两台变压器分列运行： ① 总电抗标幺值 X * ∑(k-2) =X 1* +X 2* +X 3* =0.4+0.95+8=9.35 ② 三相短路电流周期分量有效值 I k-2(3) = I d2/X *∑(k-2) =144.34kA/9.35=15.44kA ③ 其他三相短路电流 I k-2”(3) =I ∞k-2 (3) = I k-2(3) =15.44kA i sh (3) =2.26*15.44kA=34.89kA I sh (3) =1.31*15.44kA=20.23kA ④ 三相短路容量 S k-2(3) = S d /X *∑(k-2) =100MV ·A/9.35=10.7MV ·A 表5.1 高压短路计算结果 短路计算点总电 抗 标幺 值 三相短路电流/ kA 三相短路 容量 /MV·A X*∑I k (3)I”(3)I∞(3)i sh (3)I sh(3)S k (3) k-1 1.35 4.07 4.07 4.07 10.38 6.15 74.1 k-2 变压器并列运 行 5.35 2 6.98 26.98 26.98 60.97 35.34 18.69 变压器分列运 9.35 15.44 15.44 15.44 34.89 20.23 10.7 5.3低压电网三相短路计算 求短路点K-1和K-2处的三相和单相短路电流。 图5.2 低压电网短路电流计算图 根据高压电网短路计算及查表对照的结果，取变压器高压侧短路容量为70MV·A ⑴ 计算有关电路元件的阻抗 ① 高压系统电抗（归算到400V 侧） 每相阻抗 Z S = U c 2*10-3/S k =（400V ）2*10-3/70MV ·A=2.29m Ω X S = 0.995 Z S =0.995*2.29m Ω=2.28m Ω R S = 0.1 X S =0.1*2.28m Ω=0.228m Ω 相零阻抗 X φ-0。S = 2X S /3=1.52m Ω R φ-0。S = 2R S /3=0.152 m Ω ② 变压器的阻抗（查表得S9-500/10 Dyn11型电力变压器，△P K =4.95KW ，U K %=4） 每相阻抗 R T =△P K U c 2/S 2N.T =4.95kW*（400V ）2/（500kV ·A ）2 =3.168 m Ω Z T = U K % U c 2/100S N.T =4*（400V ）2/（100*500kV ·A ）=12.8 m Ω X T = 2T 2T R Z -=2 2 168 .38.12-m Ω=12.4 m Ω 相零阻抗（Dyn11联结） R φ-0。T = R T =3.168m Ω X φ-0。T = X T =12.4 m Ω ③ 母线和电缆的阻抗 母线WB 查表的单位长度每相阻抗及相零回路阻抗值： 每相阻抗 R WB =rL= 0.031m Ω/ m*6 m=0.186 m Ω X WB =xL=0.170m Ω/ m*6 m=1.02 m Ω 相零阻抗 R φ-0。WB = r φ-0 L = 0.104m Ω/ m*6 m=0.624 m Ω X φ-0。WB = x φ- L 0=0.394m Ω/ m*6 m=2.364 m Ω 电缆WL 查表的单位长度每相阻抗及相零回路阻抗值： 每相阻抗 R WL =rL= 0.310m Ω/ m*100 m=31 m Ω X WL =xL=0.078m Ω/ m*100m=7.8m Ω 相零阻抗 R φ-0。WL = r φ-0 L = 1.128m Ω/ m*100 m=112.8 m Ω 供配电工程课程设计任务书 1．题目 能动学院10kV变电所电气设计 2．原始资料 2.1 课题原始资料 工程概况地下室为自行车库，地上五层，集实验室、办公室、研究室等综合性建筑。框架结构,现浇楼板，共有南北两栋楼。根据工程的总体规划，学院楼拟用两台变压器，一用一备，两路10kV电源进线引自校内10kV总配电所，变压器设在北楼一层的室内。现已建一台10/0.38kV变压器，另一台为二期工程，二级负荷的备用电源引自校内10kV总配电所。在南楼设置总配电间，电源引自北楼变电所。本工程消防负荷(如排烟风机、消防电源、应急照明、防火卷帘等)、弱电电源、客梯电力等为二级负荷，其余照明、空调、实验用电等均为三级负荷。二级负荷采用双回路(分别引自两段低压母线)供电，消防负荷采用双回路供电，两路电源末端配电箱自动切换；三级负荷采用单回路供电。 电力负荷： 2.2 供电条件 （1）供电部门110/10kV变电所位于工程附近1.5km处，10kV母线短路电流为20kA，根据需要可提供给用户1路或2路10kV专线供电。 （2）采用高供高计，要求月平均功率因数不少于0.95。不同电价负荷，计量分开。如学校用电统一执行居民电价，公共建筑执行商业照明电价、非工业动力电价，工业企业生产用电统一执行大工业电价、职工生活用电执行居民电价。 （3）供电部门要求用户变电所高压计量柜在进线主开关柜之前，且第一柜为隔离柜。 2.3 其他资料 当地最热月的日最高气温平均值为38℃，年最热月地下0.8m处最高温度平均值为25℃。当地年雷暴日数为35天。当地地质平坦，海拔高度为100m，土壤为普通粘土。 3．具体任务及技术要求 本次课程设计共1.5周时间，具体任务与日程安排如下： 第1周周一：熟悉资料及设计任务，负荷计算与无功补偿、变压器选择。 周二：供配电系统一次接线设计，设计绘制变电所高压侧主接线图。 周三：设计绘制变电所低压侧主接线图。 周四：设计绘制变电所低压侧主接线图。 10kV及以下变电所设计规范 GB50053－94 第二节对建筑的要求 第6.2.1条高压配电室宜设不能开启的自然采光窗〃窗台距室外地坪不宜低于1.8m；低压配电室可设能开启的自然采光窗。配电室临街的一面不宜开窗。 第6.2.2条变压器室、配电室、电容器室的门应向外开启。相邻配电室之间有门时〃此门应能双向开启。 第6.2.3条配电所各房间经常开启的门、窗〃不宜直通相邻的酸、碱、蒸汽、粉尘和噪声严重的场所。 第6.2.4条变压器室、配电室、电容器室等应设置防止雨、雪和蛇、鼠类小动物从采光窗、通风窗、门、电缆沟等进入室内的设施。 第6.2.5条配电室、电容器室和各辅助房间的内墙表面应抹灰刷白。地（楼）面宜采用高标号水泥抹面压光。配电室、变压器室、电容器室的顶棚以及变压器室的内墙面应刷白。 第6.2.6条长度大于7m的配电室应设两个出口〃并宜布置在配电室的两端。长度大于60m时〃宜增加一个出口。当变电所采用双层布 置时〃位于楼上的配电室应至少设一个通向室外的平台或通道的出口。 第6.2.7条配电所〃变电所的电缆夹层、电缆沟和电缆室〃应采取防水、排水措施。 4.10 对有关专业的要求 4.10.1 可燃油油浸电力变压器室的耐火等级应为一级。非燃（或难燃）介质的电力变压器室、高压配电装置室和高压电容器室的耐火等级不应低于二级。低压配电装置和低压电容器室的耐火等级不应低于三级。 4.10.2 有下列情况之一时〃变压器室的门应为防火门： （1）变压器室位于高层主体建筑物内。 （2）变压器室附近堆有易燃物品或通向汽车库。 （3）变压器位于建筑物的二层或更高层。 （4）变压器位于地下室或下面有地下室。 （5）变压器室通向配电装置室的门。 （6）变压器室之间的门。 4.10.3 变压器室的通风窗〃应采用非燃烧材料。 4.10.4 配电装置室及变压器室门的宽度宜按最大不可拆卸部件宽度加0.30m〃高度宜按不可拆卸部件最大高度加0.30m。 湖南理工职业技术学院 工厂供配电技术课程设计题目：某工厂供配电系统的电气设计 年级专业：风能工程系机电1132班 学生姓名：龙博 指导老师：卢永辉 2015年06月15日 摘要 工厂供电，是指工厂所需的电能的供应与分配，也称工厂配电。 众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既能易于由其他形式的能量转换而来，而易于转换为其他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，而且现代社会的信息技术和其他高新技术无疑不是建立在电能应用的基础之上的。因此电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。 本论文设计首先计算电力负荷和变压器的台数、容量；利用所学的知识确定变电所的位置。计算出短路电流的大小，选出不同型号的变压器，进而确定变压器的连接组别，画出必要的变电所主接线图。 关键词：主接线图、短路电流、电力负荷、变压器 目录 第1章前言 (4) 第2章设计任务 (5) 2.1 原始资料 (5) 2.2 工厂平面图 (5) 2.3 工厂供电电源 (5) 2.4 工厂负荷情况 (6) 2.5 设计要求 (7) 第3章全厂负荷计算和无功功率补偿 (8) 3.1 负荷计算 (8) 3.2 无功功率补偿 (11) 第4章变电所高压电器设备选型 (12) 4.1 主变压器的选择 (12) 4.2 各个车间变压器的选择 (12) 4.3 10KV架空线的选择 (13) 第5章短路电流的计算 (14) 5.1 短路的基本概念 (14) 5.2 短路的原 (14) 5.3 短路的后果 (14) 5.4 短路的形成 (15) 5.5 三相短路电流计算的目的 (15) 供配电系统的设计毕业论 文 目录 摘要 (2) 第一章绪论 (3) 1.1 供配电所设计的意义 (3) 1.2 供配电所设计的要求 (3) 1.3 本文的主要容 (4) 第二章全厂设计资料 (5) 第三章负荷计算和无功补偿 (8) 3.1 负荷计算的目的和意义 (8) 3.2 负荷计算 (8) 第四章主接线的选择 (12) 4.1 接线方案的选择 (12) 4.2 主接线的选择及确定 (12) 第五章短路电流计算 (15) 5.1 短路电流计算 (15) 5.2 短路电流计算结果 (17) 第六章全厂主设备的选择 (19) 6.1 电气设备选择 (19) 6.2 所选设备参数 (20) 第七章防雷与接地 (21) 7.1 防雷设备 (21) 7.2 接地装置 (21) 结论 (22) 参考文献 (23) 致谢 (24) 第一章绪论 1.1 供配电所设计的意义 工厂供电设计的任务是保障电能从安全、可靠、经济、优质、地送到工厂的各个部门。众所周知，电能是现在工业生产的主要能源和动力。是用其它形式能转化为电能，电能又易于转换为其它形式的能量以供应用。电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业及整个国民经济生活中应用极为广泛。 电能在工业生产中的重要性，并不在于他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，降低成本。因此，一个稳定可靠的供配电系统对发展工业生产，实现现代化的工业，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家建设经济性社会具有更重要的战略意义。因此在当今全球资源紧的局势下，一个好的供配电系统设计，对于节约能源、保护环境、支援国家经济建设，也具有重大的作用。 1.2 供配电所设计的要求 工厂供电工作要更好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到一下基本要求： 1、工厂供电设计必须严格遵守国家的有关法令、法规、标准和规，执行国家的有关方针、政策，如节约有色金属，以铝代铜，采用低能耗设备以节约能源等。 2、必须从全局出发，按照负荷的等级、用电容量、工程特点和地区供电规划统筹规划，合理确定整体设计方案。 3、工厂供电设计应做到供电可靠、保证人身和设备安全。要求供电电能质量合 10~0.4kV变电所供配电系统初步设计 摘要:从负荷计算、无功补偿、站址选择、主接线选用、短路电流、设备选型、继保配置、防雷接地、照明、配网自动 化等方面论述了10kV变电站设计的主要内容和设计程序. 关键词: 10kV变电站; 设计; 负荷计算; 无功补偿 10kV配电网属中压配电网,它延伸至用电负荷的中心或居民小区内,直接面对工矿企业和居民等广 大用户的供电需要,起着承上启下确保用户供电的作用,因此10kV配电网所处的地位十分重要. 在配电 工程中,能否保证系统安全、经济、可靠地运行,工程的设计质量是一个重要条件. 本文就10kV变电站的 设计思路进行探讨. 1 负荷计算及负荷分级 计算负荷是确定供电系统,选择主变容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据,也是整定继电保护 的重要数据. 因此,正确进行负荷计算及负荷分类是设计的前题,也是实现供电系统安全、经济运行的必要 手段. 此阶段需要的原始资料有: ①供电区域的总平面图; ②供电区域逐年及最终规模的最大负荷、年耗电 量、功率因数值及项目投产日期; ③每回出线的名称、负荷值、各负荷的性质及对供电可靠性或其它方面的 特殊要求; ④供电部门对电源电压、供电方式、电源路数及继电保护、自动装置等方面的相关意见; ⑤用户 对变电站设置方面的数量、容量、位置等的设想及资金准备情况等. 计算负荷的方法多种多样,如需用系数法、二项式法、利用系数法等. 目前多数采用需用系数法与二项 式法相结合的方法,部分采用利用系数法. 但是由于利用系数法其理论依据是概率论和数理统计,计算结 果比较接近实际,因此也适用于各类的负荷,在以后的负荷计算工作中将占主导地位. 负荷根据其对供电可靠性的要求可划分为一、二、三级负荷. 对于一级负荷,如医院的手术室等必须有 两个独立的电源供电,如同时具备两个条件的发电厂或变电所的不同母线段等,且当两个独立电源中任一 电源失去后,另一电源能保证对全部一级负荷的不间断供电. 对于一级负荷中的特别重要负荷,也称保安 负荷. 如用于银行主要业务的电子计算机及其外部设备、防盗信号等必须备有应急电源,应由两个独立的 电源点供电. 如两个发电厂、一个发电厂和一个地区电网或一个电力系统中的两个区域性变电所等. 独立 于正常电源的发电机同样可作为应急电源,实行先断后通. 对于二级负荷一般需有两个独立电源供电,且 当任一电源失去后,另一电源能保证对全部或部分的二级负荷供电. 对于三级负荷,通常只需一个电源供 电. 在各类负荷中,除了保安负荷外,都不应按一个电源系统检修或故障的同时另一电源又发生故障进行 设计. 2 无功补偿的确定 在电力系统中,存在着广泛的、大量的感性负荷,在系统运行中消耗大量的无功功率,降低了系统的功率因数,增大了线路的电压损失,电能损耗也增高. 因此,国家供用电规则规定:无功电力应就地平衡,用户 应在提高用电自然功率的基础上设计和装置无功补偿设备,并做到随其负荷和电压变动及时投入或切除, 防止无功倒送. 目前广泛采用并联电容器作为无功补偿装置,分集中补偿和分散补偿两种. 在确定无功补 偿方案时应注意如下问题: 2. 1 补偿方式问题 《电气工程CAD大作业》报告 系别：机电与自动化学院 专业班级：电气自动化技术0901 学生姓名：鲁学 _____________ 指导教师：陈强 （课程设计时间：2011年6月20 0——2011年6月 25 0） 华中科技大学武昌分校 1.设计的目的 (1) 2.设计任务 (1) 3.设计任务要求 (2) 负荷计算及无功补偿 (2) 3. 1. 1各部分的负荷计算 (2) 3. 1.2无功功率补偿 (5) 变压器的选择 (5) 导线与电缆的选择 (6) 电气设备的选择 (10) 4设计心得体会 (13) 参考文献 (14) 1.设计目的 ?帮助我们熟悉小型工厂的配电系统的构架及建模方案。 ?训练同学们对配电系统最基本的参数讣算，并根据计算参数选择正确的的器件来完成配电的需要系统。 ?利用CAD绘图软件画出10kv工厂供配电系统设计，使我们更加熟悉CAD的绘图，实现现10kV及以下低压供配电的CAD系统一体化设计，使其功能更趋完善，真正满足设计人员的需要，这项工作是很有实际意义的。 2.设计任务 机械厂的地理位置及负荷分布图 ⑷电WTM 7 生话X的 ft荷中 心 xx机械厂总平面图 比例1： 2000备 用 电 即 I公八电裁m 机械厂的负荷统计表 丿房编厂房名称负荷类型设备容量（kw）需要系数功率因数 号kx cose 1铸造车间2300 2锻压车3350 间 3热处理车3150 间 4电镀车间3250 5仓库320 6工具车间3360 7金工车间3400 8锅炉房250 9装配车间3180 10机修车间3160 11生活区3350 3.设计任务要求 负荷计算及无功补偿 3. 1. 1各部分的负荷计算 要进行低压供配电系统的设计，负荷的统讣计算是其中的一项重要内容，负荷讣算结果对选择供配电设备及安全经济运行均起决定性的作用。 负荷计算的目的是: ①算变配电所内变爪器的负荷电流及视在功率,作为选择变爪器容量的 据。 ②汁算流过各主要电气设备（断路器、隔离开关、母线、熔断器等）的负荷电 流，作为选择这些设备的依据。 第1章绪论 1.1 设计目的 通过课程设计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。 1.2设计任务 根据富威机械厂用电负荷，并适当考虑生产的发展，按安全可靠、技术先进、经济和的要求，确定工厂变电所的位置与型式；通过计算负荷，确定主变压器台数及容量；进行短路电流的计算，选择变电所的主线及高、低电气设备；选择整定继电保护装置；最后按要求写出设计计算说明书，绘出设计图纸。 1.3设计要求 1、要求每个学生独立完成设计任务。 2、要正确运用设计资料。 3、给出变配电所的主接线图。 4、完成课程设计任务书规定容。 5、要求提交成果。 （1）完成课程设计报告书一份； （2）A3变配电所的主接线图纸一。 第2章负荷计算及无功功率补偿2.1负荷计算 根据设计要求进行分析，机械厂负荷统计资料见下表2-1： 表2-1机械厂负荷统计 单组用电设备的负荷计算： 有功功率 n d c P K P ?= kw 无功功率 θarccos tan ?=c c P Q var k 视在功率 22c c c Q P S += KVA 计算电流 r c c U S I 3= A 通过以上公式对工厂各部分进行计算，得到计算结果如下： 1、仓库： 动力部分： 228825.0=?=c P kw 7.2565.0arccos tan 22=?=c Q var k KVA S c 8.337.252222=+= 2.5138 .33== r c U I A 照明部分: 6.1=c P kw 2、铸造车间； 动力部分： 3.8323835.0=?=c P kw var 857.0arccos tan 3.83k Q c =?= KVA S c 119853.8322=+= A U I r c 3.1803119 == 照明部分： kw P c 8= 3、锻压车间； 动力部分： kw P c 5.5923825.0=?= var 6.6965.0arccos tan 5.59k Q c =?= 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 0 1.1 国内外发展现状 0 1.2 供配电系统的研究意义 0 1.3 研究的内容 (1) 2 负荷计算及无功补偿 (1) 2.1 电力负荷的类型 (1) 2.2 负荷计算 (1) 2.3 无功功率补偿 (4) 3 变电所主变压器选择和主接线方案选择 (5) 3.1 变电所主变压器的选择 (5) 3.2 主接线方案设计 (6) 3.3 厂区规划图 (7) 4 短路电流的计算 (7) 4.1 短路电流计算的基本公式 (7) 4.2 电抗标幺值的计算公式 (7) 4.3 确定基准值、计算电抗标幺值 (8) 5 高、低压电气设备的选择与校验 (9) 5.1 高压设备的选择与校验 (10) 5.2 低压设备的选择与校验 (11) 5.3 母线的选择 (12) 5.4 导线的选择 (12) 6 继电保护的整定与计算 (13) 6.1 高压线路的继电保护 (13) 6.2 电力变压器的继电保护 (14) 7 防雷和接地装置 (14) 7.1 防雷 (14) 7.2 接地装置 (14) 7.3 防雷措施 (16) 结论 (16) 致谢 (17) 参考文献 (17) 附录A 电气主接线图 (19) 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： 题目10kv工厂变电站设计 目录 1. 设计任务 (3) 1.1设计题目 (3) 1.2设计目的 (3) 1.3设计任务与要求 (3) 2．设计内容...............................................4-10 2.1.负荷计算和无功功率补偿.............................4-7 2.1.1.负荷计算.......................................4-6 2.1.2.无功功率的补偿 (7) 2.2.变压器的选择.......................................7-8 2.2.1.变压器台数的选择 (7) 2.2.2.变压器容量的选择 (8) 2.2.3.变压器类型的选择 (8) 2.3.导线与电缆的选择 (9) 2.3.1高压进线和引入电缆的选择 (9) 2.3.2 380v低压出线的选择 (9) 2.4.电气设备的选择 (10) 2.4.1. 模块功能 (10) 2.4.2. 模块需要提供的参数 (10) 2.4.3. 继电保护及二次结线设计 (10) 3．防雷与接地装置的设置.....................................10-11 3.1.直接防雷保护.. (11) 3.2.雷电侵入波的防护 (11) 3.3接地装置的设计...........................................11 4． 参考文献.. (13) 1.设计任务 1.1设计题目：10KV 工厂供配电系统设计 1.2设计目的 通过本课程设计：熟悉供配电系统初步设计必须遵循的原则、基本内容、设计程序、设计规范等，锻炼工程设计、工程计算、工具书使用等能力，并了解供电配电系统前沿技术及先进设备。让我们了解设计工厂配电的一般流程，对工厂的布局有个大致的概念，对电力系统的接线方式有一定的了解。 1.3设计任务与要求 机械厂的地理位置及负荷分布如下图： 机械厂负荷统计表 厂房编号 厂房名称 负荷类型 设备容量（KW ） 需要系数Kx 功率因数cos ψ 1 铸造车间 2 300 0.3 0.7 2 锻压车间 3 350 0.3 0.65 3 热处理车间 3 150 0.6 0.8 生活区 电镀车间 铸造车间 仓库 锻压车间 工具车间 热处理车间 金工车间 厂区 锅炉房 装配车间 机修车间 北-------------- 南 10KV变电所及其配电系统的设计 摘要：变电所是电力系统的一个重要组成部分，由电器设备及配电网络按一定的接线方式所构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。变电所涉及方面很多，需要考虑的问题多，分析变电所担负的任务及用户负荷等情况，选择所址，利用用户数据进行负荷计算，确定用户无功功率补偿装置。同时进行各种变压器的选择，从而确定变电站的接线方式，再进行短路电流计算，选择送配电网络及导线，进行短路电流计算。选择变电所高低压电气设备，为变电所平面及剖面图提供依据。本变电所的初步设计包括了：（1）总体方案的确定（2）负荷分析（3）短路电流的计算（4）配电系统设计与系统接线方案选择（5）继电保护的选择与整定（6）防雷与接地保护等内容。 关键词：变电所；负荷；输电系统；配电系统 第1章绪论 1.1工厂变配电所的设计 1.1.1用户供电系统 电力用户供电系统由外部电源进线、用户变配电所、高低压配电线路和用电设备组成。按供电容量的不同，电力用户可分为大型（10000kV·A以上）、中型（1000-10000kV·A）、小型（1000kV·A及以下） 1.大型电力用户供电系统 大型电力用户的用户供电系统，采用的外部电源进线供电电压等级为35kV 及以上，一般需要经用户总降压变电所和车间变电所两级变压。总降压变电所将进线电压降为6-10kV的内部高压配电电压，然后经高压配电线路引至各个车间变电所，车间变电所再将电压变为220/380V的低电压供用电设备使用。 某些厂区环境和设备条件许可的大型电力用户也有采用所谓“高压深入负荷中心”的供电方式，即35kV的进线电压直接一次降为220/380V的低压配电电压。 2.中型电力用户一般采用10kV的外部电源进线供电电压，经高压配电所和10kV用户内部高压配电线路馈电给各车间变电所，车间变电所再将电压变换成220/380V的低电压供用电设备使用。高压配电所通常与某个车间变电所合建。 3.小型电力用户供电系统 一般小型电力用户也用10kV外部电源进线电压，通常只设有一个相当于车间变电所的降压变电所，容量特别小的小型电力用户可不设变电所，采用低压220/380V直接进线。 1.1.2工厂变配电所的设计原则 1.必须遵守国家的有关规程和标准，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.应做到保障人身和设备安全、供电可靠、电能质量合格、技术先进和经济合理，应采用效率高、能耗低、性能较先进的电气产品。 3.应根据工程特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远、近期结合，以近期为主，适当考虑扩建的可能性。 4.必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区 某纺织厂供配电系统设计 一丶设计对象简介 变电所由主接线，主变压器，高、低压配电装置，继电保护和控制系统，所用电和直流系统，远动和通信系统，必要的无功功率补偿装置和主控制室等组成。其中，主接线、主变压器、高低压配电装置等属于一次系统；继电保护和控制系统、直流系统、远动和通信系统等属二次系统。主接线是变电所的最重要组成部分。它决定着变电所的功能、建设投资、运行质量、维护条件和供电可靠性。一般分为单母线、双母线、一个半断路器接线和环形接线等几种基本形式。主变压器是变电所最重要的设备，它的性能与配置直接影响到变电所的先进性、经济性和可靠性。一般变电所需装2～3台主变压器；330 千伏及以下时，主变压器通常采用三相变压器，其容量按投入5 ～10年的预期负荷选择。此外，对变电所其他设备选择和所址选择以及总体布置也都有具体要求。变电所继电保护分系统保护（包括输电线路和母线保护）和元件保护（包括变压器、电抗器及无功补偿装置保护）两类。 二丶原始资料 1.工厂负荷数据：工厂多数车间为2班制，年最大负荷利用小时数4600小时。工厂负荷统计资料见表1。设计需要考虑工厂5年发展规划负荷（工厂负荷年增长率按2%）。 表1：化纤厂负荷情况表 2.供电电源请况：按与供电局协议，本厂可由16公里处的城北变电所（110/38.5/11kV），90MVA变压器供电，供电电压可任选。另外，与本厂相距5公里处的其他工厂可以引入10kV电缆做备用电源，但容量只能满足本厂负荷的20%（重要负荷），平时不准投入，只在本厂主要电源故障或检修时投入。 3.电源的短路容量（城北变电所）：35kV母线的出线断路器断流容量为400MVA；10kV母线的出线断路器断流容量为350MVA。 4.电费制度：按两部制电费计算。变压安装容量每1kVA为18元/月，电费为0.5元/ kW·h。 5.气象资料：本厂地区最高温度为38度，最热月平均最高气温为30度。 6.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2 m。 二．设计内容 1．总降压变电站设计 （1）负荷计算 （2）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，根据改方案初选主变压器及高压开关等设备，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。 （3）短路电流计算：根据电气设备选择和继电保护的需要，确 [某工厂变电所设计]某工厂车间变电所供配电设计 第一章绪论 1.1.1机械工厂供电的意义和特点 工厂是工业生产的主要动力能源。工厂供电设计的任务是从电力系统取得电源，经过合理的传输，变换，分配到工厂车间中的每一个用电设备上。随着工业电气自动化技术的发展，工厂用电量的迅速增长，对电能的质量，供电的可靠行以及技术经济指标等的要求也日益提高。供电设计是否完善，不仅影响工厂的基本建设投资，运行费用和有色金属的消耗量，而且也反映到工厂供电的可靠性和工厂的安全生产上，他与企业的经济效益，设备和人身安全等是密切相关的。 供电设计的任务是从厂区以外的电网取得电源，并通过厂内的变配电中心分配到下厂的各个供电点。它是工程建设施下的依抓，也是日后进行验收及运行维修的依据。供电设计首先要确定供电系统并进行用电负荷计算，然后将设计的供电系统图及用电容量向供电部门申请。申请用电容量的大小应满足生产需要，也要考虑到节省投资和节约能源，这就要求设计者对对工艺专业和公用专业用电负荷系数有足够的把握。在设计计算中除了查找外，还必须借助于设计者在中长期积累的经验数据。由于机械工厂车间组成类型多，产品、工艺日新月异，对供电要求各不相同，非专业设计院或个体设计者一不了解机械 生产工艺和生产规律，要作出好的设计，相对来说要困难些。比如机加工车间，从设备明细表中看出用电电量颇大，大小设备用电量相差较大，用电特点是短时下作制的设备多，机加工设备辅助传动电机一般仅工作几秒钟，而停歇时间却达几分钟、甚至几小时。在作负荷计算时对设备下作时间要了解, 并把不同的用电设备按组划分确定其 计算功率。 工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到下列基本要求： 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即连续供电的要求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省，运行费用要低，并尽可能节约电能和减少有色金属的消耗量 此外，在供电工作中，应合理的处理局部和全局，当前和长远等关系，既要照顾全局和当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适当发展。 《电气工程CAD大作业》 报告 系别：机电与自动化学院 专业班级：电气自动化技术0901 学生姓名：鲁学 指导教师：陈强 （课程设计时间：2011年6月20日——2011年6月25日） 华中科技大学武昌分校 目录 1．设计的目的 (1) 2．设计任务 (1) 3．设计任务要求 (2) 3.1负荷计算及无功补偿 (2) 3.1.1各部分的负荷计算 (2) 3.1.2无功功率补偿 (5) 3.2变压器的选择 (5) 3.3导线与电缆的选择 (6) 3.4电气设备的选择 (10) 4设计心得体会 (13) 参考文献 (14) 1.设计目的 ·帮助我们熟悉小型工厂的配电系统的构架及建模方案。 ·训练同学们对配电系统最基本的参数计算，并根据计算参数选择正确的的器件来完成配电的需要系统。 ·利用CAD绘图软件画出10kv工厂供配电系统设计，使我们更加熟悉CAD 的绘图，实现现10kV及以下低压供配电的CAD系统一体化设计，使其功能更趋完善，真正满足设计人员的需要，这项工作是很有实际意义的。 2.设计任务 机械厂的地理位置及负荷分布图 机械厂的负荷统计表 厂房编号厂房名称负荷类型设备容量（kw）需要系数kx 功率因数cosφ 1 铸造车间 2 300 0. 3 0.7 2 锻压车间 3 350 0.3 0.65 3 热处理车间 3 150 0.6 0.8 4 电镀车间 3 250 0. 5 0.68 5 仓库 3 20 0.4 0.8 6 工具车间 3 360 0.3 0.6 7 金工车间 3 400 0.2 0.65 8 锅炉房 2 50 0.7 0.8 9 装配车间 3 180 0.3 0.7 10 机修车间 3 160 0.2 0.65 11 生活区 3 350 0.7 0.9 3.设计任务要求 3.1负荷计算及无功补偿 3.1.1各部分的负荷计算 要进行低压供配电系统的设计，负荷的统计计算是其中的一项重要 内容，负荷计算结果对选择供配电设备及安全经济运行均起决定性的作 用。 负荷计算的目的是： ○1算变配电所内变压器的负荷电流及视在功率，作为选择变压器容量的 依 据。 ○2计算流过各主要电气设备(断路器、隔离开关、母线、熔断器等)的负 荷电 流，作为选择这些设备的依据。 目录1课程设计原始数据 (3) 1.1设计题目 (3) 1.2设计要求 (3) 1.3设计依据 (3) 1.4设计任务 (4) 2负荷计算及功率补偿 (4) 2.1负荷计算的方法 (4) 2.2无功功率补偿 (6) 3变电所位置和型式的选择 (6) 3.1根据变配电所位置选择一般原则： (6) 3.2变电所的型式与方案： (7) 4变电所变压器和主接线方案的选择 (7) 4.1主变压器的选择 (7) 4.2装设一台主变压器的主接线方案 (7) 5 短路电流的计算 (7) 5.1绘制计算电路 (7) 5.2确定短路计算基准值 (7) 5.3计算短路电路中个元件的电抗标幺值 (8) 5.4 K-1点（10.5K V侧）的相关计算 (8) 5.5 K-2点（0.4K V侧）的相关计算 (8) 6变电所一次设备的选择校验 (8) 6.1选择校验条件 (8) 6.210KV侧一次设备的选择校验 (9) 6.30.4KV侧一次设备的选择校验 (10) 7变压所进出线与邻近单位联络线的选择 (10) 7.110KV高压出线的选择： (10) 7.2变电所及邻近单位焦点路线的选择 (11) 7.30.4KV低压出线选择 (11) 7.4按发热条件选择 (12) 7.5校验电压损耗 (12) 7.6短路热稳定校验 (12) 设计总结 (12) 致谢 (13) 参考文献 (13) 附图 (13) ***学校课程设计 某学校10kv变电所及配电系统设计 系部：机械工程系 班级：机电10-12(1)班 学生姓名： *** 学号： *** 指导教师：何颖 完成日期： 2012年6月15日 新疆工业高等专科学校 课程设计评定意见 设计题目：某学校10kv变电所及配电系统设计 学生姓名：*** 专业机电一体化班级机电10-12（1）班 评定意见： 评定成绩： 指导教师（签名）：年月日评定意见参考提纲： 1.学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。 2.学生的勤勉态度。 3.设计或说明书的优缺点，包括：学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力等。 新疆工业高等专科学校 课程设计任务书 XX大学XX学院 本科生课程设计 题目：中型工厂供配电系统变（配）电所电气设计课程：供配电工程 专业：XXXXXXXX 班级：XXXXX 学号: XXXX 姓名：XXXX 指导教师：XXXX 完成日期：2013.6.13 供电工程课程设计任务书 一、设计课题 题目：中型工厂供配电系统变（配）电所电气设计。 简介：工厂共有生产车间7个，另有综合辅助设施2个。根据工程的总体规划，工厂拟设总降压变电所或配电所一座，车间变电所3座。高压变电所或高压配电所拟与二号车间变电所合建。3、4车间负荷为二级负荷。 二、设计基础资料 1、各车间（部门）的用电负荷情况统计如下表 （１）1号车间变电所STS1供电负荷： 1车间动力150Kw、Kd=0.75、cos?=0.65 照明20Kw、Kd=0.85、cos?=0.7 ２车间动力380Kw、Kd=0.65、cos?=0.7 照明25Kw、Kd=0.85、cos?=0.7 综合楼动力180Kw、Kd=0.75、cos?=0.8 照明280Kw、Kd=0.85、cos?=0.8 （２）2号车间变电所STS2供电负荷： ３车间动力400Kw、Kd=0.65、cos?=0.7 照明30Kw、Kd=0.85、cos?=0.7 4车间动力600Kw、Kd=0.55、cos?=0.75 照明40Kw、Kd=0.85、cos?=0.7 5车间动力200Kw、Kd=0.6、cos?=0.75 照明20Kw、Kd=0.85、cos?=0.7 （3）3号车间变电所STS3供电负荷： 6车间动力280Kw、Kd=0.65、cos?=0.7 照明25Kw、Kd=0.85、cos?=0.7 7车间动力250Kw、Kd=0.65、cos?=0.7 照明20Kw、Kd=0.85、cos?=0.7 食堂等动力180Kw、Kd=0.75、cos?=0.8 照明40Kw、Kd=0.8、cos?=0.6 注：计算总负荷时，KD取0.9。 ２、工厂为三班制连续生产，年最大负荷利用小时6000h。由于工厂为新建，近５年内负荷发展不超过10%。无高压用电设备。厂区内不设架空线路。 ３、与供电部门签定的供用电协议： 工作电源由电力系统的地区变电所Ａ提供，变电所Ａ有35Kv和10Kv两种电压出线可供工厂选用，变电所Ａ到工厂的架空线路总长度为5Km。此外，电力系统还有一个变电所Ｂ的10Kv线路可向工厂提供所需的备用电源，变电所Ｂ到工厂的架空线路长为7Km 。工作电源和备用电源不允许同时对工厂供电。 供电部门要求在工厂高压进线侧进行用电计量，要求高压侧功率因数不得低于0.9。不同电价，计量分开。 已知变电所A出口处短路容量为300MVA~400MVA，变电所Ｂ出口处短路容量为 住宅建筑变电所及供配电设计要点总结 变电所及供配电设计是住宅设计的重要内容之一，由于各地供电局对变电所及供配电设计又有一些特殊的规定，这些特殊规定反过来又会影响着设计院对建筑、电气、结构、暖通等专业的设计；为避免当地供电局对变电所及供配电设计与设计院的设计不一致，而造成后期各专业的返工，结合融科海阔天空和融科橡树澜湾变电所及供配电设计，总结了一些设计要点。 一、供电局对供配电系统总的要求 1、住宅建筑供配电实行公用和专用配电的方式，居民住宅生活用电属于公用用电，该部分资产无偿划拨给当地供电局，并由其管理、维护，专用配电的资产属于建设单位，由建设单位或委托其他单位管理、维护。 2、在一个规划小区建筑（或单体建筑）内，若专用配电用电负荷小于50KW，其负荷电源可在公用变压器搭接，可不设专用变压器。 3、计量方式：公用配电采用住宅分表计量到户（又称“一户一表”），专用供配电采用高压侧设总计量方式，低压侧设分表计量。 二、变电所设计要点 1、变电所位置选择要点 1）、要求变电所相对位于负荷中心，且低压供电半径不宜超过200 m； 2）、要求变电所正上方或侧上方不能是如厨房、卫生间、浴室、泳池等经常积水的场所； 3）、要求变电所不得设在有爆炸危险环境或火灾危险环境的正上方或正下方； 4）、要求变电所周围（包括正上方和正下方）不得紧邻住宅的卧室、书房、起居室等要求安静的场所，若紧邻上述场所，则要求变电所做隔音处理，变电所内壁采用防火隔音棉等复合材料，要求噪音衰减30分贝以上； 5）、要求变电所的位置方便设备运输及搬运；不宜采用吊装口作为搬运通道； 6）、要求变电所的位置方便高压电缆进线和低压电缆出线。 2、变电所对建筑专业设计要点 1）、变电所面积要求：单台变压器变电所面积为60-80 m 2，两台变压器变电所面积为120-150 m 2；当变电所的形状不规则或变电所内有结构柱时，要求适当加大变电所的面积； 2）、层高要求：变电所室内净高（室内地坪至梁下口）不小于3 m； 3）、门窗要求：变电所长度大于7米，要求设置不少于2个独立向外开启的钢质甲级或乙级防火门，门要求设置在两端；长度大于60米时，要求增设1个独立向外开启的钢质甲级或乙级防火门（变电所位于地下室时，其门要求为甲级防火门，变电所位于地上时，通向相邻房间的门为甲级防火门，通向过道或室外，要求为乙级防火门），门宽要求1 . 8 m，高度为2 . 4 m； 4）、室内墙面、天棚装饰要求：白色内墙涂料要求 5）、室内地面装饰要求：地坪要求做防潮防水处理，室内地面铺设300×600浅灰色仿古地砖； 6）、室内电缆沟要求：要求做防潮防水处理，电缆沟尺寸600×600—800 m m （宽×深，单排支架为600 m m深，两排支架为800 m m深）；沟盖板荷载不小于2KN/ m 2） 7）、室外通道要求：要求室外运输通道宽度不小于3 . 5 m，净空高度不小于3 . 5 m，搬运通道宽度不小于2 . 0 m，净空高度不宜小于2 . 5 m；当变电所室内外存在高差时，不能利用台阶的形式进行处理，应采用小于12°的斜坡处理，并满足搬运通道要求。 3、变电所对结构专业设计要点 CENTRAL SOUTH UNIVERSITY 设计题目：某纺织厂供配电系统设计 学号：0909113221 姓名：丁亮 班级：自动化1106班 指导老师：桂武鸣 第 1 页共43 页 目录 第一章原始资料 (3) 第二章接入系统设计 (4) 第三章车间供电系统设计 (16) 第四章工厂总降压变的选择 (26) 第五章所用变的选择 (27) 第六章主接线设计 (28) 第七章短路电流计算 (30) 第八章电气设备选择 (35) 第九章继电保护装置 (41) 结束语 (42) 参考文献 (43) 题目2某纺织厂供配电系统设计 一.原始资料 1.工厂负荷数据：工厂多数车间为2班制，年最大负荷利用小时数4600小时。工厂负荷统计资料见表1。设计需要考虑工厂5年发展规划负荷（工厂负荷年增长率按2%）。 2.供电电源请况：按与供电局协议，本厂可由16公里处的城北变电所（110/38.5/11kV），90MV A变压器供电，供电电压可任选。另外，与本厂相距5公里处的其他工厂可以引入10kV电缆做备用电源，但容量只能满足本厂负荷的20%（重要负荷），平时不准投入，只在本厂主要电源故障或检修时投入。 3.电源的短路容量（城北变电所）：35kV母线的出线断路器断流容量为400MV A；10kV母线的出线断路器断流容量为350MV A。 4.电费制度：按两部制电费计算。变压安装容量每1kV A为18元/月，电费为0.5元/ kW·h。 5.气象资料：本厂地区最高温度为38度，最热月平均最高气温为30度。 6.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2 m。二．设计内容 1．总降压变电站设计 （1）负荷计算 （2）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，根据改方案初选主变压器及高压开关等设备，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。 （3）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。 工厂10kv总变电所及配电系统设计 摘要 工厂供电系统就是将电力系统的电能降压再分配电能到各个厂房或车间中去，它由工厂降压变电所，高压配电线路，车间变电所，低压配电线路及用电设备组成。工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，经济技术的分配电能问题。其基本内容有以下几方面：进线电压的选择, 变配电所位置的电气设计, 短路电流的计算及继电保护, 电气设备的选择,车间变电所位置和变压器数量、容量的选择,防雷接地装置设计等。 本设计在对化工厂进行供配电调研、论证的基础上，完成了化工厂的负荷计算，无功功率补偿，变配电所位置和型式选择，10KV变配电所主接线设计；还进行了短路电流计算、电气设备的选择与校验。最后对化工厂的变压器进行了保护和供电系统的防雷。 关键词：变电所，负荷，短路电流，电力设备 CHEMICAL TOTAL SUBSTATION AND DISTIBUTION SYSTEM DESIGN ABSTRACT Factory power supply system is the redistribution of power system power step-down power to each plant or shop floor to it by the factory step-down transformer substation, high voltage distribution lines, plant and substation, low voltage distribution lines and electrical equipment composition. The total plant step-down substation and distribution system design is based on the load of each number and nature of the workshop, the production process on the load requirements, and load distribution, combined with the national electricity supply. Address the various departments of the safe, reliable, economic and technological The distribution of electric energy issues. The basic contents of the following areas: incoming line voltage selection, the location of the electrical substation design, calculation and short circuit current protection, electrical equipment selection, the number of plant and transformer substation location and capacity choices lightning protection grounding design. The design of power distribution in the chemical plant for research, demonstration, based on the completion of the chemical load calculation, reactive power compensation, power distribution by location and type selection, 10KV substation main wiring design; also conducted short-circuit current calculation, electrical equipment selection and validation. Finally, chemical plants and power transformer protection lightning protection system. KEY WORDS: substation ,load ,short-circuit current,power equipment供配电工程课程设计-10KV变电所电气设计
10kV及以下变电所场所设计规范
工厂供配电系统设计设计
供配电系统的设计毕业论文
10~0.4kV变电所供配电系统初步设计
10kv工厂供配电系统设计
10KV变电所设计
供配电系统设计毕业设计
10KV工厂供配电系统设计
10KV变电所配电系统设计
某纺织厂供配电系统设计
[某工厂变电所设计]某工厂车间变电所供配电设计
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中型工厂供配电系统变配电所电气设计
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某纺织厂供配电系统设计
工厂10kv总变电所及配电系统设计
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