课程设计成果说明书
题目：某机械厂降压变电所的电气设计
学生姓名：
学号：111310129
学院：机电工程学院
班级：C11电气
指导教师：胡即明
浙江海洋学院教务处
2014年06月23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。
变电所是接受电能、变换电压、分配电能的环节，是供配电系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行。电力系统是由发电机，变压器，输电线路，用电设备（负荷）组成的网络，它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备。电力系统中的这些互联元件可以分为两类，一类是电力元件，它们对电能进行生产（发电机），变换（变压器，整流器，逆变器），输送和分配（电力传输线，配电网），消费（负荷）；另一类是控制元件，它们改变系统的运行状态，如同步发电机的励磁调节器，调速器以及继电器等。电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全厂（所）电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。
目录
前言 (Ⅰ)
1 设计任务 (1)
1.1 设计题目 (1)
1.2 设计要求 (1)
1.3 设计依据 (1)
1.3.1 工厂总平面图 (1)
1.3.2 工厂负荷情况 (1)
1.3.3 供电电源情况 (2)
1.3.4 气象资料 (3)
1.3.5 地质水文资料 (3)
1.3.6 电费制度 (3)
2 负荷计算和无功功率补偿 (3)
2.1 负荷计算 (3)
2.2 无功功率补偿 (6)
3 变电所的位置与型式的选择 (7)
4 变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择 (8)
4.1 年耗电量的估算 (8)
4.2 变电所主变压器台数的选择 (8)
4.3 变电所主变压器容量的选择 (9)
4.4 变电所主变压器类型的选择 (9)
5 变电所主接线方案的选择 (9)
6 短路电流的计算 (10)
7 变电所一次设备的选择与校验 (12)
7.1 一次设备的选择与校验校验的原则 (12)
7.2 变电所高压侧一次设备的选择 (12)
7.3 变电所高压侧一次设备的校验 (13)
7.4 变电所低压一次设备的选择 (13)
7.5 变电所低压一次设备的校验 (14)
8 变电所进出线的选择与校验 (14)
8.1 高压线路导线的选择 (14)
8.2 低压线路导线的选择 (15)
9 变电所继电保护的整定 (15)
9.1 变压器继电保护 (16)
9.2 10KV侧继电保护 (16)
9.3 0.38KV侧低压断路器保护 (17)
设计总结 (18)
参考文献 (18)
附图 (18)
附图一《高、低压侧均采用单母线主接线图》 (18)
附图二《变电所高压侧电气主接线图》 (19)
1 设计任务
1.1设计题目：某机械厂降压变电所的电气设计
1.2设计要求
根据该厂所能取得的电源及该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，确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主结线方案及高低压设备和进出线，选择整定继电保护装置.最后按要求写出设计说明书，绘出设计图。
1.3设计依据
1.3.1工厂总平面图
(4) (5) (6)
(7)
(10)
(9)
(8)
(1)
(2)
(3)
图1.1 工厂总平面图
1.3.2工厂负荷情况
该厂多数车间为二班制，年最大负荷利用小时为4600h。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。该厂的负荷统计资料如表1.1所示。
表1.1 工厂负荷统计资料
编号厂房名称负荷类别设备容量/kW 需要系数功率因数
1 铸造车间动力350 0.35 0.7 照明8 0.9 1.0
2 锻压车间动力320 0.
3 0.6 照明 6 0.8 1.0
3 金工车间动力300 0.25 0.63 照明10 0.7 1.0
4 工具车间动力280 0.3 0.6 照明
5 0.8 1.0
5 电镀车间动力200 0.5 0.75
照明 4 0.8 1.0
6 热处理车间动力180 0.6 0.8 照明 5 0.8 1.0
7 装配车间动力140 0.4 0.7 照明 6 0.9 1.0
8 机修车间动力180 0.3 0.7 照明 5 0.8 1.0
9 锅炉房动力70 0.8 0.75 照明 2 0.8 1.0
10 仓库动力15 0.3 0.8 照明 1 0.7 1.0
生活区照明360 0.7 0.9
1.3.3供电电源情况
按照工厂与当地供电部门签订的供用电协议规定，该厂可由附近一条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。该干线的导线型号为LGJ-150，导线为等三角形排列，线距为2m；干线首端距离该厂约8km。干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MV·A。此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为1.7s。为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与该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。
1.3.4气象资料
该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-8℃，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0.8m处平均温度为25℃。当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20天。
1.3.5地质水文资料
该厂所在地区平均海拔500m，地层以砂粘土为主，地下水位为2m。
1.3.6电费制度
该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计为18元/(kV·A)，动力电费为0.20元/(kW·h)，照明电费为0.50元/(kW·h)。工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.90。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/(kV ·A)。
2 负荷计算和无功功率补偿
2.1负荷计算:
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。
2.1.1铸造车间
动力部分：Kd=0.35，cos φ=0.7
;5.12235.0350)11(30kW kW P =?= var 95.12702.15.122)11(30k kW Q =?= ;17595.1245.12222)11(30kVA S =+= A kV
kVA
I 88.26538.03175)11(30=?=
照明部分：Kd=0.9，cos φ=1
;2.79.08)12(30kW kW P =?= 0)12(30=Q
2.1.2锻压车间
动力部分：Kd=0.3，cos φ=0.6
;963.0320)21(30kW kW P =?= var 68.12733.196)21(30k kW Q =?= ;74.15968.1279622)21(30kVA S =+= A kV
kVA
I 7.24238.0374.159)21(30=?=
照明部分：Kd=0.8，cos φ=1
;8.48.06)22(30kW kW P =?= 0)22(30=Q
2.1.3金工车间
动力部分：Kd=0.25，cos φ=0.63
;7525.0300)31(30kW kW P =?= var 25.9223.175)31(30k kW Q =?= ;89.11825.927522)31(30kVA S =+= A kV
kVA
I 63.18038.0389.118)31(30=?=
照明部分：Kd=0.7，cos φ=1
;77.010)32(30kW kW P =?= 0)32(30=Q
动力部分：Kd=0.3，cos φ=0.6
;843.0280)41(30kW kW P =?= var 72.11133.184)41(30k kW Q =?= ;78.13972.1118422)41(30kVA S =+= A kV
kVA
I 37.21238.0378.139)41(30=?=
照明部分：Kd=0.8，cos φ=1
;48.05)12(30kW kW P =?= 0)42(30=Q
2.1.5电镀车间
动力部分：Kd=0.5，cos φ=0.75
;1005.0200)51(30kW kW P =?= var 8888.0100)51(30k kW Q =?= ;21.1338810022)51(30kVA S =+= A kV
kVA
I 39.20238.0321.133)51(30=?=
照明部分：Kd=0.8，cos φ=1
;2.38.04)52(30kW kW P =?= 0)52(30=Q
2.1.6热处理车间
动力部分：Kd=0.6，cos φ=0.8
;1086.0180)61(30kW kW P =?= var 8175.0108)61(30k kW Q =?= ;1358110822)61(30kVA S =+= A kV
kVA
I 11.20538.03135)61(30=?=
照明部分：Kd=0.8，cos φ=1
;48.05)62(30kW kW P =?= 0)62(30=Q
2.1.7装配车间
动力部分：Kd=0.4，cos φ=0.7
;564.0140)71(30kW kW P =?= var 12.5702.156)71(30k kW Q =?= ;8012.575622)71(30kVA S =+= A kV
kVA
I 55.12138.0380)71(30=?=
照明部分：Kd=0.9，cos φ=1
;4.59.06)72(30kW kW P =?= 0)72(30=Q
动力部分：Kd=0.3，cos φ=0.7
;543.0180)81(30kW kW P =?= var 08.5502.154)81(30k kW Q =?= ;13.7708.555422)81(30kVA S =+= A kV
kVA
I 19.11738.0313.77)81(30=?=
照明部分：Kd=0.8，cos φ=1
;48.05)82(30kW kW P =?= 0)82(30=Q
2.1.9锅炉房
动力部分：Kd=0.8，cos φ=0.75
;568.070)91(30kW kW P =?= var 28.4988.056)91(30k kW Q =?= ;6.7428.495622)91(30kVA S =+= A kV
kVA
I 34.11338.03200)91(30=?=
照明部分：Kd=0.8，cos φ=1
;6.18.02)92(30kW kW P =?= 0)12(30=Q
2.1.10仓库
动力部分：Kd=0.3，cos φ=0.8
;5.43.015)101(30kW kW P =?= var 375.375.05.4)101(30k kW Q =?= ;625.5375.35.422)101(30kVA S =+= A kV
kVA
I 55.838.03625.5)101(30=?=
照明部分：Kd=0.7，cos φ=1
;7.07.01)102(30kW kW P =?= 0)102(30=Q
2.1.11生活区照明
Kd=0.7，cos φ=0.9
;2527.0360)112(30kW kW P =?= var 96.12048.0252)112(30k kW Q =?= ;53.27996.12025222)101(30kVA S =+= A kV
kVA
I 7.42438.0353.279)101(30=?=
取全厂的同时系数为：95.0=∑P K ,97.0=∑q K 则全厂的计算负荷为：
kW kW P P
P i i i i 405.9979.104995.0)(
95.0)2(3011
1
)
1(3011
1
30=?=+=∑∑==
var 07.884var 415.91197.097
.0)112(30)
1(3011
1
30k k Q Q
Q i i =?=+=∑=
;.82.133207.884405.9972230A vV S =+= A kV
A
kV I 01.202538.03.82.133230=?=
2.2无功功率补偿
由以上计算可得变压器低压侧的视在计算负荷为：;.82.133230A vV S = 这时低压侧的功率因数为：75.082.1332405.997cos 3030)2(===
kW
kW
S P φ，为使高压侧的功率因数90.0≥，则低压侧补偿后的功率因数应高于0.90，取95.0cos ='φ。要使低压侧的功率因数由0.75提高到0.95，则低压侧需装设的并联电容器容量为：
var 1.489var )95.0arccos tan 75.0arccos (tan 07.884k k Q C =-?=
取:var 500k Q C =则补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为： A kV S .8.1068)50007.884(405.9972
2
)2(30=-+=' A kV
A
kV I 87.162338.03.8.1068)2(30=?=
'
变压器的功率损耗为：
kW A kV S P T 38.21.8.106802.002.0)2(30=?='≈? var 128.64.8.106806.006.0)2(30k A kV S Q T =?='≈? 变电所高压侧的计算负荷为：
kW kW kW P 785.101838.21405.997)1(30=+='
var 198.448var 128.64var )50007.884()1(30k k k Q =+-=' A kV A kV S .02.1113.198.448785.101822)1(30=+=' A kV
A
kV I 26.64103.02.1113)1(30=?=
'
补偿后的功率因数为： 91.002.1113785.1018cos )1(30)1(30==''=
'kW
kW
S P φ
满足（大于0.90）的要求。
3 变电所的位置与型式的选择
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 、 3P 10P 分别代表厂房1、2、3...10号的功率，设定1P （2.4，6）、2P （3.4，4.2）、3P （5.1，1.5）、4P （4.5，7.1）、5P （7，7.1）、6P （7，5.2）、7P （7，3.3）、8P （9.4，7.1）、9P （9.4，5.2）、10P （9.4，3.3），并设11P （1.1，1.4）为生活区的中心负荷。工厂的负荷中心假设在P(x ,y ),其中
P=1P +2P + 3P +11P =i P ∑。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
11332211
∑∑=
++++++=i
i i P y P P P P P y P y P y P y P y )(11
3211111332211
把各车间的坐标代入上式，得到x =4.5，y =4.3 。由计算结果可知，工厂的负荷中心
在锻压车间的东边。考虑到周围环境及进出线方便，决定在锻压车间的东侧紧靠车间建造工厂变电所，器型式为附设式。
图3.1 按负荷功率矩法确定负荷中心
4 变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择
4.1年耗电量的估算
年有功电能消耗量及年无功电能耗电量可由下式计算得到：
年有功电能消耗量：a a p T P W 30.α=
年无功电能耗电量：a a q T Q W 30.β=
结合本厂的情况，年负荷利用小时数Ta 为4600h ，取年平均有功负荷系数 α=0.72，年平均无功负荷系数β=0.78。由此可得本厂：
年有功耗电量：h kW h kW W a p .103.34600405.99772.06
.?=??= 年无功耗电量：h kW h kW W a q .1017.3460007.88478.06.?=??=
4.2变电所主变压器台数的选择
变压器台数应根据负荷特点和经济运行进行选择。当符合下列条件之一时，宜装设两台及以上变压器：有大量一级或二级负荷；季节性负荷变化较大；集中负荷较大。结合本厂的情况，考虑到二级重要负荷的供电安全可靠，故选择两台主变压器。
4.3变电所主变压器容量的选择
每台变压器的容量T N S .应同时满足以下两个条件：
1.暗备用条件：任一台变压器单独运行时，宜满足：30.)7.0~6.0(S S T N =
2.明备用条件：任一台变压器单独运行时，应满足：)(30.ⅡⅠ+=≥S S T N ，即满足全部一、二级负荷需求。代入数据可得：
A kV A kV S T N .)11.779~81.667(.02.1113)7.0~6.0(.=?=
考虑到未来5~10年的负荷发展，初步取A kV S T N .1600.= 。考虑到安全性和可靠性的问题，确定变压器为SC9系列箱型干式变压器。
4.4变电所主变压器类型的选择
型号：SC9-1600/10 ，其主要技术指标如下表所示：
变压器型号 额定
容量
/kV .A 额定电压/kV 联结组型号
损耗/kW 空载电流Io （%） 阻抗电压Uk （%） 高压 低压 空载 负载 SC9-1600/10
1600
10.5
0.4
Dyn11
1.98
10.85
0.7
6
5 变电所主接线方案的选择
方案Ⅰ：高、低压侧均采用单母线分段
优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同母线段引出两个回路，用两个电路供电；当一段母线故障时，分段断路器自动切除故障母线保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电 。
缺点：当一段母线或母线隔离开关检修时该母线各出线须停电；当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越；扩建时需向两个方向均衡扩建。
方案Ⅱ：单母线分段带旁路
优点：具有单母线分段全部优点，在检修断路器时不至中断对用户供电。 缺点：常用于大型电厂和变电中枢，投资高。
方案Ⅲ：高压采用单母线、低压单母线分段
优点：任一主变压器检修或发生故障时，通过切换操作，即可迅速恢复对整个变电所的供电。
缺点：在高压母线或电源进线进行检修或发生故障时，整个变电所需停电。 以上三种方案均能满足主接线要求，采用方案Ⅲ时虽经济性最佳，但是其可靠性相比其他两方案差；采用方案Ⅱ需要的断路器数量多，接线复杂，它们的经济性能较差；采用方案Ⅰ既满足负荷供电要求又较经济，故本次设计选方案Ⅰ。
6 短路电流的计算
本厂的供电系统简图如图6.1所示。采用两路电源供线，一路为距本厂8km 的馈电变电站经LGJ-150架空线（系统按∞电源计），该干线首段所装高压断路器的断流容量为500MVA
10kV 母线上k-1点短路和低压380V
母线上k-2点短路的三相短路电流和短路容量。
图6.1短路电路
采用标幺制进行短路电流计算 1.确定基准值：
取kV U kV U A MV S C C d 4.0,5.10,.10021==
则：kA kV A
MV U S I C d d 50.55.103.100311=?==
kA kV
A
MV U S I C d d 1444.03.100322=?==
2.计算短路电路中各主要元件的电抗标么值： 电力系统的电抗标么值：2.0.500.100*
1==
A
MV A
MV X
架空线路的电抗标么值：
导线为等三角形排列，线距为2m,所以2=av a 查附录表6得km X /36.00Ω=，因此
6122.2)
5.10(.1008)/(3
6.02
*2=?
?Ω=kV A
MV km km X 电力变压器的电抗标么值：由所选变压器技术参数得6%=k U ，因此：
75.3.1600100.1006*4*3=??=
=A
kV A
MV X X
短路等效电路图如图5.2所示
图5.2短路等效电路
3.计算k-1点的短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量 1）总电抗标幺值：8122.26122.22.0*
2*1*)1(=+=+=-∑X X X k 2）三相短路电流周期分量有效值：kA kA
X I I K d K 9558.18122
.250.5*)
1(1
)
3(1==
=
-∑-
3）其他三相短路电流：kA I I K 9558.1)
3(1)
3(==-∞
kA kA i sh 987.49558.155.2)3(=?= kA kA I sh 953.29558.151.1)3(=?=
4）三相短路容量：A MV A
MV X S S K d
k .559.358122
.2.100*
)
1()
3(1==
=
-∑-
4.计算k-2点短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量
1）总电抗标么值：6872.475
.375.375
.375.36122.22.0)||(*
4*3*2*1*)2(=+?+
+=++=-∑X X X X X k
2）三相短路电流周期分量有效值：kA kA
X I I K d K 722.306872
.4144*)
2(2
)
3(2==
=
-∑-
3）其他三相短路电流：kA I I K 722.30)
3(2)
3(==-∞
kA kA i sh 528.56722.3084.1)3(=?= kA kA I sh 487.33722.3009.1)3(=?=
4）三相短路容量：A MV A
MV X S S K d
k .335.216872
.4.100*
)
2()
3(2==
=
-∑-
7 变电所一次设备的选择与校验
7.1一次设备的选择与校验校验的原则 7.1.1按工作电压选择：
设备的额定电压e N U .一般不应小于所在系统的额定电压N U ，即N e N U U ≥.，
高压设备的额定电压e N U .应不小于所在系统的最高电压m a x U ，即m a x .U U e N ≥，kV U N 10=，kV U 5.11max ，高压开关设备、熔断器、互感器及支柱绝缘额定电压kV U e N 12.=。
7.1.2按工作电流选择：
设备的额定电流.e N I .不应小于所在电路的计算电流30I ，即30.I I e N ≥
7.1.3按断流能力选择：
设备的额定开断电流oc I 或断流容量oc S ，对分断短路电流的设备来说，不应小于它
可能的最大短路有效值)3(k I 或短路容量)
3(oc S ，
即 )3(k oc I I ≥ 或 )3(k oc I S ≥
对于分断负荷设备电流的设备来说，则为max OL oc I I ≥，max OL I 为最大负荷电流。
7.1.4隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定度校验:
动稳定校验条件:
)3(max sh i i ≥ 或 )
3(m I sh ax I ≥
max i 、ax m I 分别为开关的极限通过电流峰值和有效值，)3(sh
i ，)
3(sh I 分别为开关 所处的三相短路冲击电流瞬时值和有效值。
热稳定校验条件:
ima t t I t I 2
)3(2∞≥
7.2变电所高压侧一次设备的选择
根据机械厂所在地区的外界环境，高压侧采用JYN2-10（Z ）型户内移开式交流金属封
闭开关设备。此高压开关柜的型号：JYN2-10/4ZTTA 其内部高压一次设备根据本厂需求选取，具体设备见附图一《变电所高压电气主接线图》。初选设备：
高压断路器： ZN2-10/600 高压熔断器：RN1-10/150
电流互感器：LQJ-10/5 电压互感器：JDZJ-10 高压隔离开关：GN6-10/200
7.3变电所高压侧一次设备的校验
7.4变电所低压一次设备的选择
低压侧采用GGD2型低压开关柜，所选择的主要低压一次设备参见附图二《变电所低压
电气主接线图》, 部分初选设备：
低压断路器：DW15系列 低压熔断器：RM10系列 电压互感器：JDG3-0.5 电流互感器：LQJ 、LMZ1 系列 刀开关：HD 系列
校验项目 电压kV
电流A
动稳定电流
kA
热稳定电流
4s
断流能力kA
装
设点条件
参数 N U
N I
sh i sh I
ima t I 2)3(∞
)3(k I
数据
10
64.26 4.987 2.953
3
.1549558.12≈? 1.9558
一次设备型号规格
额定参数 e N U . e N I .
max i ax
m I t I t 2
oc I
高压断路器ZN2-10/600 10 600 30 — 538
4
6.112≈?
11.6 高压熔断器RN1-10-200/5 10
150
—
—
—
12
电流互感器 LQJ-10-200/5 10
200/5 64
.632
.02225=??
324
1)2.090(2=?? —
电压互感器 JDZJ-10 3
1.0/31/310 — — — — —
高压隔离开关GN6-10/200
10
200
25.5
—
400
4
102=?
—
7.5变电所低压一次设备的校验：
8 变电所进出线的选择与校验
为了保证供电的安全、可靠、优质、经济，选择导线和电缆时应满足下列条件：发热
条件；电压损耗条件；经济电流密度；机械强度。
根据设计经验：一般10kV 及以下的高压线路和低压动力线路，通常先按发热条件选择导线和电缆截面，再校验其电压损耗和机械强度。对于低压照明线路，因对电压水平要求较高，通常先按允许电压损耗进行选择，再校验其发热条件和机械强度。
8.1高压线路导线的选择
架空进线后接铜芯交联聚氯乙烯绝缘钢铠护套电力电缆BLV-95,因高压侧计算电流
A I 26.64')1(30=，所选电缆的允许载流量：A I A I al 26.64125')1(30=>=,满足发热条件。
校验项目 电压V
电流A
动稳定电流
kA
热稳定电流
4s
断流能力kA
装
设点条件
参数 N U
N I sh i sh I
ima t I 2)3(∞
)3(k I
数据
380
2025.01
56.528
33.487
3775
4
722.302≈?
30.722
一次设备型号规格
额定参数
e N U .
e N I .
max i ax
m I t I t 2
oc I
低压断路器 DW15-4000/4000 380 4000 — — — 80 低压熔断
器 RM10系列 380 —
— — — — 电压互感
器 JDG3-0.5 380/100 —
— — — — 电流互感
器 LQJ 、LMZ1
380 —
—
—
—
—
8.2低压线路导线的选择
由于没有设单独的车间变电所，进入各个车间的导线接线采用TN-C-S 系统；从变电所
到各个车间及宿舍区用埋地电缆供电，电缆采用LGJ-185型钢芯铝线电缆，根据不同的车间负荷采用不同的截面。其中导线和电缆的截面选择应满足如下条件： 相线截面的选择以满足发热条件即，30I I al ≥；
1.中性线（N 线）截面选择，这里采用的一般为三相四线，满足?A A 5.00≥；
2.保护线（PE 线）的截面选择
3.2
35mm A >?时，?A A PE 5.0≥ 4.216mm A ≤?时，?A A PE ≥
223516mm A mm ≤
5.保护中性线（PEN ）的选择，取（N 线）与（PE ）的最大截面。 结合计算负荷，可得到由变电所到各个车间的低压电缆的型号为： 铸造车间：LGJ-70 A A I al 88.265335>= 锻压车间：LGJ-70 A A I al 7.242275>= 金工车间：LGJ-50 A A I al 63.180220>= 工具车间：LGJ-50 A A I al 37.212220>= 电镀车间：LGJ-50 A A I al 39.202220>= 热处理车间：LGJ-50 A A I al 11.205220>= 装配车间：LGJ-25 A A I al 55.121135>= 机修车间：LGJ-25 A A I al 19.117135>= 锅炉房：LGJ-25 A A I al 34.113135>= 仓库：LGJ-16 A A I al 55.8105>= 生活区：LGJ-150 A A I al 7.424445>=
另外，送至各车间的照明线路采用：铜芯聚氯乙烯绝缘导线BV 型号。
9 变电所继电保护的整定
继电保护要求具有选择性，速动性，可靠性及灵敏性。
由于本厂的高压线路不很长，容量不很大，因此继电保护装置比较简单。对线路的相间
山东理工大学供配电实用技术课程设计任务书 设计题目：某机械厂降压变电所的电气设计 电气与电子工程学院 2011.11.1
一、设计题目 某机械厂降压变电所的电气设计 二、设计要求 要求根据本厂所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，确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量，选择变电所主接线方案及高低压设备与进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护装置，确定防雷和接地装置。最后按要求写出设计说明书，绘制设计图纸。 三、设计依据 1）工厂负荷情况： 本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用时数为4000h，日最大负荷持续时间为4h。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属于二级负荷外，其余为三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。本厂的负荷统计资料如图所示。 2）供电电源情况： 按照工厂与当地供电部门签订的供用协议规定，本厂可由附近一条10kV的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参考工厂总平面图。该干线的导线型号为LGJ-95,导线为等边三角形排列，线距为1m，干线首端距本厂8km，该干线首端所装高压断路器的断流容量为500MVA，此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，其定时限过电流保护整定的动作时间为1.5s。为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压或低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达150km，电缆线路总长度25km。 3）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15℃，年最热月平均最高气温为32℃，年最热月平均气温为28℃，年最热月地下0.8m处平均气温为21℃。年主导风向为东北风，年雷暴日数为12。 4）地质水文资料： 本厂所在地区平均海拔120m，地层为沙粘土为主，地下水位为3m。 5）电费制度：
一、设计任务书 （一）设计题目 某机械厂降压变电所电气一次设计 （二）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，确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主结线及高低压设备和进出线，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。 （三）设计依据 1.工厂总平面图 2.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5000h，日最大负荷持续时间为8h。该厂筹造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。电气照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。 3.供电电源情况： 按照工厂与当地供电部门签订的供用电协议规定，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（附图1-4）。该干线的导线品牌号为LGJ-185,导线为等边三角形排列，线距为2.0m。干线首端（即电力系统的馈电变电站）距离本厂约10km.干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MWA，此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为1.2s。为满足工厂二级负荷的要求，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100km，电缆线路长度为25km。
表1 工厂负荷统计资料 4.气象条件： 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-8℃，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0.8m处的平均温度为25℃。当地主导风向为东北向风，年暴日数为20。 5.地质水文条件： 本厂所在的地区平均海拔500m。地层以砂粘土（土质）为主；地下水位为4m。 6.电费制度： 本厂与当地供电部门达成协议，在本厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费交电费。每月基本电费按主变压器容量计为20元/KVA，动力电费为0.3元/kwh，照明（含家电）电费为0.5元/kwh。工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.95.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供电贴费：6~10KV为800元/KV A。 （四）设计任务 要求在规定时间内独立完成下列工作量： 1、设计说明书1份，需包括： 1）封面及目录 2）前言及确定了赋值参数的设计任务书 3）负荷计算和无功功率补偿 4）变电所位置和型式的选择
发电厂电气部分课程设计 级专业班级 题目 姓名学号 指导教师
题目BY市110kV降压变电所设计 一、设计内容 设计一110kV降压变电所，该所位于BY市边缘，供给城市和近郊工业、农业及生活用电。 电压等级： 110kV：近期2回，远景发展2回； 10kV：近期13回，远景发展2回。 电力系统接线简图、负荷资料及所址条件见附件。 二、设计任务 1．变电所总体分析； 2．负荷分析计算与主变压器选择； 3．电气主接线设计； 4．短路电流计算及电气设备选择。 三、设计成品要求 1．课程设计说明书1份； 2．电气主接线图1张。 1 变电站总体分析 市变电站位于市边缘，供给城市和近郊工业、农业及生活用电，是新建地区变电所。变电站做为电力系统中起着重要的连接作用，是联系发电厂与负荷的重要环节。本课程设计主要是关于本变电站的一次设计，为了是变电站的一次设计能够很好的接入电力系统，使电力系统安全可靠的运行，下面对本变电站做初步分析的原始数据进行分析。1．变电站类型：110KV地方降压变电站 2．电压等级：110/10KV 3．线路回数：110KV：2回，备用2回； 10KV：13回，备用2回； 4．地理条件：平均海拔100m，地势平坦，交通方便，有充足水源，属轻地震区。年最高气温+42℃，年最低气温-18℃，年平均温度+16℃，最热月平均最高 温度+32℃。最大风速35m/s,主导风向西北，覆冰厚度10mm 。 5．负荷情况：主要是一、二级负荷，市内负荷主要为市区生活用电、棉纺厂、印染厂
等工业用电；郊区负荷主要为郊区变电站及其他工业用电。 6．系统情况：根据任务书中电力系统简图可以看到，本变电站位于两个电源中间，有 两个发电厂提供电能，进而经过该变电站降压后用于工业、农业等负荷用电，需要一定的可靠性。 2 负荷分析及主变压器的选择 2．1 负荷计算的目的： 计算负荷是供电设计计算的基本依据，计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线选得过大，造成投资和有色金属的消耗浪费，如计算负荷确定过小又将使电器和导线电缆处子过早老化甚至烧毁，造成重大损失，由此可见正确确定计算负荷重要性。 2．2负荷分析 10KV 侧: 近期负荷：P 近=(2＋2＋1＋1＋2＋3＋2＋1.5＋1.5＋1.5)MW=17.5MW 远期负荷: P 远=（３＋３＋1.5＋1.5＋3＋4.5＋3.5＋2＋2＋2＋2＋2）=30MW ∑=n i Pi 1 =17.5MW+30MW=47.5MW 综合最大计算负荷计算公式: S js =Kt*1 cos n i i i P φ=∑ *(1+α%) (注:Kt:同时系数，取85%; α%:线损,取5%) S js 近=Kt*max 1 cos n i i i P ?=∑ 近 *(1+α%) =Kt*( 2211232 1.5 1.5 1.5 0.80.80.80.780.750.780.80.80.750.8 +++++++++ ) *(1+α%) =0.85*17.755*(1+0.05)=15.85MVA
1 引言 工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，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，电能在现代工业生产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，并不在于它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，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。 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经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。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，就必须达到以下基本要求：首先是安全，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。其次是要可靠，应满足电能用户对供电可靠性的要求。再者就是优质，电力系统应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。还有就是要经济，供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。 目前，我国一般大、中型城市的市中心地区每平方公里的负荷密度平均已达左右，有些城市市中心局部地区的负荷密度甚至高达上万千瓦，乃至几万千瓦，且有继续增长的势头。因此供配电系统的发展趋势是：提高供电电压：如以进城，用配电。以解决大型城市配电距离长，配电功率大的问题，这在我国城市已经有先例。简化配电的层次：如按的电压等级供电。逐步淘汰等级：因为过细的电压分级不利于电气设备制造和运行业的发展。提高设备配套能力，只是由于我国在设备上还不能全面配套而尚未推广。广泛使用配电自动化系统：借助计算机技术和网络通信技术，对配电网进行离线和在线的智能化监控管理。做到保护、运行、管理的自
110KV降压变电站电气一次部分初步设计 一、变电站的作用 1.变电站在电力系统中的地位 电力系统是由变压器、输电线路、用电设备组成的网络，它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备。电力系统中的这些互联元件可以分为两类，一类是电力元件，它们对电能进行生产（发电机）、变换（变压器、整流器、逆变器）、输送和分配（电力传输线、配电网），消费（负荷）；另一类是控制元件，它们改变系统的运行状态，如同步发电机的励磁调节器，调速器以及继电器等。 2.电力系统供电要求 （1）保证可靠的持续供电：供电的中断将使生产停顿，生活混乱，甚至危及人身和设备的安全，形成十分严重的后果。停电给国民经济造成的损失远远超过电力系统本身的损失。因此，电力系统运行首先足可靠、持续供电的要求。 （2）保证良好的电能质量：电能质量包括电压质量，频率质量和波形质量这三个方面，电压质量和频率质量均以偏移是否超过给定的数来衡量，例如给定的允许电压偏移为额定电压的正负5%，给定的允许频率偏移为正负0.2—0.5%HZ 等，波形质量则以畸变率是否超过给定值来衡量。 （3）保证系统运行的经济性：电能生产的规模很大，消耗的一次能源在国民经济一次能源总消耗占的比重约为1/3 ，而且在电能变换，输送，分配时的损耗绝对值也相当可观。因此，降低每生产一度电能损耗的能源和降低变换，输送，分配时的损耗，又极其重要的意义。 二、变电站与系统互联的情况 1.待建变电站基本资料 （1）待建变电站位于城郊，站址四周地势平坦，站址附近有三级公路，交通方便。 （2）该变电站的电压等级为110KV,35KV,10KV三个电压等级。110KV是本变电站的电源电压，35KV，10KV是二次电压。 （3）该变电站通过双回110KV线路与100公里外的系统相连，系统容量为1250MVA，系统最小电抗（即系统的最大运行方式）为0.2（以系统容量为基准），系统最大电抗（即系统的最小运行方式）为0.3。
实验一机械厂降压变电所的电气设计 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，确定变电所的位置与形式，确定变电所主要变压器的台数与容量，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，选择整定继电保护装置，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。 1.2设计依据： 1.2.1工厂总平面图： 1.2.2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。全厂负荷情况如1.1工厂负荷统计资料表所示：
1.2.3气象资料 本场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0.8M处平均气温为25℃，当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20天。1.2.4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1m。 1.2.5供电电源情况 按照工厂与当地供电部门签订的供用电协议规定，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，导线为等腰三角形排列，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。为满足工厂二级符合要求，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。 1.2.6电费制度
目录 第一章原始资料 (1) 第二章接入系统设计 (2) 第三章车间供电系统设计 (19) 第四章工厂总降压变的选择 (30) 第五章所用变的选择 (33) 第六章主接线设计 (33) 第七章短路电流计算 (39) 第八章电气设备选择 (46) 第九章继电保护装置 (54) 附图1 工厂变电所设计计算电器主接线图 (56) 结束语 (57) 参考书目 (58)
第一章 原始资料 二、原始资料 Ⅰ.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(本表数据为设计方案分配表第九组数据）。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：某化纤厂负荷情况表 某化纤厂负荷情况表 序号 车间设备名称 安装容量( ) kw 1 纺练车间 纺丝机 200 筒绞机 30 烘干机 85 脱水机 12 通风机 180 淋洗机 6 变频机 840 传送机 40 2 原液车间照明 1040 3 酸站照明 260 4 锅炉房照明 320 5 排毒车间照明 160 6 其他车间照明 240 Ⅱ.供电电源请况：按与供电局协议，本人可由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。 Ⅲ.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 。 Ⅳ.电费制度：按两部制电费计算。变压安装容量每1kVA 为15元/月，动力电费为元/.kv h ,照明电费为元/.kv h 。
、设计目的 熟悉电力设计的相关规程、规定，树立可靠供电的观点，了解电力系统，电网设计的基本方法和基本内容，熟悉相关电力计算的内容，巩固已学习的课程内容，学习撰写工程设计说明书，对变电所区域设计有初步的认识。 二、设计要求<1）通过对相应文献的收集、分析以及总结，给出相应工程分析，需求预测说明。 <2）通过课题设计，掌握电力系统设计的方法和设计步骤。 <3）学习按要求编写课程设计报告书，能正确阐述设计方法和计算 <4）学生应抱着严谨认真的态度积极投入到课程设计过程中，认真查阅相应文献以及实现，给出个人分析、设计以及实现。 三、设计任务 <一）设计主体内容 <1）负荷计算及无功功率补偿 <2）变电站位置及形式的选择。 <3）变电所主变压器台数，容量及主接线方案的选择。 <4）短路电流计算。 <5）变电所一次设备的选择及校验。 <6）变电所高低压线路的选择。 <7）变电所二次回路方案及继电保护的整定。 <二）设计任务 1．设计说明书，包括全部计算过程，主要设备及材料表；
2．变电所主接线图。 四、设计时间安排 查找相关资料<1 天）、总降压变电站设计<3天）、车间变电所设计<2天）、 厂区配电系统设计<1天）、撰写设计报告<2天）和答辩<1天）。 五、主要参考文献 [1]电力工程基础 [2]工厂供电 [3]继电保护. [4]电力系统分析 [5]电气工程设计手册等资料 指导教师签字：年月日 一．负荷情况某厂变电所担负三个车间、一个办公楼和一个食堂的供电任务，负荷均为380/220V负荷。各部门电气设备、负荷情况如下：<一）一号车间 一号车间接有下表所列用电设备
＜二）二号车间 二号车间接有下表所列用电设备 ＜三）三号车间 三号车间接有下表所列用电设备 ＜四）办公楼 办公楼接有下表所列用电设备负荷 ＜五）食堂
BY市110kv降压变电所设计--牛
课程设计 电气工程及其自动化_专业班级 题目BY市110kV降压变电所设计 姓名 学号 指导教师 二О年月日
一．变电站概括 1.1变电站总体分析 BY市变电站位于市边缘，供给城市和近郊工业、农业及生活用电，是新建地区变电所。变电站做为电力系统中起着重要的连接作用，是联系发电厂与负荷的重要环节。本课程设计主要是关于本变电站的一次设计，为了是变电站的一次设计能够很好的接入电力系统，使电力系统安全可靠的运行，下面对本变电站做初步分析的原始数据进行分析。 1．变电站类型：110KV地方降压变电站 2．电压等级：110/10KV 3．线路回数：110KV：2回，备用2回；10KV：13回，备用2回； 4．地理条件：平均海拔100m，地势平坦，交通方便，有充足水源，属轻地震区。年最高气温+42℃，年最低气温-18℃，年平均温度+16℃，最热月平均最高温度+32℃。最大风速35m/s,主导风向西北，覆冰厚度。5．负荷情况：主要是一、二级负荷，市内负荷主要为市区生活用电、棉纺厂、印染厂等工业用电；郊区负荷主要为郊区变电站及其他工业用电。 6．系统情况：根据任务书中电力系统简图可以看到，本变电站位于两个电源中间，有两个发电厂提供电
能，进而经过该变电站降压后用于工业、农业等负荷用电，需要一定的可靠性。 1.2 负荷分析及主变压器的选择 负荷计算的目的： 计算负荷是供电设计计算的基本依据，计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线选得过大，造成投资和有色金属的消耗浪费，如计算负荷确定过小又将使电器和导线电缆处子过早老化甚至烧毁，造成重大损失，由此可见正确确定计算负荷重要性。 负荷分析 10KV 侧: 近期负荷：P 近=(2＋2＋1＋1＋2＋3＋2＋1.5＋1.5＋1.5)MW=17.5MW 远期负荷: P 远=（３＋３＋1.5＋1.5＋3＋4.5＋3.5＋2＋2＋2＋2＋2）=30MW ∑=n i Pi 1=17.5MW+30MW=47.5MW 综合最大计算负荷计算公式: S js =Kt*1 cos n i i i P φ =∑*(1+α%) (注:Kt:同时系数，取85%; %:线损,取5%) S js 近=Kt*max 1cos n i i i P ? =∑近 *(1+α%)
毕业设计某纺织厂降压变电所 电 气 毕 业 设 计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
某纺织厂降压变电所的电气设计 （一）设计要求 要求根据本厂所能起得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到生产的发展，按照安全可靠，技术先进，经济合理的要求，确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量，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，选择整定继电保护装置，确定防雷和接地装置，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。 （三）设计依据 Ⅰ.工厂总平面图（参看图一） 2.工厂生产任务，规模及产品规格本厂生产化纤产品，年生产能力为2300000米，其中厚织物占50%，中织物占30%，薄织物占20%。全部产品中以腈纶为主体的混合物占60%，以涤纶为主体的混合物占40%。 3. 工厂负荷情况本厂的供电除二级负荷（制条车间，纺纱车间，锅炉房）外，均为三级负荷，统计资料如表所示
110kV降压变电所电气部分的初步设计(doc 6页)
2008级电气工程基础课程设计指导书 110kV降压变电所电气部分初步设计 一、设计目的 (1) 复习和巩固《电气工程基础》课程所学知识； (2) 培养分析问题和解决问题的能力； (3) 学习和掌握变电所电气部分设计的基本原理和设计方法。 二、设计内容及设计要求 1 设计内容 本次设计的是一个降压变电站，有三个电压等级(110kV／35kV／10kV)。本设计只做电气部分的初步设计，不作施工设计和土建设计。 (1) 主接线设计 分析原始资料，根据任务书的要求拟出各级电压母线的接线方式(可靠性、经济性和灵活性)， (2) 主变压器选择 根据负荷选择主变压器的容量、型式、电压等级等，通过技术经济比较选择主接线最优方案； (3) 短路电流计算 根据所确定的主接线方案，选择适当的计算短路点计算短路电流，并列表表示出短路电流的计算结果； (4) 主要电气设备的选择：断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、高 压熔断器、消弧线圈、避雷器等 (5) 编制设计成果 1）编制设计说明书 2）编制设计计算书 3）绘制变电所电气主接线图纸1张（A2图纸） 2 设计要求 设计按照国家标准要求和有关设计技术规程进行，要求对用户供电可靠、保证电能质量、接线简单清晰、操作方便、运行灵活、投资少、运行费用低，．并 且具有可扩建的方便性。要求如下： (1) 通过经济技术比较，确定电气主接线。 (2) 短路电流计算
(1) 变电站供电范围：110 kV 线路：最长100 km，最短50 km；35 kV 线路：最长70 km，最短20 km；10 kV 低压馈线：最长30km，最短10km (2) 未尽事宜按照设计常规假设。 四、要求 1．在资料一、二中任选一种情况作设计。 2．画图软件自选，手画也可。 4．主要参考资料 [1] 熊信银, 张步涵.电气工程基础.华中科技大学出版社，2005 [2] 何仰赞温增银，电力系统分析，华中科技大学出版社，2001 [3] 西北电力设计院东北电力设计院，电力工程设计手册，上海人民出版社，1972 [4] 电力工业部西北电力设计院，电力工程电气设备手册，中国电力出版社，1998 [5] 电力工业部西北电力设计院，电力工程电气设计手册，中国电力出版社，1998 [6] 陈跃.电力工程专业毕业设计指南.电力系统分册.中国水利水电出版 [7] 吴靓,谢珍贵.发电厂及变电所电气设备. 第一版.北京.中国水利水电出版社.2004 [8] 志溪.电气工程设计. 第一版.北京. 机械工业出版社.2002 [9] 张华.电类专业毕业设计指导.机械工业出版社 [10] 陈慈萱. 电气工程基础. 第一版.北京.中国电力出版社.2003
兰州交通大学新能源与动力工程学院课程设计任务书课程名称：电力工程课程设计指导教师（签名）：杜露露 班级：姓名：学号：
目录 引言........................................................... 任务书.................................................... - 0 - 一、设计题目： (1) 二、设计要求： (1) 三、设计依据： (1) 第一章负荷计算和无功功率补偿............................. - 2 - 第二章变压器台数容量和类型的选择......................... - 6 - 第三章变电所主接线方案设计............................... - 7 - 第一节变压器一次侧主接线 (7) 第二节变压器二次侧主接线 (7) 第四章短路电流计算....................................... - 8 - 第五章变电所一次设备及进出线的选择与校验................ - 10 - 第一节变压器的选择与校验.. (10) 第二节低压两侧隔离开关的选择与校验 (10) 第三节高压断路器的选择与检验 (11) 第六章选择整定继电保护装置.............................. - 11 - 第七章防雷保护和接地装置的设计.......................... - 12 - 结束语................................................... - 14 - 参考文献................................................. - 15 -
课程设计成果说明书 题目：某机械厂降压变电所的电气设计 学生姓名： 学号：111310129 学院：机电工程学院 班级：C11电气 指导教师：胡即明 浙江海洋学院教务处 2014年06月23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。 变电所是接受电能、变换电压、分配电能的环节，是供配电系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行。电力系统是由发电机，变压器，输电线路，用电设备（负荷）组成的网络，它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备。电力系统中的这些互联元件可以分为两类，一类是电力元件，它们对电能进行生产（发电机），变换（变压器，整流器，逆变器），输送和分配（电力传输线，配电网），消费（负荷）；另一类是控制元件，它们改变系统的运行状态，如同步发电机的励磁调节器，调速器以及继电器等。电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全厂（所）电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。
目录 前言 (Ⅰ) 1 设计任务 (1) 1.1 设计题目 (1) 1.2 设计要求 (1) 1.3 设计依据 (1) 1.3.1 工厂总平面图 (1) 1.3.2 工厂负荷情况 (1) 1.3.3 供电电源情况 (2) 1.3.4 气象资料 (3) 1.3.5 地质水文资料 (3) 1.3.6 电费制度 (3) 2 负荷计算和无功功率补偿 (3) 2.1 负荷计算 (3) 2.2 无功功率补偿 (6) 3 变电所的位置与型式的选择 (7) 4 变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择 (8) 4.1 年耗电量的估算 (8) 4.2 变电所主变压器台数的选择 (8) 4.3 变电所主变压器容量的选择 (9) 4.4 变电所主变压器类型的选择 (9) 5 变电所主接线方案的选择 (9) 6 短路电流的计算 (10) 7 变电所一次设备的选择与校验 (12) 7.1 一次设备的选择与校验校验的原则 (12) 7.2 变电所高压侧一次设备的选择 (12) 7.3 变电所高压侧一次设备的校验 (13) 7.4 变电所低压一次设备的选择 (13) 7.5 变电所低压一次设备的校验 (14)
变电所一次系统设计探究 摘要：随着工业时代的发展，电力已成为人类历史发展的主要动力资源，要科学合理的驾驭电力必须从电力工程的设计原则和方法上理解和掌握其精髓，提高电力系统的安全可靠性和运行效率。从而达到降低生产成本提高经济效益的目的。变电所是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。目前，国内110kv及以下中低压变电所，主接线为了安全，可靠起见多选单母线接线。另外，合理的选择各种一次设备也能够提高变电所的安全系数及其经济性。 关键词：变电所/安全/可靠/经济
1 我国电能与变电站现状 电能是发展国民经济的基础，是一种无形的、不能大量存储的二次能源，同时也是现代社会中最重要也是最方便的能源[3]。电能的发、变、送、配电和用电，几乎是在同一时间完成的，须相互协调与平衡[2]。变电和配电是为了电能的传输和合理的分配，在电力系统中占很重要的地位，其都是由电力变压器来完成的，因此变电所在供电系统中的作用是不言而语的。 变电所是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用[2]。因此，变电所的作用显得尤为重要。首先要满足的就是变电所的设计规范。安全可靠地发、供电是对电力系统运行的首要要求[10]。 （1）变电所的设计要认真执行国家的有关技术经济政策，符合安全可靠、技术先进和经济合理的要求。 （2）变电所的设计应根据工程的5~10年发展规划进行，做到远、近期结合，以近期为主，正确处理近期建设与远期发展的关系，适当考虑扩建的可能。 （3）变电缩的设计，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，结合国情合理的确定设计方案。 （4）变电所的设计，必须坚持节约用地的原则。其次，变电所所址的选择，应根据要求，综合考
毕业设计（论文） 题目：永济机械厂10kv降压变电所的电气设计年级专业：机电1072班 学生姓名： 指导教师： 2010年5 月20日
摘要 电能是现代人们生产和生活的重要能源。电能可由其他形式的能转换而来，也可简便地转换成其他形式的能。电能的输送，分配，调试，控制和测试等简单易行，有利于实现生产过程的自动化，因此，在工矿企业，交通运输，人民生活中得到广泛应用。 电力工业是国民经济重要的部门，是现代化建设的基础。本次设计主要是有关工厂降压变电所设计方面的内容，本说明书中主要叙述了工厂降压变电所设计方法、和其他要求的确定供电系统的主要电气设备，供电系统的接线和结构，负荷计算和断路计算，电线和导线的选择及校正，断电保护装置及二次系统，防雷；接地及电气安全，电气照明技术，工厂供电系统的经济运行，工厂供电系统的运行维护和检修，实验与实践等。本次工厂降压变电所的设计，它从多方面体现出了工厂供电的重要性 工厂总降压变电所的位置和形式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,确定变压器的台数和容量.工厂总降压变电所主结线方案设计根据变电所配电回路数,,确定变电所高,低接线方式，系统短路电流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.负荷计算及无功功率补偿负荷计算的方法有需要系数法,利用系数法及二项式等几种.本设计采用需要系数法确定. 【关键词】电气设计功率补偿负荷计算防雷与接地主变压器一次设备的选择与校验二次回路方案的选择
目录 前言 (1) 第一章电气设计的一般原则.设计内容及步骤 (2) 1.1、电气设计设计的一般原则 (2) 1.2、设计内容及步骤 (2) 第二章负荷计算的内容和目的 (5) 2.1负荷计算的内容和目的 (5) 2.2负荷分级及供电要求 (5) 2.3电源及供电系统 (6) 2.4电压选择和电能质量 (6) 2.5无功补偿 (6) 2.6低压配电 (7) 2.7变电所进出线选择和校验 (7) 第三章负荷计算和无功功率计算及补偿 (8) 3.1负荷计算及无功功率补偿 (8) 3.2无功功率补偿计算 (11) 3.3年耗电量的估算 (11) 第四章变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择 (13) 4.1变电所主变压器台数的选择 (13) 4.2变电所主变压器容量选择 (13) 4.3变电所主接线方案的选择 (13) 第五章变电所一次设备的选择与校验- (15) 5.1变电所高压一次设备的选择 (15) 5.2变电所高压一次设备的校验 (15) 5.3.高压设备的热稳定性校验 (16) 5.4变电所低压一次设备的选择 (17) 5.5变电所低压一次设备的校验 (17) 第六章变电所高、低压线路的选择 (19) 6.1高压线路导线的选择 (19) 6.2低压线路导线的选择 (19) 第七章变电所二次回路方案选择及继电保护的整定 (21) 7.1二次回路方案选择 (21) 7.2继电保护的整定 (21) 第八章防雷保护与接地装置设计 (24) 8.1防雷设备 (24) 8.2.接地与接地装置 (24) 第九章总结 (26) 参考文献 (27) 致谢 (28) 附录 (29)
工厂供电课程设计 ——某机械厂降压变电所的电气设计 二级学院 专业 年级 学号 学生姓名 指导教师 职称 完成时间
某机械厂降压变电所的电气设计 摘要：工厂供电设计是整个工业设计的重要组成部分，工厂供电设计的质量将直接影响到工厂的生产及其发展，工厂供电应能够更好的服务工业生产，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须要具有安全、可靠、优质、经济的特点。在本次课程设计中，对工厂供电设计的中的若干问题如负荷计算，变电所位置和型式的选择，变电所主接线方案的设计和短路电流的计算等问题进行了阐述，并根据设计要求画出了该工厂的电气主接线图。 关键词:计算负荷；短路电流；电气主接线
工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，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，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。 在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。电能在工业生产中的重要性，并不在于它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，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。 做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，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经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。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，就必须达到以下基本要求：（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: 供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。 此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。
课程设计题目：某化纤厂降压变电所电气设计 电力行业的发展直接关系到国家经济建设的兴衰成败，它为现代工业、农业、科学技术和国防提供必不可少的动力。以发电厂电气部分、高电压技术、继电保护等专业知识为理论依据，主要对该厂变电站高压部分进行毕业设计训练。设计步骤主要包括：符合统计、负荷计算、方案比较、供电方式确定、短路电流计算、电气设备选择与继电保护整定以及防雷接地等内容。 1、设计要求 根据本厂用电负荷，并适当考虑生产的发展，按安全可靠，技术先进，经济合理的要求，确定工厂变电所的位置与型式，通过负荷计算，确定主变压器台数以容量，进行短路电流计算，选择变电所的主接线及高、低压电气设备，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。 2、设计资料 设计工程项目情况如下 （1）工厂总平面图见图1 图1 某化学纤维厂总平面图 （2）工厂负荷数据：本工厂多数车间为3班制，年最大负荷利用小时数6400
小时，本厂负荷统计资料见表1，组合方案见表2 （3）供电电源情况：按与供电局协议，本厂可由东南方19公里处的城北变电所110/38.5/11kV，50MVA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线路做备用电源，弹容量只能满足本厂负荷
的30%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。 （4）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1500MVA，10kV母线的出线断路器断流容量为350MVA。 （5）供电局要求的功率因数：当35kV供电时，要求工厂变电所高压侧Cos φ≥0.9；当10kV供电时，要求工厂变电所高压侧Cosφ≥0.95。 （6）电费制度：按两部制电费计算。变压器安装容量每1kVA为15元/月，动力电费为0.3元/kWh，照明电费为0.55/（kW·h）。 （7）气象资料：本厂地区最高温度为38℃，最热月平均最高气温29℃,最热月地下0.8m处平均温度为22℃，年主导风向为东风，年雷暴雨日数为20天。 （8）地质水文资料：本厂地区海拔60m，底层以砂黏土为主，地下水位为 2m。 3、设计任务书 （一）设计计算说明书 （二）设计图纸 1.工厂变电所设计计算用电气主接线简图 2.变电所供电平面布线图
第1章任务书 1.1 设计题目 某机械厂总降压变电所的电气设计 1.2 设计目的 （1）通过该厂变电所的设计培养学生综合运用所学的基础理论知识、基本技能和专业知识进行分析和解决实际问题的能力。 （2）掌握中小型工厂供电系统设计计算和运行维护所必须的基本理论和基本技能。（3）掌握供配电设计的基本原则和方法，深刻理解“安全、可靠、优质、经济”的设计要求，为今后从事工厂供配电技术奠定一定的基础。 1.3设计要求 （1）选择变电所主接线方案。 （2）确定变电所主变压器的台数和设备容量、类型。 （3）选择高低压设备和进出线。 （4）选择整定继电保护装置。 1.4设计依据 （1）工厂负荷情况。 该厂铸造车间、电镀车间和锅炉属于二级负荷，其余为三级负荷。低压动力负荷为三相，额定电压为380V；电气照明为单相，额定电压为220V.
(2)供电电源情况。 1）由附近一条35KV的公用电源干线取得工作电源，干线导线型号LGJ-185,等边三角形排列，线距1。5m，干线长度10km。干线首端断路器容量为200MVA。此断路器配备有定时限过流保护和点流速断保护，定时限过电流保护动作时间为1.7s。为了满足工厂二级负荷要求，采用长度为20km的35kV架空线路取得备用电源。2）变电所最大负荷时功率因数不低于0.9； 3）其他资料（平面图、气象、地质水文等）略。 1.5 设计任务 （1）负荷计算和无功功率补偿。（列出负荷计算表） （2）主变压器台数、容量和类型的选择。 （3）变电所主接线方案的设计（绘图—3号图纸）。 （4）短路计算。 （5）变电所一次设备的选择与校验。 （6）选择整定继电保护装置。 1.6 设计时间安排 （1）进行负荷计算，无功补偿计算，收集相关资料----1天 （2）电气系统接线设计，变压器的选择--------------1天 （3）短路计算等相关计算--------------------------1天 （4）电气设备选择与校验--------------------------2天 （5）继电保护选择、整定计算----------------------1天 （6）绘制图表，完成设计报告----------------------1天 1.7 设计报告格式要求 （1）课程设计报告封面有学院统一印制，文档用B5纸。 （2）课程设计报告编排结构： 1）封面。2）前言。3）目录。4）任务书。5）负荷计算和无功功率补偿。6）主变压器台数、容量和类型的选择。7）变电所主接线方案的设计。8）短路计算。9）变电所一次设备的选择与校验。10）选择整定继电保护装置。11）防雷保护和接地装置设计。12）结束语。13）参考文献（书写格式）；【1】作者1作者2.书名。（版次）。出版地：出版社，出版年份14）附录（如元器件明细表等）。15）附图。画图用3号图纸。 （3）书写要求工整，图表要求规范。
现代供电技术课程设计报告 题目：某工厂总降压变电所设计 班级：控制工程基地一班 姓名：黄晶晶 学号：09260133 同组成员：闫明霞，姚鹏，王孝奇，许琦，张婷，魏海超 指导老师：陈玉武 完成时间：2011.11.21-2011.12.2
摘要 本课题设计了一个35kv工厂总降压变电所设计，在满足工厂供电设计中安全、可靠、经济的基本要求的前提下，本设计首先根据全厂和车间的用电设备和生产工艺要求，进行了负荷计算。通过功率因数的计算，确定了工厂的供电方案，和主接线方式，选择了主变压器的台数和容量，其次进行了短路电流计算，进行了主要电气设备的选型和校验，最后绘出设计图样，从而达到设计要求。 关键词：供电系统主接线负荷计算
目录 前言 (4) 第一章电气主接线设计 (5) 第1.1节电气主接线的概述 (5) 第1.2节主接线的设计原则和要求 (5) 第1.3 控制回路 (5) 第1.4节主变压器的保护、测量、控制二次回路 (12) 第二章短路电流计算 (17) 第2.1节各元件电抗,用标幺值计算 (18) 第2.2节 k1点三相短路电流计算 (19) 第2.3节 k2点三相短路电流计算 (21) 第三章主要电气设备选择 (21) 第3.1节 35KV侧设备 (23) 第3.2节 10KV侧设备 (24) 第3.3节 10KV母线选择 (24) 第3.4节继电保护 (26) 第四章总结 (27) 第五章参考文献 (28)
前言 随着工业自动化的进一步深入，工业生产过程自动化的要求，合理、经济和运行可靠的供配电设计已成为工业生产和电力系统的一个重要课题。工程供电，就是指工厂所电能的供应和分配。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，由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。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。