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电机修造厂全厂总降压变电所及高压配电系统设计姓 名学 号 院、系、部 班 号 完成时间※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※ ※※※※※※※※※2011级 供电技术课程设计目录第1章设计的要求 (1)第2章设计的依据 (1)2.1 设计所需数据 (1)2.2 供用电协议 (2)2.3 气象条件 (2)2.4 地质及水文条件 (3)第3章参数的计算 (3)3.1 负荷计算的方法 (3)3.2 全厂负荷计算 (3)3.3 功率补偿 (4)3.4 变压器容量及台数的选择 (4)3.5 主结线方案选择 (5)3.6 配电所的主接线选择 (7)3.7 短路电流的计算 (8)3.8 变电所一次侧的选择校验： (10)3.9变电所的防雷保护与接地装置的设计 (12)第4章设计总结 (13)参考文献 (14)第1章设计的要求合理进行该厂全厂总降压变电所及高压配电系统设计，确定该厂变电所变压器的台数与容量、类型，选择变电所主接线方案、高低压设备和进出线，确定防雷接地装置，最后按要求写出设计说明书，绘制该厂的主接线图，要求该厂功率因数不低于0.9。
第2章设计的依据2.1 设计所需数据本厂主要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，制造电机总容量60000kW，制造单机最大容量5520 kW；修理变压器500台；生产电气设备件60万件。
全厂各车间负荷计算表如表2-1和2-2。
表2-1 全厂各车间380V负荷统计资料及负荷计算表表2-2 各车间10千伏高压负荷统计资料及负荷计算表2.2 供用电协议工厂与电业部门所签订的供电协议主要内容如下：（1）工厂电源从电业部门某220/35千伏变电所，用35千伏双回路架空线引入本厂，其中一个作为工作电源，另一个作为备用电源，两个电源并列运行，该变电所距厂东侧8公里。
（2）供电系统短路技术数据如表3-1。
2.3 气象条件（1）最热月平均最高温度为30℃；（2）土壤中0.7-1米深处一年最热月平均温度为28℃；（3）年雷暴日为31天；（4）土壤冻结深度为1.10米； （5）夏季主导风向为南风。
某电机修造厂全厂总降压变电所及配电系统设计一、生产任务及车间组成1．本厂产品及生产规模本厂主要承担全国冶金工业系统矿山、冶炼和轧钢设备的配件生产，即以生产铸造、锻造、铆焊、毛坯件为主体，生产规模为：铸钢件1万吨、铸铁件3千吨、锻件1千吨、铆焊件2千5百吨。
2．本厂车间组成<1）铸钢车间；<2）铸铁车间；<3）锻造车间；<4）铆焊车间；<5）木型圈车间及木型库；<6）机修车间；<7）砂库；<8）制材场；<9）空压站；<10）锅炉房；<11）综合楼；<12）水塔；<13）水泵房及污水提升站等。
二、设计依据1．厂区平面布置图(略>2．全厂各车间负荷计算表如下：各车间380伏负荷说明：No.1变电所和No.2变电所设置两台变压器外，其余设置一台变压器。
3．供用电协议工厂与电业部门所签订的供用电协议主要内容如下：<1）工厂电源从电业部门某220/35千伏变电所，用35千伏双回架空线路引入本厂，其中一个为工作电源，一个作为备用电源，该变电所距离工厂东侧4.5km处。
<2）供电系统短路技术数据如下：区域变电所35kV母线短路数据如下：系统最大运行方式：Sdmax＝200MVA；系统最小运行方式：Sdmin＝175MVA<3）电部门对本厂提出的技术要求①区域变电所35kV配出线路定时限过电流保护装置的整定时间为2秒，工厂总降不应大于1.5秒。
②该厂的总平均功率因数值应在0.9以上。
③在企业总降压变电所高压侧进行计量。
三、设计范围与任务1．负荷计算<必做）全厂总降变电所负荷计算，是在车间负荷计算基础上进行的，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，表达设计成果。
2．总降变电所位置和各个变压器台数以及容量的选择<必做）考虑电源进线方向，综合考虑设置各个变电所的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建备用的需要，确定主变台数容量。
某电机修造厂全厂总降压变电所及配电系统设计一、生产任务及车间组成1．本厂产品及生产规模本厂主要承担全国冶金工业系统矿山、冶炼和轧钢设备的配件生产，即以生产铸造、锻造、铆焊、毛坯件为主体，生产规模为：铸钢件1万吨、铸铁件3千吨、锻件1千吨、铆焊件2千5百吨。
2．本厂车间组成（1）铸钢车间；（2）铸铁车间；（3）锻造车间；（4）铆焊车间；（5）木型圈车间及木型库；（6）机修车间；（7）砂库；（8）制材场；（9）空压站；（10）锅炉房；（11）综合楼；（12）水塔；（13）水泵房及污水提升站等。
二、设计依据1．厂区平面布置图(略)2．全厂各车间负荷计算表如下：各车间380伏负荷说明：No.1变电所和No.2变电所设置两台变压器外，其余设置一台变压器。
3．供用电协议工厂与电业部门所签订的供用电协议主要内容如下：（1）工厂电源从电业部门某220/35千伏变电所，用35千伏双回架空线路引入本厂，其中一个为工作电源，一个作为备用电源，该变电所距离工厂东侧4.5km处。
（2）供电系统短路技术数据如下：区域变电所35kV母线短路数据如下：系统最大运行方式：S dmax＝200MVA；系统最小运行方式：S dmin＝175MVA（3）电部门对本厂提出的技术要求①区域变电所35kV配出线路定时限过电流保护装置的整定时间为2秒，工厂总降不应大于1.5秒。
②该厂的总平均功率因数值应在0.9以上。
③在企业总降压变电所高压侧进行计量。
三、设计范围与任务1．负荷计算（必做）全厂总降变电所负荷计算，是在车间负荷计算基础上进行的，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，表达设计成果。
2．总降变电所位置和各个变压器台数以及容量的选择（必做）考虑电源进线方向，综合考虑设置各个变电所的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建备用的需要，确定主变台数容量。
3．厂总降压变电所主接线设计（必做）根据变电所配电回路数，负荷要求可靠性级别的计算负荷值，确定高低压侧的接线形式。
「某电机修造厂全厂总降压变电所及配电系统设计」电机修造厂是一家专门从事电机修造与维护的工厂，为了保证工艺过程中电机运行的稳定性，需要建设一套全厂总降压变电所及配电系统。
本次设计将从总降压变电所和配电系统的设计原则、设计内容、设计方案等方面进行详细介绍。
一、设计原则1.可靠性原则：确保总降压变电所和配电系统能够稳定可靠地供电，减少电机运行中的故障和停机时间。
2.安全性原则：保证总降压变电所和配电系统的安全性，在设计和运行中符合相关电力安全规范，防止事故和火灾的发生。
3.灵活性原则：考虑到电机修造厂的生产需要，设计灵活可调的电力供应系统，以满足不同生产线的电力需求。
4.可维护性原则：设计总降压变电所和配电系统时，注重易于维护和管理，方便日常的维修和检修工作。
二、设计内容总降压变电所和配电系统的设计包括以下几个方面：1.变电系统设计：设计主要包括高压开关设备、低压开关设备、变压器、电容器等设备的选型和布置，确保正常运行和供电的可靠性。
2.配电系统设计：设计配电设备、电缆线路、开关和控制设备的布置和接线，合理规划电力分配，确保各个生产线的电力需求得到满足。
3.防雷接地系统设计：根据电机修造厂所在地的雷电活动情况，设计合理的防雷接地系统，保护设备和工人的安全。
4.过载保护设计：对于电机和配电设备进行合理的过载保护设计，防止因过载而损坏设备或引发火灾等事故。
三、设计方案1.总降压变电所的设计方案：总降压变电所采用双供电源设计，包括主供电和备用供电，确保电力供应的连续性。
选用高品质的高压开关设备和配电变压器，确保可靠供电和电压稳定。
2.配电系统的设计方案：根据电机修造厂的生产线数量和电力需求，将配电设备合理分布在各个生产线附近，采用模块化设计，方便升级和扩展。
配电系统采用自动化控制，减少人工操作，提高生产效率。
3.防雷接地系统的设计方案：根据电机修造厂所在地的雷电活动情况，采用良好的接地装置和避雷针，将雷电引导到地下，保护设备和工人的安全。
课程设计说明书（2012 /2013 学年第一学期）课程名称《企业供电系统》课程设计题目：某电机制造厂总降压变电所及高压配电系统设计专业班级：学生姓名：学号：指导教师：设计周数：设计成绩：2013年1月18日一、课程设计原始数据及主要任务⒈工厂负荷情况：本工厂大部分车间为一班制，少数车间为两班制或三班制，年最大负荷利用小时数为2500小时，日最大负荷持续时间为6小时。
该车间铸造车间，电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。
本厂的负荷统计资料表1所示。
⒉供电电源情况：本厂可由附近10KV的公用电源干线取得工作电源。
干线首段距离本厂8km。
干线首段所装设的高压断路器断流容量500MVA。
此短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1.3s。
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。
⒊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20.⒋根据课题的原始资料①确定负荷等级；②拟定高低压供配电系统；③正确建立负荷统计计算表；④变压器台数，容量，型号选择；⑤设计变电所主接线图；⑥计算短路电流以及主要高压设备器件的选择及校验；⑦CAD绘制供电系统图；⑧写一份完整的设计说明书。
二、课程设计要求1.符合供配电系统设计规范要求：功率因数〉0.9；电压损失〈5﹪；2.满足煤矿对供电的要求。
三、课程设计内容1.1全厂负荷计算1.1.1计算负荷的确定根据要求，按照系数法计算负，得各项数据列表如下（下表数据均为10kV侧）：1.1.2变压器损耗估算ΔPb=1%S 30=0.01×10527.37=105.27kw ΔQb=5%S 30=0.05×10527.37=526.37kvar 1.1.3无功功率补偿计算从设计的要求可知，其功率因素不应小于0.9，考虑到变压器的无功功率损耗ΔQb ，远远大于有功功率损耗ΔPb ，因此，在变压器的10kV 侧进行无功功率补偿时，其补偿后的功率因素应稍大于0.9，现设cosφ=0.95，则 10kV 侧在补偿前的功率因素为:P30/S301cos =ϕ37.10527/03.7588=72.0=因此，所需要的补偿容量为：)21(30ϕϕtg tg P Qc -=)95.0arccos 72.0arccos (03.7588tg tg -⨯= v a r 4818k = 选取var 5000k Qc =10kV 侧在补偿后的负荷及功率因素计算：kW Pb P P 30.769327.10503.758830′30=+=∆+=var 45.3453500037.52608.792730′30k Qc Qb Q Q =-+=-∆+= Kva Q P S 842545.34533.7693′30′30′302222=+=+=P30′/S30′2cos =ϕ8425/30.7693= 913.0=913.0cos =Φ满足了设计任务书的要求，其计算数据如下：根据设计的要求以及以上计算结果，选取： 并联补偿电容为 BWF10.5-100-1型电容器50只。
石家庄铁道大学四方学院毕业设计某电机修造厂总降压变电所及高压配电系统的设计Design of a motor built plant and high voltage step-down substation total distribution system矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
届电气工程系专业电气工程及其自动化学号学生姓名指导老师完成日期2年月日毕业设计成绩单学生姓名学号班级专业电气工程及其自动化毕业设计题目某电机修造厂总降压变电所及高压配电系统的设计指导教师姓名指导教师职称评定成绩指导教师得分评阅人得分小组组长得分成绩：院长(主任) 签字：年月日毕业设计任务书题目某电机修造厂总降压变电所及高压配电系统的设计学生姓名学号班级专业电气工程及其自动化承担指导任务单位电气工程系导师姓名导师职称讲师一、主要内容1. 负荷计算及无功补偿计算。
2. 主变压器的选择及主接线方案的确定。
3. 短路计算。
4. 选择主要电气设备并校验。
5. 变电所进、出线的选择；二次回路和继电保护的选择以及整定计算。
6. 变电所的防雷和接地装置的设计。
二、基本要求1. 绘制主接线图。
2. 撰写设计说明书，正文不少于1.5万字，查阅文献资料不少于10篇，其中外文文献2篇以上，翻译与课题有关的外文资料不少于3000汉字。
三、主要技术指标及要求1. 全厂供电负荷：见表1。
表1：全厂供电负荷车间名称Pe/KW Kd cosФ电机修理车间1800 0.6 0.7机加工车间780 0.65 0.65新品试制车间680 0.55 0.6原料车间650 0.35 0.65备件车间650 0.5 0.7锻造车间180 0.6 0.65锅炉房180 0.9 0.8空压机220 0.8 0.65汽车库40 0.5 0.7线圈车间320 0.6 0.65半成品试验车间600 0.65 0.75成品试验车间2015 0.35 0.6加压站(10KV转供负荷)250 0.55 0.65设备库(10KV转供负荷)550 0.55 0,75成品试验站内大型负荷2800 0.65 0.75工厂负荷性质：(1)本工厂大部分车间为一班制，少数车间为两班或三班制，年最大负荷利用小时数为2500小时。
某电机修造厂总降压变电所及高压配电系统设计方案设计方案：电机修造厂总降压变电所及高压配电系统设计方案主要包括以下内容：变电所规划布局、总降压变电设备选型、高压配电线路设计、低压配电设计、安全保护措施设计等。
一、变电所规划布局：1.根据厂区内的现有设施和地理条件，选定变电所的建设位置，并按照相关的规范要求进行布局设计。
2.设计变电所的占地面积和建筑结构，确保设备的安全性、可靠性和高效性。
3.各设备的布置应符合设备间距离、安全通道、防火墙等方面的要求。
4.在变电所周围设置围墙、标识牌等设施，确保人员和设备的安全。
二、总降压变电设备选型：1.根据厂区总负荷需求和电网电压，确定变电站的容量和类型。
2.根据负荷特性和需求，选用合适的变压器、断路器、隔离开关、避雷器等设备。
3.考虑设备的可靠性、运行成本、保养维修等因素，从可供选择的厂家中选取适合的设备。
三、高压配电线路设计：1.根据厂区内不同用电区域的需求和距离，设计高压线路的走向和杆塔设置。
2.考虑电缆线路和架空线路的优缺点，选择合适的方案。
3.设计高压线路的电缆容量、电压等级，合理安排电缆通道和隧道。
四、低压配电设计：1.根据不同用电区域的需求和距离，设计低压线路的走向和桥架设置。
2.根据负荷特性和用电设备类型，选用合适的配电箱、开关、插座等设备。
3.设计低压线路的电线规格、截面和保护装置。
五、安全保护措施设计：1.设计安全保护装置，如短路保护、过载保护、接地保护等，确保设备和人员的安全。
2.设计火灾报警系统、漏电保护系统等安全设施。
3.制定维护保养计划，定期进行设备检查和维修，确保设备的正常运行和安全性。
总结：通过以上设计方案，可以有效地满足电机修造厂的用电需求，保证供电的可靠性和安全性。
在设计过程中，需要根据具体情况，合理选型和布置设备，同时加强安全保护措施，确保设备和人员的安全。
某电机修造厂全厂总降压变电所及配电系统设计
一、生产任务及车间组成
1．本厂产品及生产规模
本厂主要承担全国冶金工业系统矿山、冶炼和轧钢设备的配件生产，即以生产铸造、锻造、铆焊、毛坯件为主体，生产规模为：铸钢件1万吨、铸铁件3千吨、锻件1千吨、铆焊件2千5百吨。
2．本厂车间组成
（1）铸钢车间；（2）铸铁车间；（3）锻造车间；（4）铆焊车间；（5）木型圈车间及木型库；（6）机修车间；（7）砂库；（8）制材场；（9）空压站；（10）锅炉房；（11）综合楼；（12）水塔；（13）水泵房及污水提升站等。
二、设计依据
1．厂区平面布置图(略)
2．全厂各车间负荷计算表如下：各车间380伏负荷
3．供用电协议
工厂与电业部门所签订的供用电协议主要内容如下：
（1）工厂电源从电业部门某220/35千伏变电所，用35千伏双回架空线路引入本厂，其中一个为工作电源，一个作为备用电源，该变电所距离工厂东侧4.5km处，单位长度电抗值为0.4Ω/km。
（2）供电系统短路技术数据如下：
区域变电所35kV母线短路数据如下：
系统最大运行方式：S dmax＝200MVA；系统最小运行方式：S dmin＝175MVA
（3）电部门对本厂提出的技术要求
①区域变电所35kV配出线路定时限过电流保护装置的整定时间为2秒，工厂总降不应大于1.5秒。
②该厂的总平均功率因数值应在0.9以上。
③在企业总降压变电所高压侧进行计量。
三、设计范围与任务
1．负荷计算
全厂总降变电所负荷计算，是在车间负荷计算基础上进行的，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，表达设计成果。
2．总降变电所位置和各个变压器台数以及容量的选择
考虑电源进线方向，综合考虑设置各个变电所的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建备用的需要，确定主变台数容量。
3．厂总降压变电所主接结线设计
根据变电所配电回路数，负荷要求可靠性级别的计算负荷值，确定高低压侧的接线形式。
4．厂区高压配电系统设计
根据厂内负荷情况，从技术、经济合理性确定厂区配电电压。
择优选择配电网布置方案，按选定配电系统作线路结构与敷设方式设计。
5．工厂供配电系统短路电流计算
工厂用电，通常为电网末端负荷，其容量远远小于电网容量，均按无限容量系统供电进行短路电流计算。
6．改善功率因数装置设计
COS，通过查表和计算求出达到供电部门要根据负荷计算要求本厂的高压配电所的
求的数值所需补偿的无功功率。
由产品样本选出需补偿电容器的规格和数量，并选用合适的电容器柜。
7．变电所高低压侧设备选择
参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及相应的额定制，选择各种电器设备、开关柜等。
用主结线图、设备材料表等表达设计成果。
8．继电保护及二次结线设计
内容包括继电保护装置、监视及测量仪表、控制和信号装置及备自投，用二次回路原理图或展开图及元件材料表来表达设计成果。
9．变电所防雷、接地装置设计
参考本地气象、地质资料设计防雷装置，并进行接地装置设计计算。
10．总降变电所变、配电装置总体布置设计
综合前述设计计算成果，参照有关规程，进行室内、室外变配电装置的总体布置和施工设计。
11．车间(机加车间)变电所及低压配电系统设计
根据生产工艺要求，车间环境，用电设备容量、分布情况等进行设计，确定车间变电所所用变台数、容量。
四、本厂的负荷性质
本厂为三班工作制，年最大有功负荷利用小时数为6000小时。
属于二级负荷。
五、工厂的自然条件
1．气象条件
（1）最热月平均最高温度为30℃；
（2）土壤中0.7～1米深处一年中最热月平均温度为20℃；
（3）土壤冻结深度为1.10米；
（4）夏季主导风向为南风；
（5）年雷暴日数为31天。
2.地质及水文条件
根据地质工程勘探资料获悉，该厂区地址原为耕地，地势平坦，地层以砂质粘土为主，地质条件较好，地下水位为2.8～5.3米。
地耐压力为20吨/平方米。
总有功功率 ∑P = 6600kw 总无功功率 ∑Q = 4825.59kvar 总视在功率 ∑S = 8175.96 KV·A 全厂功率因数 6600
cos 0.8070.94825.59
P S φ∑===<∑ 所以要进行无功补偿
1130(tan cos 0.807tan cos 0.9)1636.8C Q P KVar --=∑-=
取2400C Q KVar = 低压侧补偿后无功功率：
14825.5924002425.59C Q Q Q KVar =∑-=-= 低压侧补偿后视在功率：
27031.6S KVA ===
变压器损耗：
20.0150.0157031.6105.47P S kW ∆==⨯= 20.060.067031.6421.90Q S kVar ∆==⨯= 高压侧有功功率：
26600105.476705.47P P P kW =∑+∆=+=
高压侧无功功率：
212825.59421.902841.49Q Q Q kVar =+∆=+= 高压侧视在功率：
27285.0S kVA ===
补偿后的功率因数：
226705.470.920.97285.0P COS S φ=
==>
2.1.2 主变压器的选择
主变压器选择要求2S S ≥ ，故选择型号为SC10-8000/35的变压器两台。
一台工作，一台备用。
表2-1主变型号及参数
2.2 架空线路的选择
2.2.1根据经济电流密度选择导线截面积
因为工业电源从电业部门某220/35千伏变电所用35千伏双回架空线引入本厂，其中一个做工作电源，一个做备用电源，两个电源不并列运行。
架空线最大工作电流：
133.52g I A
=
== 因为本厂为三班工作制，最大有功负荷年利用小时数为6000小时。
属于二级负荷，所以选取经济电流密度：9.0=ec J 导线的经济截面积：2148.36d
j ec
I S mm J =
=
选LGT-150型铝导线。
2.2.2长时允许电流校验导线截面积
LGT-150型铝导线，30摄氏度允许载流量418y I A =， 线路承受的最大负荷电流就为133.52g y I I =<符合要求。
2.2.4功率因数校验
00.21/r km =Ω 00.384/x km =Ω（当线间几何均距为3000mm 时）
35KV 架空线的损耗：
22
2223
32
2
2
222223
3222
6705.472841.49[()/]100.21 4.51040.9135
6705.472841.49[()/]100.384 4.51074.8235
l N
l N P P Q U R kW Q P Q U X kVar ----+∆=+⨯⨯=⨯⨯⨯=+∆=+⨯⨯=⨯⨯⨯=
35kv 架空线电路电源入口处的功率因数
226705.4740.916746.282841.4974.822916.317349.64cos 0.9180.9
l l P P P kW Q Q Q kVar
S kVA
P
Q φ∑∑∑∑∑∑
=+∆=+==+∆=+=====>
满足要求
2.3 补偿电容的选择
本设计中本厂的功率因数值应在0.9以上，必须6KV 母线上并联电力电容器，使变电所35KV 处的功率因数得到提高到0.9，需要补偿的总电力电容器容量为
=C Q 2400kvar, 所以选24台BWF-6.3-100-1w 的电容器。
2.4 电容器柜的选择
可以选择ABB 公司MECB-7-SI-10的电容器柜，最大额定电压7.2KV ，最大调节阶数为4，可以满足补偿电容器的安装、运行和保护需要。
2.4 各车间变电所的选择
表2-3 各变电所变压器选择型号
3．短路电流计算
3.3.1各母线短路电流计算过程 如图1，图2所示： 取MV A 100S D =
6D dmax 6D dmin 2
72
X S /S 100/2000.5(X S /S 100/1750.571(%9X 1.1251008
k TN d TN d U U S S U ==='======最大运行方式）
最小运行方式）
当系统处于最大运行方式时：MV A 200S dmax = 无穷大系统电源电压保持不变，电源相电压标幺值为1.0
当35KV 母线1K 点发生三相短路时： （2）当6.3KV 母线2K 点发生三相短路时： 2.当系统处于最小运行方式时：MVA S d 175min (1)当35KV 母线1K 点发生三相短路时： （2）当6.3KV 母线2K 点发生三相短路时： 3.3.2 各母线短路电流列表。
