某机械厂降压变电电气课程设计报告书

毕业设计题目：机械厂降压变电所的电气设计系别:信控系专业：电气自动化班级：电气3012学生：指导教师：完成日期：2011.5月毕业设计任务书摘要众所周知，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。

因此，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。

目录摘要......................................................................... .. (2)1设计任务 (4)1.1设计要求 (4)1.2设计依据 (4)1.2.1工厂总平面图 (4)1.2.2工厂负荷情况 (5)1.2.3供电电源情况 (5)第一章负荷和无功功率计算及补偿 (6)1.1 负荷计算的目的、意义及原则 (6)1.2 全厂负荷计算及方法.......................................................................... .. (6)1.3无功功率补偿......................................................................... .. (8)1.3.1无功补偿的作用............................................................................... . (9)1.3.2无功补偿装置的选择......................................................................... . (10)第二章变电所位置和形式的选择 (10)2.1 变电所位置的选择......................................................................... . (10)2.2 变电所形式的选择......................................................................... . (11)第三章变电所主变压器台数、容量类型的选择 (12)3.1变压器的选择方案......................................................................... . (12)3.2主变压器数量及容量类型的确定 (12)第四章变电所主接线方案的选择.........................................................................134.1装设一台主变压器的主接线方案 (13)4.2装设两台主变压器的主接线方案 (13)4.3主接线方案的技术经济比较......................................................................... .14元件明细表 (15)结束语......................................................................... (16)本设计将分四章，第一章讲述负荷和无功功率计算及补偿，第二章变压器的选择，、第三章是变电所主接线方案确定、第四章是变电所位置的确定。

1.设计任务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。

全厂负荷情况如表1.1工厂负荷统计资料表所示：表1.1 工厂负荷统计资料1.2.3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。

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。

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。

第一章负荷计算和无功功率补偿1.1、负荷计算的目的、意义及原则（1）供电系统要能安全可靠地正常运行，其中各个元件（包括电力变压器、开关设备及导线、电缆等）都必须选择得当，除了满足工作电压和频率的要求外，最重要的就是要满足负荷电流的要求。

因次，有必要对供电系统中各个环节的电力负荷进行统计计算。

（2）计算负荷是供电设计计算的基本依据。

计算负荷确定的是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。

如果计算负荷确定的过大，将使电器和导线电缆选的过大，造成投资和有色金属的浪费。

如果计算负荷确定的过小，又将使电器和导线电缆处于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早老化甚至燃烧引起火灾，同样会造成更大损失。

由此可见，正确确定计算负荷意义重大。

（3）平均负荷为一段时间用电设备所消耗的电能与该段时间之比。

常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。

平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。

（4）计算负荷又称需要负荷或最大负荷。

计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间实际变动负荷所产生的最大热效应相等。

在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。

（5）尖峰电流指单台或多台用电设备持续1秒左右的最大负荷电流。

一般取启动电流上午周期分量作为计算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器和保护元件等的依据。

在校验瞬动元件时，还应考虑启动电流的非周期分量。

1.2、全厂负荷计算表及方法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。

主要计算公式有：有功功率： P30= Pe·Kd无功功率: Q30 = P30 ·tgφ视在功率: S3O = P30/cosφ计算电流: I30 = S30/√3Un1.3、无功功率补偿由上表可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因数是0.71，而供电部门要求该厂10kv进线侧最大负荷时因数不应低于0.90.考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时因数应稍大于0.90，暂取0.93来计算380V 侧所需无功功率补偿容量：Qc=P30(tanφ1-tanφ2)=459.3 [tan(arccos0.71)-tan(arccos0.93)]kvar=271kvar选PGJ1型低压自动补偿屏（如图2.1所示），并联电容器为BW0.4-14-3型，采用其方案1（主屏）1台与方案3（辅屏）3台相组合，总共容量84kvar*4=336kvar。

因此无功补偿后工厂380V侧和10KV侧的负荷计算如下表所示：P30/kw Q30/kvar S30/kva I30/A 380v侧补偿前负荷0.71 459.3 456.2 647.4 983.7 380v侧无功补偿容量—336380v侧补偿后负荷0.967 459.3 120.2 474.77 720.9主变压器功率损耗0.015S30=7.120.06S30=28.4810kv侧负荷计算0.91 466.42 213.68 513.1 29.61.3.1无功补偿的主要作用无功补偿的主要作用就是提高功率因数以减少设备容量和功率耗损、稳定电压和提高供电质量，在长距离输电中提高系统输电稳定性和输电能力以及平衡三相负载的有功和无功功率。

安装并联电容器进行无功补偿，可限制无功补偿在电网中传输，相应减小了线路的电压损耗，提高了配电网的电压质量。

无功补偿应根据分级就地和便于调整电压的原则进行配置。

集中补偿与分散补偿相结合，以分撒补偿为主；高压补偿与低压补偿相结合，以低压补偿为主；调压与降压相结合；并且与配电网建设改造工程同步规划、设计、施工、同步投运。

无功补偿的主要作用具体体现在：①提高电压质量；②降低电能损耗；③提高发供电设备运行效率；④减少用户电费支出。

1.3.2无功功率补偿装置：一般用并联电容器的方法来进行功率补偿。

第二章变电所位置和形式的选择2.1变电所位置的选择，应根据下列要求经技术、经济比较确定：一、接近负荷中心；二、进出线方便；三、接近电源侧；四、设备运输方便；五、不应设在有剧烈振动或高温的场所；六、不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，当无法远离时，不应设在污染源盛行风向的下风侧；七、不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相贴邻；八、不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方，且不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方，当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时，应符合现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规》的规定；九、不应设在地势低洼和可能积水的场所。