工厂供电课程设计-某冶金机械厂降压变电所的电气设计

电气工程课程设计-某冶金机械厂降压变电所的电气设计东北石油大学课程设计2011年7月18 日东北石油大学课程设计任务书课程电气工程课程设计题目某厂降压变电所的电气设计专业电气工程及其自动化姓名学号主要内容：对中小型工厂的供配电系统进行设计，模拟一个中小型工厂10/0.4kV、容量为1000kV A的降压变电所，既含有高压供电部分又含有电力变压器低压配电部分，注重理论联系实际，理论知识力求全面，同时注重介绍和反映现代供配电技术的新技术。

其它各项设计，均应根据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、经济合理的要求进行设计。

参考资料：[1] 于永源，杨绮雯．电力系统分析（第二版）[M]．北京：中国电力出版社，2004．[2] 电力工业部西北电力设计院编．电力工程电气设备手册（下册）[M]．北京：中国电力出版社，1998年10月．[3] 电力工业部西北电力设计院编．变电所总布置设计技术规程[M]．北京：中国电力出版社，1996年12月．[4] 电力工业部西北电力设计院编．电力工程电气设计手册（1册）[M]．北京：中国电力出版社，1996年6月．完成期限2011.7.10至2011.7.18指导教师专业负责人2011年7 月9 日目录1 设计要求 (1)2 工厂负荷计算及配电系统的确定······························错误!未定义书签。

2.1 工厂实际情况的介绍 (1)2.2 工厂负荷计算和无功补偿计算 (3)2.3变电所位置和型式的选择 (7)3电气设备的选择与电气校验 (7)3.1变电所主变压器台数、容量及主结线方案的选择 (7)3.2 高低压线路的选择 (9)3.3计算短路电路中各元件的电抗标幺值 (9)4 短路电流计算 (10)4.1绘制计算电路 (10)4.2确定短路计算基准值 (11)4.3变电所一次设备的选择与校验 (11)5继电保护系统的设计 (12)5.1变电所二次回路方案的选择 (12)5.2变电所继电保护装置 (14)5.3主变压器速断电流保护 (16)6防雷和接地装置的设计 (16)6.1接地电阻的要求 (16)6.2 接地装置的设计 (16)7 结论 (17)参考文献 (18)1 设计要求（1）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。

前言本设计为课程设计，为了让大家有机会亲自体验供配电系统设计的过程而设置，以某机械厂的降压变电所的电气设计为例，完成了整个供配电系统的基本设计，本说明书由7章内容组成，涵盖了供配电系统设计的基本内容。

完成本说明书的设计过程中，我们小组的同学相互讨论，查阅了相关资料, 了解了供配电系统设计的相关规范，并按照规范设计了本系统，包含了负荷计算、变电所位置选择、短路计算、高低压相关器件选择、继电保护正定计算及防雷保护等相关设计内容。

本说明书的设计，重点在于让我们体验了供配电系统设计的全程操作，并对供配电系统设计有了系统的认识，对我们而言是一种新的体验，通过设计实践，综合运用所学知识，理论联系实际，锻炼独立分析和解决建筑电气设计问题的能力，为未来的工作奠定坚实的基础。

在完成本次设计过程中，得到了老师及同学们的热情指导支持，谨在此表示由衷的感谢！项目组成员：（签字）期:总页数：22页1、负荷计算和无功功率补偿 (1)1.1、负荷计算 (1)1.2、无功功率补偿 (3)2、变电所位置和型式的选择 (4)3、变电所主变压器的选择 (5)3.1、负荷分级及供电电源 (5)3.2、电力变压器选择 (5)3.3、变电所主接线电气设计 (5)4、短路电流计算与高低压电器选择 (8)4.1、短路电流计算 (8)4.2、高低压电㈱选择 (11)5、变电所电线电缆的选择 (12)5.1、高压进线和引入电缆的选择 (12)5.2、变电所母线选择 (13)5.3、低压出线电缆选择 (13)6、变电所继电保护的整定 (17)6.1、电源进线继电保护整定计算 (17)6.2、变压器继电保护整定计算 (18)7、防雷保护和接地装置的设计 (19)7.1、直接防雷保护 (19)7.2、雷电侵入波的防护 (19)参考文献 (20)附录A图纸 (21)附录B评分标准及得分............................................. 错误!未定义书签。

1 绪论1.1 工厂供电的意义和要求工厂供电（plant power supply），就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂供电。

众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。

电能既易于其他形式的能量转换而来，又易于转换为其他形式的能量用以应用；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。

在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但它在产品成本中所占的比重一般很小，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。

工厂供电工作要很好的为工业生产服务，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，运费要低，并尽可能的节约电能和减少有色金属的消耗量。

本设计的任务，主要是对某机械制造厂减压变电所的电气设计，其中包括工厂负荷的统计计算，确定变电所的位置和型式，确定变电所主变压器的台数、容量与类型，进行短路计算，选择变电所主接线方案，一次设备的选择，高低压设备和进出线，确定防雷和接地装置。

并通过设计对中小型工厂的供配电系统和电气照明运行维护和设计计算对工厂供电理论知识有了更加深刻的巩固和复习，为今后从事工厂供电技术工作奠定一定的基础。

课程设计(论文)课程设计（论文）题目某厂降压变电所的电气设计学生姓名班级电气工程及其自动化（2）班学号指导教师完成日期2011 年12 月 2 日课程设计（论文）任务书一、课程设计(论文)题目：某厂降压变电所的电气设计二、课程设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求：（一）设计要求要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷情况，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形式，确定变电所主变压器的台数与数量、类型，选择变电所主结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，最后按照要求写出设计说明书，绘出设计图样。

（二）设计依据1、工厂总平面图2、工厂负荷情况该厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为4200小时，日最大负荷持续时间为6小时。

低压动力设备均为三相，额定电压为380V。

电气照明及1机械与电气工程学院系电气工程及其自动化（1）班学生：日期：自 2010 年 11 月 22 日至 2010 年 12 月 5 日指导教师：助理指导教师(并指出所负责的部分)：教研室：电气工程教研室主任：某厂降压变电所的电气设计Certain Factory Step-down Substation The Electrical Design总计课程设计（论文）页表格个插图幅摘要设计过程中运用了很多的知识，因此如何将知识系统化就成了关键。

如本设计中用到了工厂供电的绝大多数的基础理论和设计方案，因此在设计过程中侧重了知识系统化能力的培养。

设计可分为几部分：负荷计算和无功功率计算及补偿；变电所位置和形式的选择；变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择；短路电流的计算；变电所一次设备的选择与校验；变电所高、低压线路的选择；变电所二次回路方案选择及继电保护的整定；防雷和接地装置的确定。

关键词：负荷计算无功功率主接线AbstractThe design process using a lot of knowledge, therefore how knowledge systematic became the key. If this design using the factory of the overwhelming majority of power supply of basic theory and design scheme, so in the design process emphasis on knowledge systematic ability. Design can be divided into several parts: load calculation and reactive power calculation and compensation, Substation position and form the choice, Main transformer substation sets and capacity and main wiring schemes choice; The calculation of short-circuit current, Once substation equipment choice and calibration, Substation high and low voltage circuit choice; The secondary circuit substation plan selection and relay protection setting, Lightning protection and grounding device is identified.Key Words: Load calculation Reactive power The Lord wiring目录前言 (1)一、负荷计算和无功功率计算及补偿 (2)二、变电所位置和形式的选择 (5)三、变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择 (6)四、短路电流的计算 (8)五、变电所一次设备的选择与校验 (10)六、变电所高、低压线路的选择 (14)七、变电所二次回路方案选择及继电保护的整定 (15)八、防雷和接地装置的确定 (20)九、心得和体会 (21)十、附录参考文献 (22)十一、附图 (22)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。

目录1 设计原始题目 (1)1.1具体题目 (1)1.2 要完成的内容 (1)2 设计课题的计算与分析 (2)2.1 负荷计算和无功功率补偿 (2)2.1.1 负荷计算 (2)2.1.2 无功功率补偿 (3)2.2 变电所位置与型式的选择 (3)3 设备型号的选择 (4)3.1变电所主变压器的选择 (4)3.2变电所主接线方案的选择 (5)4 短路电流的计算 (5)4.1 绘制计算电路 (5)4.2 确定短路计算基准值 (5)4.3 计算短路电路中个元件的电抗标幺值 (5)4.3.1 电力系统 (5)4.3.2 架空线路 (5)4.3.3 电力变压器 (6)4.4 k-1点的相关计算 (6)4.5 k-2点的相关计算 (6)4.6 断路器的校验 (7)5 总结 (7)参考文献 (8)附录 (9)1 设计原始题目1.1具体题目(1) 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5200h，日最大负荷持续时间为 6.5h。

该厂除冶炼车间、制坯车间和热轧车间属二级负荷外，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。

本厂的负荷统计资料如附录表1所示。

(2) 供电电源情况按照工厂与当地供电部门签定的供用电协议规定，本厂可由附近一条6kV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-240，导线为等边三角形排列，线距为1.5m；干线首端（即电力系统的馈电变电站）距离本厂约5km。

干线首端所装设的高压断路器断流容量为600MV•A。

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1.5s。

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。

已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为40km，电缆线路总长度为15km。

(3) 气象资料本厂所在地区的年最高气温为40℃，年平均气温为25℃，年最低气温为-3℃，年最热月平均最高气温为36℃，年最热月平均气温为29℃，年最热月地下0.8米处平均气温为25℃。

前言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化而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用，电能的输送和分配简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于生产自动化小型化变电所的建设方案，是在总结国内外变电所设计运行经验的基础上提出的，与过去建设的常规变电所和简陋变电所有明显区别。

无论是主接线方式、设备配置及选型、总体布置还是保护方式，都形成了一种新的格局，从而使小型化变电所无法按已有规程进行设计。

机修厂的电力系统由变电，输电，配电三个环节组成，由此也决定了此电力系统的特殊性，在确保供电正常的前提下，这三个环节环环相扣。

其次，还电力系统一次设备较为简单，二次系统相对复杂。

本设计对整个系统作了详细的分析，各参数计算，以及电网方案的可靠性作了初步的确定。

全厂总降压变电所（或总配电所）及配电系统的设计，是根据各个车间的负荷数量，性质及生产工艺对对用电负荷的要求，以及负荷布局，结合电网的供电情况，解决对全厂可靠，经济的分配电能。

车间供电设计是整个工厂设计的重要组成部分，车间供电设计的质量直接影响到的产品生产及公司的发展。

1.车间供电设计的任务：车间供电设计的任务是保障电能从电源安全、可靠、经济、优质地送到车间的各个用电部门。

（1）安全。

在电能供应分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。

（2）可靠。

根据可靠性的要求，工厂内部的电力负荷分为一级负荷、负荷、三级负荷三种。

一级负荷为因突然停电会造成设备损坏或造成人身伤亡，因此必须有两个独立源供电；二级负荷突然停电会造成经济上的较大损失或会造成社会秩序的混乱，因此必须有两回路供电，但当去两回线路有困难时，可容许有一回专用线路供电；三级负荷由于突然停电造成的影响或损失不大，对供电电源工作特殊要求。

（3）优质。

应满足用户对电压、频率、波形不畸变等电能质量要求。

（4）经济。

在满足以上要求的前提下，供电系统尽量要接线简单，投资要少，运行费用要低，并考虑尽可能地节约点能和有色金属的消耗量。

目录目录.................................................................... - 1 -前言.................................................................... - 4 -第一章设计任务....................................................... - 6 -1.1 设计要求......................................................... - 6 -1.2 设计依据......................................................... - 6 -第二章负荷计算和无功功率补偿.......................................... - 9 -2.1 负荷计算........................................................ - 9 -2.2 无功功率补偿................................................... - 14 -第三章变电所位置与型式的选择......................................... - 16 -第四章变电所主变压器及主接线方案的选择............................... - 17 -4.1变电所主变压器的选择............................................. - 17 -4.2 变电所主接线方案的选择.......................................... - 17 -4.3 主接线方案的技术经济比较....................................... - 19 -第五章短路电流的计算................................................. - 21 -5.1 绘制计算电路............................... - 21 -5.2 确定短路计算基准值............................................. - 22 -5.3 计算短路电路中个元件的电抗标幺值............................... - 22 -5.4 k-1点（10.5kV侧）的相关计算.................................... - 23 -5.5 k-2点（0.4kV侧）的相关计算..................................... - 24 -第六章变电所一次设备的选择校验...................................... - 25 -6.1 10kV侧一次设备的选择校验....................................... - 25 -6.2 380V侧一次设备的选择校验....................................... - 27 -第七章变电所高、低压线路的选择....................................... - 29 -7.1 10kV高压进线和引入电缆的选择................................... - 29 -7.2 380低压出线的选择.............................................. - 30 -7.3 作为备用电源的高压联络线的选择校验.............................. - 33 -第八章变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定....................... - 36 -8.1变电所二次回路方案的选择........................................ - 36 -8.2 变电所继电保护装置.............................................. - 37 -8.3装设电流速断保护................................................ - 37 -8.4作为备用电源的高压联络线的继电保护装置.......................... - 38 -参考文献............................................................... - 39 -前言众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。

工厂供电课程设计某冶金机械厂降压变电所的电气设计学院：信息科学与工程学院专业班级：自动化95959班姓名： 599595959学号： 9598595指导老师： 39+92208459年 6月目录前言3第一章设计任务4一、设计题目4二、设计要求4三、设计依据41.工厂总平面图42.工厂负荷情况53.供电电源情况64.气象资料65.地质水文资料6第二章负荷计算和无功功率补偿6（一）负荷计算6（二）无功功率补偿9第三章变电所高、低压线路的选择10（一）高压线路导线的选择10（二）低压线路导线的选择10第四章变电所主变压器台数和容量与主接线方案的选择12 （一）年耗电量的估算12（二）变电所主变压器台数的选择12（三）变电所主变压器容量的选择13（四）变电所主接线方案的选择13第五章短路电流的计算14第六章变电所一次设备的选择与校验17（一）一次设备的选择与校验校验的原则17I.按工作电压选择17II.按工作电流选择17III.按断流能力选择17IV.隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定度校验17 （二）变电所高压侧一次设备的选择18（三）变电所高压侧一次设备的校验18（四）变电所低压一次设备的选择19（五）变电所低压一次设备的校验19第七章变电所低压干线、支线上的熔丝与型号20（一）保护电力线路的熔断器熔体电流的选择20（二）保护电力变压器的熔断器熔体电流的选择21（三）保护电压互感器的熔断器熔体电流的选择21（四）熔断器的选择与校验21（五）熔断器保护灵敏度的检验22第八章变电所二次回路方案选择与继电保护的整定23 （一）二次回路方案选择23（二）继电保护的整定231) 变压器继电保护242）10KV侧继电保护243）0.38KV侧低压断路器保护25结束语27参考文献28附图28附图一《某冶金机械厂变电所高压侧电气主接线图》28附图二《某冶金机械厂变电所低压侧电气主接线图》28前言众所周知，电能是生产的主要能源和动力。