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供配电作业工厂供配电系统设计班级：080411班学号：080411135姓名：郭水阳工厂供配电系统设计㈠计算负荷和无功功率补偿1、计算负荷：①铸造车间：动力：Kd=0.4 cosΦ=0.70 tanΦ=1.02Pc1=Kd Pe=0.4×400kw=160.00kwQc1=Pc1×tanΦ=1.02×160kw=163.20kvar 照明：Kd=0.9 cosΦ=1.0 tanΦ=0Pc2=Kd Pe=0.9×8kw=7.20kwQc2=0Pc=Pc1+Pc2=160+7.20kw=167.20kwQc=Qc2+Qc2=163.20+0kvar=163.20kvar②锻压车间：动力：Kd=0.2 cosΦ=0.60 tanΦ=1.33Pc1=Kd Pe=0.2×200kw=40.00kwQc1=Pc1×tanΦ=1.33×40kw=53.20kvar 照明：Kd=0.9 cosΦ=1.0 tanΦ=0Pc2=Kd Pe=0.9×8kw=7.20kwQc2=0Pc=Pc1+Pc2=40+7.20kw=47.20kwQc=Qc2+Qc2=53.20+0kvar=53.20kvar③金工车间：动力：Kd=0.3 cosΦ=0.60 tanΦ=1.33Pc1=Kd Pe=0.3×300kw=90.00kwQc1=Pc1×tanΦ=1.33×90kw=119.70kvar 照明：Kd=0.9 cosΦ=1.0 tanΦ=0Pc2=Kd Pe=0.9×8kw=7.20kwQc2=0Pc=Pc1+Pc2=90+7.20kw=97.20kwQc=Qc2+Qc2=119.70+0kvar=119.70kvar④工具车间：动力：Kd=0.3 cosΦ=0.60 tanΦ=1.33Pc1=Kd Pe=0.3×280kw=84.00kwQc1=Pc1×tanΦ=1.33×84kw=111.72kvar 照明：Kd=0.9 cosΦ=1.0 tanΦ=0Pc2=Kd Pe=0.9×8kw=7.20kwQc2=0Pc=Pc1+Pc2=84+7.20kw=91.20kwQc=Qc2+Qc2=112+0kvar=111.72kvar⑤电镀车间：动力：Kd=0.5 cosΦ=0.70 tanΦ=1.02Pc1=Kd Pe=0.5×180kw=90.00kwQc1=Pc1×tanΦ=1.02×90kw=91.80kvar照明：Kd=0.9 cosΦ=1.0 tanΦ=0Pc2=Kd Pe=0.9×8kw=7.20kwQc2=0Pc=Pc1+Pc2=90+7.20kw=97.20kwQc=Qc2+Qc2=92+0kvar=91.80kva⑥热处理车间：动力：Kd=0.5 c osΦ=0.75 tanΦ=0.88Pc1=Kd Pe=0.5×150kw=75.00kwQc1=Pc1×tanΦ=0.88×75.00kw=66.00kvar 照明：Kd=0.9 cosΦ=1.0 tanΦ=0Pc2=Kd Pe=0.9×8kw=7.20kwQc2=0Pc=Pc1+Pc2=75+7.20kw=82.20kwQc=Qc2+Qc2=66+0kvar=66.00kvar⑦机修车间：动力：Kd=0.25 cosΦ=0.60 tanΦ=1.33Pc1=Kd Pe=0.25×150kw=37.50kwQc1=Pc1×tanΦ=1.33×37.50kw=49.88kvar 照明：Kd=0.9 cosΦ=1.0 tanΦ=0Pc2=Kd Pe=0.9×3kw=2.70kwQc2=0Pc=Pc1+Pc2=37.50+2.70kw=40.20kwQc=Qc2+Qc2=49.88+0kvar=49.88kvar⑧锅炉房：动力：Kd=0.6 cosΦ=0.70 tanΦ=1.02Pc1=Kd Pe=0.6×80kw=48.00kwQc1=Pc1×tanΦ=1.02×48kw=48.96kvar照明：Kd=0.9 cosΦ=1.0 tanΦ=0Pc2=Kd Pe=0.9×3kw=2.70kwQc2=0Pc=Pc1+Pc2=48.00+2.70kw=50.70kwQc=Qc2+Qc2=48.96+0kvar=48.96kva⑨仓库：动力：Kd=0.3 cosΦ=0.80 tanΦ=0.75Pc1=Kd Pe=0.3×10kw=3.00kwQc1=Pc1×tanΦ=0.75×3kw=2.25kvar照明：Kd=0.9 cosΦ=1.0 tanΦ=0Pc2=Kd Pe=0.9×2kw=1.80kwQc2=0Pc=Pc1+Pc2=3.00+1.80kw=4.80kwQc=Qc2+Qc2=2.25+0kvar=2.25kvar变压器二次侧计算负荷Pc2=Kp∑Pci=0.9×(167.20+47.20+97.20+91.20+97.20+82.20+40.20+50.70+4.80) =610.09kwQc2=Kq∑Qci=0.9×(163.20+53.20+119.70+111.72+91.80+66.00+49.88+48.96+2.25) =636.02kvarSc2=√(Pc^2+Qc^2)=881.35kv.AIc2= Sc/(√3*Un)=1339.11A变压器损耗：△Pt=0.015Sc=13.22kw△Qt=0.06Sc=52.88kvar车间计算负荷表2、无功功率补偿二次侧的功率因数为：cosΦ=Pc2/Sc2=610.11/881.35=0.69变压所高压侧总的计算负荷：Pc1=Pc2+△Pt =610.11+13.22=623.33kwQc1=Qc2+△Qt =636.04+52.88=688.92kvarSc1=√(Pc1*Pc1+Qc1*Qc1)=929.06kvA变压所高压侧功率因数为：cosΦ1= Pc1/Sc1=0.67Qc.c′=Pc2(tanΦ1-tanΦ)=610.11×[tan(arccos0.69)-tan(arccos0.9)]=344.52kvar选择BW0.4-14-3型电容,则Qc.n=14kvarn=Qc.c′/Qc.n=344.52/14=27实际补偿容量为Qc.c=27×14=378kvar补偿后的计算负荷：变电所低压侧视在计算负荷为：Sc2′=√[Pc2^2 +(Qc2-Qc.c)^2]=√[610.11^2+(636.04-378)^2]=662.43kVA 此时变压器的功率损耗：△Pt′=0.015Sc2′=9.94kw△Qt′=0.06Sc2′=39.75kvar变电所高压侧总计算负荷：Pc1′=P c2+△Pt′=610.11+9.94=620.05kwQc1′=Qc2′+△Qt′=(636.04-378)+39.75=297.79kvarSc1′=√(Pc1′^2+Qc1′^2)=687.85kVA△S=929.06-687.85=241.21kVA补偿后的功率因数：cosΦ1′= Pc1′/ Sc1′=620.05/687.85=0.90无功补偿情况表（高压侧）（二）变电所主变压器台数、容量、类型的选择1、一台主变压器：S n≥(1.15～1.4)Sc则，Sn≥(1.15～1.4)*881.35=1013.55～1233.89kVA 所以可选用一台容量为1250 kVA 的变压器，型号为S9—1250/10 2、两台主变压器：S n=(0.6～0.7)Sc=(0.6～0.7)*662.43=453～529kVA且任一台变压器应大于全部一二级负荷∑ScⅡ=315.10kVAS n≥315.10kVA所以，可选两台容量均为630kVA的变压器，型号为S9-630/10(三)变压所主接线方案设计1、当用一台主变压器时，采用线路—变压器组主接线，如下图示2、当用两台主变压器时，采用一次侧单母线，二次侧单母线分段主接线，如下图示(较安全，建议使用)（四）短路电流计算供电系统图：短路计算等效电路图：取基准容量Sd=100MVA，基准电压Ud=Uav，两个电压等级的基准电压分别为Ud1=10.5kV，Ud2=0.4kV，各元件的标幺值为：系统S：X1﹡=Sd/Soc=100/600=0.17线路1WL：X2﹡=Xol×Sd/ Ud1^2=0.21×10×100/10.5^2=1.9变压器1T和2T：X3﹡=X4﹡=(Uk%/100)×(Sd/Sn)=(4.5/100)×(100/0.63)=7.14短路回路的总阻抗标幺值：Xk﹡= X1﹡+X2﹡+X3﹡∥X4﹡=0.17+1.9+7.14∥7.14=5.64K点所在电压级的基准电流：Id=Sd/(√3Ud2)=100/(√3×0.4)=144.30kAK点三相短路时短路各量Ik﹡=1/ Xk﹡=1/5.64=0.177Ik=IdIk﹡=144.30×0.177=25.59 kAi sh.K2=1.84Ik2=1.84×25.59=47.09 kA（五）电费计算两部制电价就是将电价分成两个部分。
毕业设计某钢铁厂车间供配电系统设计摘要：本文主要围绕钢铁厂车间的供配电系统进行设计，包括正常工作状态下的系统组成、电压等级选择、电源接入方式、输电线路的选择、低压配电系统的设计以及系统的可靠性评估等方面。
通过合理设计和优化，能够提高供配电系统的稳定性和可靠性，确保车间生产正常进行。
关键词：供配电系统；电压等级；电源接入方式；输电线路；低压配电系统；可靠性评估1.引言供配电系统是钢铁厂车间正常运作的关键设施之一，对于保证车间生产安全和稳定运行起着重要作用。
因此，对该车间供配电系统进行合理设计至关重要。
2.正常工作状态下的系统组成车间供配电系统主要由电源接入装置、主配电装置、低压配电系统以及输电线路等组成。
电源接入装置用于将电力系统中的电能引入到车间内，主配电装置用于将电能分配到各个设备或设施，低压配电系统用于将电能进一步分配到车间内的各个电气设备或用电点，输电线路则负责将电能从电源接入装置传输到主配电装置。
3.电压等级选择根据钢铁厂车间的实际需求以及国家标准，可以选择合适的电压等级。
一般情况下，钢铁厂车间的供配电系统电压等级选择为10kV或35kV，以满足车间内设备的电能需求。
4.电源接入方式电源接入方式可以选择直接接入或通过变电站接入。
直接接入方式适用于电力系统供能较为稳定的地区，能够减少设备的中间环节，提高系统的可靠性；而通过变电站接入方式适用于电力系统供能不稳定的地区，能够通过变电站对电能进行调节和稳定，保证车间的正常运行。
5.输电线路的选择输电线路的选择应根据钢铁厂车间的实际情况来确定。
一般情况下，可以选择架空线路或地下电缆线路。
架空线路施工简便、维护方便，适用于较为开阔的场地；地下电缆线路施工较为复杂，但不易受天气条件的影响，适用于较为狭小的场地。
6.低压配电系统的设计低压配电系统主要包括开关设备、电缆和配电柜等。
根据车间内的用电设备情况，合理设计低压配电系统的布置和容量，能够保证车间内各个电气设备的正常运行。
工厂车间供配电课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解工厂车间供配电的基本概念，包括电力系统组成、电力传输及分配过程。
2. 掌握供配电系统中主要设备的功能、工作原理及运行维护知识。
3. 学会分析工厂车间供配电系统图，识别各种电气元件及其连接方式。
技能目标：1. 能够运用所学知识，对工厂车间供配电系统进行初步设计和计算。
2. 培养实际操作能力，学会使用供配电设备，进行简单故障排查和处理。
3. 提高团队协作能力，通过小组讨论、分析，共同解决供配电实际问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电力工程领域的兴趣，激发学习热情，树立职业理想。
2. 增强学生节能环保意识，认识合理使用电力资源的重要性，培养社会责任感。
3. 培养学生严谨、认真、负责的学习态度，养成良好的学习习惯。
本课程针对高年级学生，结合工厂车间供配电实际需求，注重理论联系实际，提高学生的实际操作能力和解决实际问题的能力。
课程目标具体、可衡量，旨在帮助学生掌握供配电知识，为未来从事电力工程及相关领域工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 工厂车间供配电系统概述- 电力系统组成与功能- 电力传输与分配过程- 供配电系统图识读2. 供配电设备及其工作原理- 变压器、配电柜等主要设备- 断路器、接触器等保护设备- 电缆、线路等传输设备3. 供配电系统设计及计算- 负荷计算方法及应用- 系统短路电流计算- 设备选型与配置4. 供配电系统运行与维护- 日常运行管理及注意事项- 常见故障分析与处理方法- 设备维护与检修5. 实践操作与故障排查- 工厂车间供配电设备操作- 简单故障排查与处理- 小组讨论与案例分析教学内容依据课程目标，注重科学性和系统性，涵盖工厂车间供配电系统的基本概念、设备原理、设计计算、运行维护等方面。
教学大纲明确，教学内容与教材紧密关联，按照以下进度安排：第一周：工厂车间供配电系统概述第二周：供配电设备及其工作原理第三周：供配电系统设计及计算第四周：供配电系统运行与维护第五周：实践操作与故障排查三、教学方法本课程采用多样化的教学方法，旨在激发学生的学习兴趣，提高教学效果，促使学生主动参与课堂学习。
科信学院课程设计说明书（2012 /2013 学年第一学期）课程名称：《企业供配电系统》课程设计题目：某车间的供配电系统设计专业班级： 09自动化4班学生姓名：学号：指导教师：王巍、王静爽高敬格等设计周数： 1周设计成绩：2013年 1月 17日目录前言。
3一、课程设计主要任务。
31.1原始数据及主要任务。
31.2技术要求。
3二、负荷计算和无功功率补偿与短路电流。
42.1负荷计算公式。
4 2.2 负荷计算。
4 2.3无功补偿计算。
62.4短路电流计算。
7三、变压器选择与确定。
8四、总结。
9五、参考文献。
101、前言我国的电力工业已居世界前列，但与发达国家相比还是有一定的差距，我们人均电量水平还很低，电力工业分布也不均匀，还不能满足国民经济发展的需要。
电力市场还未完善，管理水平、技术水平都有待提高。
为了使我国电力工业赶上世界电力技术的发展水平，丛21世纪一开始，我国就进一步加强在电网安全、稳定、经济运行、电力系统的自动化调度与管理、电力通信、网络技术、继电保护等领域开展研究，尤其注意完善电力市场，研究电力市场的技术支持系统，促进我们的电力工业不断前进。
工厂供电就是指工厂所需电能的供应和分配。
我们知道,电能是现代工业生产的主要能源和动力，工业生产应用电能和实现电气化以后,能大大增加产量,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,改善工人的劳动条件,有利于实现生产过程自动化。
但是,工厂车间的电能供应如果突然中断,则将对工业生产造成严重的后果,甚至可能发生重大的设备损坏事故或人身伤亡事故；由此可见,搞好工厂供电工作对于工业生产的正常进行和实现工业现代化,具有十分重大的意义。
工业企业生产所需电能，一般是由外部电力系统供给，经企业内各级变电所变电压后，分配到各用电设备。
工业企业变电所是企业电力供应的纽约，所处地位十分重要，所以正确计算选择各级变电站的变压器容量及其他设备是实现安全可靠供电的前提。
![[某工厂变电所设计]某工厂车间变电所供配电设计](https://img.taocdn.com/s1/m/00236910eef9aef8941ea76e58fafab069dc447b.png)
[某⼯⼚变电所设计]某⼯⼚车间变电所供配电设计[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。
企业供配电系统的设计企业供配电系统是保障企业正常生产运营的关键设施之一，设计合理的供配电系统可提高生产效率、保障设备安全稳定运行，因此必须慎重设计。
以下是企业供配电系统设计的一些重要内容。
一、用电需求预测为了确保企业供配电系统的安全、可靠运行，需要预测企业用电需求量。
每个设备、车间及区域的电力使用情况需要经调查和测算，以实现对全部设备正常电力使用的预测。
通过预测、量化用电需求，可以确保供配电系统设计可以满足企业需求。
同时，也可以实现对用电负荷的合理分配，预留后期扩容空间。
二、供电系统配电方案1、主配电房的选择企业供配电系统的设计必须考虑供电系统的可靠性，确定主配电房的类型、容量及布置。
主配电房的选择要符合国家和地方的规定，并考虑到企业未来的扩容、技术升级等因素。
主配电房的容量要根据需求量进行确定，保证容量足够满足用电量的需求。
2、房间的安排布局配电房的布局对供配电系统运行安全，发挥重要作用。
配电房内的设备应固定安装在专用、强度好的设备架或者机柜上，电缆、电线、接头、插头的布线要有序，规范，错综复杂的电缆线路及连接方式尽量避免使用。
3、负荷配合方案企业电力调度系统的设计需要负载均衡，不同负载的用电空间需明确分配，以便统筹考虑总容量。
应考虑企业的用电需求，并综合方案确定每个电房的产品容量。
针对分配的容量，要做好随时备用电源，以确保设备电力稳定，不出故障。
三、配电线路设计企业供配电系统设计时，总配电箱是配电线路的重要一环，需合理选择和布置。
一般采用开闭式箱式变电所、双柜式变电所等，不同的选型将对方案做出调整以满足需求。
配电线路螺栓尽量配套相应的螺母、胶垫，以消除产生不锈胶或者松动带来的危害。
2、电缆敷设及保护企业供配电系统的线路敷设应特别注意安全问题，电缆和电线要敷设在外框架内侧，不能游离，防止人员误碰。
同时要做好保护措施，如电缆井、电缆槽、防护管道等。
在设备进出口处，采取电缆卷扭等措施，以保证线路的安全稳定运行。
车间供配电设计方案1.设计原则：(1)安全可靠：车间供配电系统应满足电气设备运行的基本要求，确保车间电气设备的正常运行和人员的安全。
(2)经济合理：在满足安全要求的前提下，尽量采用经济合理的设备和材料，减少成本投入。
(3)灵活可扩展：车间供配电系统应具备一定的灵活性，方便以后的扩展和改造。
2.设计内容：(1)供电形式：根据车间的用电负荷和供电网络的情况，选择合适的供电形式，如单回线制或双回线制，以及直接供电还是经变压器供电等。
(2)主配电室：根据车间的规模和用电负荷确定主配电室的位置和容量。
主配电室应具备高压进线开关柜、低压配电柜、自动切换柜等设备，以及相应的保护和监测装置。
(3)分配电室：根据车间的布局和用电负荷确定分配电室的位置和容量。
分配电室应根据需要设置不同容量的配电柜，用于分配电能到各个用电设备。
(4)输电线路：根据供电形式和用电负荷确定输电线路的规格和长度，确保输电线路的安全可靠。
同时，需要进行电缆敷设，避免电缆的过热和短路等问题。
(5)照明系统：根据车间的照明需求和光照强度要求，选择合适的照明设备和照明方案。
照明设备应具备防尘、防爆和可调光等功能，以提高照明效果和节能效果。
(6)接地系统：车间供配电系统需要建立良好的接地系统，确保电气设备的安全运行。
接地系统应满足国家相关标准，并定期进行检测和维护。
(7)防雷系统：根据车间的地理位置和气候条件，设计合适的防雷系统，保护车间的电气设备免受雷击损坏。
3.设计步骤：(1)确定用电负荷：根据车间的生产设备和照明需求，计算用电负荷，确定供配电设计的基础数据。
(2)选择供电形式：根据用电负荷和供电网络的情况，选择合适的供电形式，如单回线制或双回线制，以及直接供电还是经变压器供电等。
(3)确定主配电室位置和容量：根据车间的规模和用电负荷，确定主配电室的位置和容量，并确定主配电室的布置和设备选择。
(4)设计分配电室：根据车间的布局和用电负荷，确定分配电室的位置和容量，并确定分配电室的布置和设备选择。
本设计是机械厂机加工车间的低压配电系统及车间变电所供电系统。
本文首先进行了负荷计算，根据功率因数的要求在低压母线侧进行无功补偿，进而确定对主变器容量、台数，从经济和可靠性出发确定主接线方案。
其次，通过短路电流计算出最大运行方式和最小运行方式下的短路电流，确定导线型号及各种电气设备。
最后根据本厂对继电保护要求，确定相关的保护方案和二次回路方案。
本设计采用需用系数法进行负荷计算，无功功率补偿采用低压侧电容并联补偿方法，这种方法能补偿低压侧以前的无功功率、经济效益比较好。
根据机械加工车间用电特点和需求，主接线方案采用了高压侧无母线、低压侧单母线分段的主接线方案。
根据干式变压器与油浸变压器在经济和安装条件对比，选择两台SC9-500/10系列干式变压器。
在仔细研究各负荷的实际数据，并严格按照国家规定，依照以上设计步骤设计本供电系统设计方案，以到达提高生产效益的目的。
关键词：低压配电系统；负荷计算；主接线；变电所；短路计算AbstractThis design is the factory machining workshop of low voltage distribution system and workshop substation power supply system. This paper conducted a load calculation, according to the requirements of power factor in the low-pressure side of the bus reactive power compensation, and to determine the capacity of the transformer device, the number of units, starting from the economic and reliability to determine the main terminal , calculate the maximum short circuit current operation mode and minimum operating mode of the short circuit current to determine the wire type and variety of electrical , according to the factory on protection requirements, identify relevant programs and secondary circuit protection program.This design uses the need coefficient method for the load calculation, reactive power compensation capacitor in parallel with low-pressure side of the compensationmethod, this method can compensate for low-voltage side of the previous reactive power, economic efficiency is better. According to machine shop characteristics and needs of electricity, the main connection schemes using non-bus high side, low side of the single-bus section of the Main to dry-type transformers and oil immersed transformers and installation conditions in the economy compared to select two SC9-500/10 series of dry-type transformers.Only then carefully studies the factory the actual data, strictly stipulated according to the country, and only then may design an economy reliable power supply system through the above design procedure, thus arrives the enhancement production benefit the goal.Keywords: Low Voltage Distribution System; Load Calculation; Main Connection; Substation; Short circuit calculation目录1 绪论 0设计背景、目的及意义 0设计内容 0设计原则 02 负荷计算及无功补偿 (1)负荷计算 (1)负荷计算的方法及其适用范围 (1)需用系数法 (1)负荷确定 (3)无功功率补偿 (3)无功功率补偿概念 (3)无功补偿提高功率因数的意义 (4)无功补偿容量计算 (5)无功功率补偿方式选择 (5)无功补偿容量的确定 (7)补偿容量计算 (7)3 变电所主接线方案设计及变压器选择 (8)变电所主变压器台数与容量选择 (8)选择主变压器台数时应考虑下列原则.............. 错误!未定义书签。
云维集团电仪公司大为制氨电气运行工段：许远驰第一部分课题背景 (2)第二部分变压器选择 (2)第三部分变压器选型和电气主接线设计 (4)第四部分高压电缆的选择与校验 (5)第五部分短路电流计算 (7)第六部分低压侧母线选择 (9)第七部分保护配置 (10)第八部分保护配置整定计算 (11)第九部分参考文献 (14)第一部分课题背景1.1、设计题目车间高压供配电方案设计。
1.2、车间设备原始资料与设计要求车间有如下电气设备：380V电压75KW水泵10台，380V电压50KW风机4台，6KV开闭所距离车间约300米，高压电缆只可直埋敷设，按照满足全部设备运行条件，作一供电技术方案。
并按要求作如下选择和计算。
㈠、根据负荷选择变压器容量㈡、对高压电缆选择㈢、画出二次控制和保护电路图，对高压保护，测量电流互感器变比计算㈣、就所设计变压器继电保护的典型保护定值计算第二部分 变压器选择2.1、变压器台数设置选择根据该车间所属设备情况，查阅《工业与民用配电设计手册》此车间设备属二级负荷，按规程规定应装设两台变压器互为备用，防止变压器故障导致全车间停电。
因此选取两台等容量的变压器。
2.2、容量的选择根据《工业与民用配电设计手册》规定，变压器容量应按照计算负荷来选择,计算时以一台变压器带所有负载能力来计算. ① 额定功率：7510504950()e p kw =⨯+⨯= （式2-1） ② 有功计算负荷：300.75950712()d e p k p kw =⨯=⨯= （式2-2）注：30p 为有功计算负荷d k 为需要系数，按规程规定此车间设备的需要系数在0.75~0.85，功率因素cos θ取：0.80③ 无功计算负荷：3030tan 0.75712534(var)Qp k θ=⨯=⨯=（式2-3）④ 计算负荷：30890()S kvA === （式2-4）⑤ 计算电流:3085.64()I A === （式2-5）2.3、变压器单台的额定容量按照《工业与民用配电设计手册》规定，此车间所有负载需要变压器的额定容量为计算负荷增长后的60%计算。
设定年增长负荷率为4%，则n 年后的最大负荷为0.0410max 308901326.1()mn n S S e e kvA ⨯=⨯=⨯= （式2-6）注：m 为年增长负荷率n 为年数，取10 则现在变压器的容量为：max 0.60.61326.1795()e n S S kvA =⨯=⨯= （式2-7）所以参照规程规定选取单台变压器的容量为S e =800KVA 。
2.4、变压器容量校验，按《工业与民用配电设计手册》和实际运行经验，一般正常工作负荷为变压器额定负荷的60%~80%，现在我们每台变压器平均分配负荷，考虑所有设备都投运，则每台变压器为594KVA ，所占变压器额定容量的74%，满足供电要求。
在不正常工作时，既当一台故障时，一台运行时。
考虑变压器的过载能力为40%，则800 1.41120gS kvA =⨯=，用电保证率为/100%94%g MAX S S ⨯=。
能够满足用电条件。
第三部分 变压器选型和电气主接线设计3.1、变压器选型根据上面确定的变压器容量，查阅规程，选取变压器的类型为：油浸式S 9—800/6型，接线形式为DY N 11，空载P 0为1400W ，短路P K 为7500W ，I 0%=2.5%，U K %=5%。
3.2、电气主接线布局根据负荷、变压器的台数、用电的可靠性。
参考有关规程，该车间的电气主接线按如下设计，正常情况为分段运行，故障时两段母线并列运行。
（见电气主接线图纸）第四部分 高压电缆的选择与校验4.1、电缆选择按《工业与民用配电设计手册》规定，高压电缆的截面必须按照经济电流密度来选取。
根据公式：maxw ec ecI S J =（式4-1）注：max w I 为最大工作电流，ec J 为经济电流密度查相关规程可以找到。
一般max w I =30I 。
所以2max 85.6442.82()2w ec ec I S mm J === （式4-2）注：ec J 在最大负荷利用小时数大于5000以上的铜电缆，选取值为2。
参考何首贤等的《供配电技术》P181表10—5。
根据规程规定和电缆的敷设条件，选取铜、单芯、截面为502mm 的聚乙烯或聚氯乙烯护套的内铠装电缆6根。
查阅《工业与民用配电设计手册》P514表9—33得，在250C 时此类电缆的允许载流量为176A ，4.2、电缆校验根据以上给出的条件，没有办法进行校验，现在需对一些条件进行假设，假设土壤温度为200C ，最高温度为600C 。
电缆间距为200mm ，热阻系数为g=800C.CM/W ，Q K =349.92（KA 2.S ）注：Q K 不是假设的，是根据后面短路电流计算后计算出的。
Q K =（3max K I ）2（t p +t np ）, t p 短路电流周期分量发热时间，t np 为短路电流非周期分量时间。
《发电厂电气部分》P71 （一）长期发热允许电流校验现在假设一回故障，由另一回带设备，则此时流过电缆的电流max I 为92A ，考虑温度，查阅《发电厂电气部分》表16、18、19可得，温度修正系数K T 为1.07，不同土壤热阻修正系数K 3为1，并排校正系数K 4为0.8。
则该直埋电缆允许的载流量为：00342025 1.070.8176150.6t al c al c I k k k I ==⨯⨯=>92A（式4-3）发热允许校验合格。
（二）热稳定校验对电缆中有接头者,应校验热稳定，先算短路前最高温度：()2009220400.644150al C θθθθ⎛⎫=+-=+⨯= ⎪⎝⎭（式4-4）则210C -=（式4-5）=94注：C 为热稳定系数，该式参数在《发电厂电气部分》P207热稳定最小截面为：332min 10/10/94199S C mm ===<2506mm ⨯（式4-6）满足热稳定要求。
（三）电压降校验校验公式为()max 173cos sin U I L r x Uϕϕ∆=+，根据规程10KV 以下电缆不考虑x ，且查表可得r=0.375m Ω/Km 则：173920.30.3750.850.2561000U ∆=⨯⨯⨯⨯=⨯V<5V （式4-7）电压降满足要求。
经上面校验，选择的电缆满足各种校验要求。
第五部分 短路电流计算根据原始资料，没有给出系统短路阻抗，为了计算现假设一部分参数，假设电力变压器高压侧装设的高压熔断器短路容量为SK *7.2=249MVA ，过负荷系数为3，我们选取系统S K 为300MVA （注：20为6KV 断路器额定开断电流，7.2为6KV 断路器额定电压）查阅《工业与民用配电设计手册》P232。
变压器变压器线 路系 统系统短路阻抗化简图根据假设条件，我们将所有的阻抗归算到低压侧，则系统的短路阻抗X S 为：224000.533001000s K U X m S ===Ω⨯（式5-1）根据所选变压器的型号我们知道：空载P 0为1400W ，短路P K 为7500W ，I 0%=2.5%，U K %=5%。
则可以算出R T 、X T 、l X ：227.5400 1.875800K T N P U R m S ⨯⨯===Ω（式5-2） 22%5400101001000800K T N U U X m S ⨯⨯===Ω⨯（式5-3） 220.3750.3/0.0005(6000/400)l l X x l k m ⨯===Ω（式5-4）5.1、低压侧短路根据上面的阻抗计算结果得出低压侧三相短路电流和两相短路电流。
低压侧短路时的三相短路电流为：(3)221.60k I KA === （式5-5）低压侧短路时的二相短路电流为：(2)(3)20.8660.86621.6018.71k kI I KA ==⨯= 查《工业与民用配电手册》p165，低压侧短路电流表可得单相短路电流。
(1)219.26k phpU I KA Z ϕ==== （式5-6）根据低压侧的各短路电流可计算出低压侧短路时流过高压侧的短路电流。
低压侧短路时流过高压侧三相短路电流为：(3)(3)2/15 1.44k k I I KA ==（式5-7）低压侧短路时流过高压侧二相短路电流为：(2)(2)2/15 1.25k k I I KA ==（式5-8）低压侧单相接地短路时高压侧流过的单相短路电流为：(1)(1)2/15 1.284k k I I KA ==（式5-9）根据以上的短路电流可算出：()32221()()21.60(0.650.1)349.92(.)K K p np Q I t t kA S =+=+=（式5-10） 5.2、高压侧短路当高压侧短路时流过高压侧的短路电流为：315392K I A ===（式5-11）第六部分 低压侧母线选择根据条件，计算计算电流：30D I A = （式6-1）所以截面选择为：2D30ec I 1284.6 S =642.322mm == （式6-2）第七部分 保护配置7.1、保护方案配置根据《工业与民用配电设计手册》规定： S 9—800/6型变压器应装设以下保护，同时一般采用GL 型继电器兼作过流及电流速断保护：（一）瓦斯保护（二）高压侧过电流保护（三）电流速断保护（四）低压侧接地保护或低压侧零序保护（五）过负荷保护（六）温度保护7.2、保护用继电器和电流互感器配置的选择（一）根据计算，高压侧额定电流为76.9A ，三相装设两组准确为0.5级和10P 级100/5电流互感器1～2TA ，0.5级用作测量，10P 级用作保护。
保护级接成完全星型与三个GL —11型过流继电器，组成过电流保护兼作电流速断保护。
（二）根据计算，低压侧额定电流为1154A ，如果高压侧过流保护实现不了对低压侧的单相接地保护，则装设一个变比为1200/5的电流互感器TA 和一个GL —11型过流继电器组成低压侧接地保护（当按躲过不平衡电流整定时3TA 变比变为300/5）。
（三）根据计算，高压侧额定电流为76.9A ，装设一个变比为100/5的电流互感器3TA 和一个GL —11型电流继电器组成过负荷保护。
第八部分 保护配置整定计算8.1、带时限的过电流保护整定计算过电流保护采用三相式接线，且保护装设在电源侧。
保护的动作电流.dz j I 应该躲过变压器可能出现的最大负荷电流来整定，即1.13771.3117.8()0.8520gh rT dz j K jx h K I I K K A K n ⨯==⨯⨯=⨯ 式（8-1）所以.dz j I 取18A注释：K K ：可靠系数，用于过电流保护时DL 型和GL 型继电器分别为1.2和1.3，用于电流速断保护时分别为1.3和1.5，用于低压侧单相接地保护时（在变压器中性线上装设的）取1.2，用于过负荷保护时取1.05～1.1；jx K ：接线系数，接于相电流时取1。
