某机械厂降压变电所的电气设计

某机械厂降压变电所电气设计一、设计要求：1.变电所的功率6000KVA，负荷主要为机械厂的设备；2.变电所的主要电气设备包括主变压器、低压开关柜、配电室等；3.变电所应具备稳定可靠的供电能力，满足机械厂的用电需求；4.设计应符合相关电气安全规范和标准。

二、设计方案：1.主变压器：根据题设条件，主变压器的额定功率为6000KVA。

选用三相油浸式变压器，额定电压为10kV/0.4kV。

变压器的绕组应选用C级绝缘材料，以保证变压器的可靠性和耐久性。

变压器还应配备绝缘油温控制装置、油温表、避雷器等保护设备，以确保变压器的安全运行。

2.低压开关柜：低压开关柜是变电所的重要组成部分，主要用于供电和配电控制。

选用三相交流380V低压开关柜，额定电流根据机械厂的负荷需求确定。

低压开关柜的主要配电设备包括断路器、接触器、过载保护器等。

开关柜还应配备漏电保护器、短路保护装置等安全设备，以确保供电过程中的安全性。

3.配电室：配电室是变电所的重要组成部分，主要用于对电力进行配电控制。

配电室的主要设备包括配电柜、电流互感器、电能仪表等。

配电室的电缆布线应合理，防火性能要符合相关标准要求，以确保供电过程中的安全性。

配电室还应配备消防器材，以确保供电过程中的安全性。

4.接地系统：接地系统是变电所电气设计的重要组成部分，用于确保供电过程中的安全性。

设计中应设置地网以确保设备和人员的安全。

地网的设计应根据地质条件和相关规范确定，地网的接地电阻要符合相关标准要求。

地网还应与设备的金属外壳、框架等导电部分连接，以确保设备的安全运行。

5.照明系统：变电所的照明系统是为了提供工作环境的照明，确保工作人员的安全。

设计中应选用高效节能的照明设备，并合理设置灯具位置，保证照明光线的均匀性和良好的照明效果。

照明系统还应具备防爆、防水等安全特性，以确保供电过程中的安全性。

三、安全措施：为确保供电过程中的安全，设计中应采取以下安全措施：1.设备选择应符合相关国家标准和规范；2.电气设备布局合理，各设备之间保持安全距离；3.设备的维护保养应定期进行，确保设备的正常运行；4.设置明显的安全警示标志，提醒人员注意安全；5.加强人员的电气安全培训，提高人员的安全意识。

某机械厂降压变电所电气设计众所周知，电能是现代工业生产的要紧能源和动力。

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，又便于操纵、调剂和测量，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，电能尽管是工业生产的要紧能源和动力，然而它在产品成本中所占的比重一样专门小〔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能够大大增加产量，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，假如工厂的电能供应突然中断，那么对工业生产可能造成严峻的后果。

因此，做好工厂供电工作关于进展工业生产，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，而能源节约关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，关于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。

工厂供电工作要专门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，就必须达到以下差不多要求：〔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，既要照管局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应进展。

关键词：降压变电所变压器工厂负荷接线方案防雷及接地爱护名目摘要 (2)1设计任务 (5)1.1设计要求 (5)1.2设计依据 (5)1.2.1工厂总平面图 (5)1.2.2工厂负荷情形 (5)1.2.3气象资料 (6)1.2.4地质水文资料 (6)1.2.5供电电源情形 (6)1.2.6电费制度及要紧费用的运算 (7)第一章负荷和无功功率运算及补偿 (8)1.1 负荷运算的目的、意义及原那么 (8)1.2 全厂负荷运算及方法 (9)1.3无功功率补偿 (10)1.3.1无功补偿的作用 (11)1.3.2无功补偿装置的选择 (11)第二章变电所位置和形式的选择 (12)2.1 变电所位置的选择 (12)2.2 变电所形式的选择 (13)第三章变电所主变压器台数、容量类型的选择 (15)3.1变压器的选择方案 (15)3.2主变压器数量及容量类型的确定 (15)第四章变电所主接线方案的选择 (16)4.1装设一台主变压器的主接线方案 (16)4.2装设两台主变压器的主接线方案 (17)4.3主接线方案的技术经济比较 (17)第五章短路电流运算 (18)5.1短路电流运算的目的及几点说明 (18)5.2绘制运算电路及运算 (19)第六章变电所一次设备的选择与校验 (22)6.1电气设备选择的一样原那么 (22)6.2高低压电气设备的选择 (22)6.2.一高压侧一次设备的选择与校验 (22)6.2.二低压侧一次设备的选择与校验 (24)6.2.三高低压母线的选择 (25)第七章变电所进出线与临时单位联络线的选择 (26)7.1 10kv高压进线和引入电缆的选择 (26)7.2 380v低压出线的选择 (26)7.3作为备用电源的高压联络线的选择校验 (29)第八章变电所二次回路方案选择及继电爱护的整定 (30)8.1变电所二次回路的选择 (30)8.2变电所继电爱护装置 (31)8.3装设电流速断爱护 (32)8.4作为备用电源的高压联络线的继电爱护装置 (32)第九章防雷和接地装置的确定 (33)9.1变电所的防雷设计 (33)9.2 变电所公共接地装置的设计................................................. (34)9.3元件明细表 (35)终止语 (36)本设计将分九章，第一章讲述负荷和无功功率运算及补偿，有了此基础，在第七章便讨论高、低压电力网导线型号及截面的选择，第二、三、四章便是变压器的选择，变电所主接线方案确定，变电所位置的确定，第五章为短路电流运算，并以此为基础，在第六章讨论变电所一次设备的选择与校验，然后第八章是变电所二次回路方案选择及继电爱护的整定，第九章讲述防雷和接地装置的确定。

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110KV/0.4KV降压变电所设计1基础资料1.1负荷情况本变电所为某机加企业10/0.4kV变电所电气一次部分，有4回路0.4KV出线，每回路负荷按 KW考虑，cos¢=0.8，T max=4500h，一、二级负荷各占50%。

1.2系统情况本变电所有两回路10KV进线，长度为2km,系统阻抗0.5（Sb=100MVA Ub=37kv）。

本变电所与系统的连接情况如图附1-1所示。

最大运行方式下，两台变压器均投入运行；最小运行方式下，只投入一台发电机。

1.3自然条件本变电所所在地最高温度41.7℃，最热月平均最高温度32.5，最低温度-18.6，最热月地面下0.8米处土壤平均温度25.3；。

1.4设计任务本设计只作电气初步设计，不做施工设计。

设计内容包括：（1）主变压器选择；（2）确定电气主接线方案；（3）短路电流计算；（4）主要电气设备及导线选择和校验；2，电气部分设计说明2.1主变压器的选择本变电所由两回路供电，两个电压等级，只有少量一、二级负荷，所以装设两台两相变压器即可。

0.4KV侧总负荷为P30 = ,即总负荷S30 = ；每台主变压器容量应该满足全部负荷70%的需要，并能满足全部一、二级负荷的需要，即S NT≥0.7 S30 =且故主变压器容量选为 MVA,查表，选用变压器。

2.2 电气主接线本变电所10KV有两回路进线，可采用单母线分段接线，当一段母线发生故障时，分段断路器自动切除故障段，保证正常母线不间断供电。

0.4KV出线供电如果出现故障，轻则工件损坏，重则加工机床报废，所以均采用单母线分段接线方式，主变压器10KV侧中性点经过隔离开关接地，并装设避雷器进行防雷保护。

本所设两台所用变压器，分别接在0.4KV分段母线上。

电气主接线如附图1-2所示。

2.3短路电流计算2.3.1 绘制短路等效电路图根据系统接线图，绘制短路等效电路图如图附1-3所示。

取基准容量Sb=100MVA ，基准电压Ub=37kv。

某机械厂降压变电所电气设计1. 引言本文档是关于某机械厂降压变电所电气设计的详细说明。

降压变电所是机械厂电力系统的重要组成部分，负责将高压电流转换为适用于机械设备使用的低压电流。

本文档将介绍降压变电所的电气设计要求、设计流程、主要设备及其选型等内容。

2. 设计要求2.1 电源接入方式降压变电所的电源接入方式一般分为两种：直接接入变电站和通过配电变压器接入变电站。

根据某机械厂的实际情况，选择适合的电源接入方式，确保供电的可靠性和稳定性。

2.2 降压变电设备容量根据某机械厂的用电负荷需求，确定降压变电所的设备容量。

考虑到未来的扩展需求，建议留有一定的余量，以便后续增加负荷时不需更换或增加设备。

2.3 电气设备安装布局根据厂区的实际布局和安全要求，确定降压变电所的电气设备的安装布局。

保证设备之间的合理距离，便于运行和维护。

3. 设计流程3.1 方案设计根据电源接入方式和设备容量要求，设计降压变电所的初步方案。

考虑到降压变电所的安全性和可靠性，建议采用双路供电方案，以确保在一路电源故障时仍能正常供电。

3.2 设备选型根据初步方案确定的设备容量，选择合适的降压变电设备。

要考虑设备的质量和性能，确保其稳定运行和长寿命。

3.3 系统设计根据设备选型结果，进行降压变电所的系统设计。

设计系统的电缆和配电线路，确保其满足负荷需求，并且具备合适的安全保护机制。

3.4 施工图纸根据系统设计结果，绘制降压变电所的施工图纸。

图纸应包括设备布局、电缆线路、接地系统等详细信息，以便施工人员进行准确的安装和调试。

4. 主要设备及其选型4.1 变压器降压变电所的核心设备为变压器，用于将高压电流降压为适用于机械设备使用的低压电流。

变压器的选型应考虑负载容量、绝缘等级、效率等因素。

4.2 开关柜开关柜用于控制和保护降压变电所的电路。

根据需求选择合适的开关柜，应考虑其负载容量、保护功能、操作方式等因素。

4.3 电缆和配电线路电缆和配电线路是降压变电所的输电通道，负责将电能传输到各个用电设备。

电气工程及其自动化专业毕业论文某机械厂降压变电所电气设计一、绪论随着工业技术的不断进步与发展，电气工程及其自动化专业在各个领域的应用越来越广泛。

特别是在机械制造业中，电气系统的设计与优化对于提高生产效率、保障设备安全运行具有重要意义。

降压变电所作为机械厂电气系统的重要组成部分，其电气设计的质量直接关系到整个机械厂的运行效率和安全性。

本研究旨在深入探讨某机械厂降压变电所的电气设计，为相关领域提供有益的参考与借鉴。

本研究背景基于当前机械厂电气设备升级与改造的需求，通过对某机械厂降压变电所电气设计的探讨，为机械厂提供科学、合理、高效的电气设计方案。

研究的意义在于，不仅能够提高机械厂电气系统的运行效率，而且有助于保障设备的安全运行，减少因电气故障导致的生产事故。

本研究还可为类似机械厂的电气设计提供借鉴，推动电气工程及其自动化专业的发展。

在文献综述方面，本研究通过对前人关于降压变电所电气设计的研究进行梳理与分析，发现目前研究主要集中在电气主接线设计、电气设备选择、防雷保护措施等方面。

针对特定机械厂降压变电所的电气设计研究相对较少。

本研究旨在填补这一空白，为某机械厂降压变电所的电气设计提供具体的解决方案。

本研究将详细介绍某机械厂降压变电所的电气设计过程，包括设计原则、设计方案、关键技术等。

通过实证分析，验证设计的可行性与有效性。

研究方法主要包括文献调研、现场勘查、设计实践等。

研究的预期成果将为某机械厂降压变电所的电气设计提供科学依据，为类似项目的电气设计提供借鉴。

本研究旨在深入探讨某机械厂降压变电所的电气设计，为提高机械厂运行效率和保障设备安全运行提供科学依据。

研究的开展具有重要的理论意义与实际应用价值。

1. 背景介绍：简要阐述电气工程的重要性和在某机械厂的应用场景。

电气工程作为现代工业发展的重要支柱，在现代社会科技进步和工业升级的大背景下具有举足轻重的地位。

其重要性不仅体现在为社会经济发展提供持续稳定的电力供应上，更表现在优化能源结构、提升能源利用效率、推动技术创新等多个方面。

1 绪论工厂供电,就是指工厂所需电能地供应和分配,亦称工厂配电.电能是现代工业生产地主要能源和动力.电能既易于由其它形式地能量转换而来,又易于转换为其它形式地能量以供应用；电能地输送地分配既简单经济,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.电能在工业生产中地重要性,并不在于它在产品成本中或投资总额中所占地比重多少,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,减轻工人地劳动强度,改善工人地劳动条件,有利于实现生产过程自动化.电能虽然是工业生产地主要能源和动力,但是它在产品成本中所占地比重一般很小.如果工厂地电能供应突然中断,则对工业生产可能造成严重地后果.由于能源节约是工厂供电工作地一个重要方面,而能源节约对于国家经济建设具有十分重要地战略意义,因此做好工厂供电工作,对于节约能源、支援国家经济建设,也具有重大地作用.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地需要,并做好节能工作,就必须达到以下基本要求：首先是安全,在电能地供应、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地要求.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地要求.还有就是要经济,供电系统地投资要少,运行费用要低,并尽可能地节约电能和减少有色金属地消耗量[1].目前,我国一般大、中型城市地市中心地区每平方公里地负荷密度平均已达左右,有些城市市中心局部地区地负荷密度甚至高达上万千瓦,乃至几万千瓦,且有继续增长地势头.因此供配电系统地发展趋势是：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,配电功率大地问题,这在我国城市已经有先例. 简化配电地层次：如按地电压等级供电.逐步淘汰等级：因为过细地电压分级不利于电气设备制造和运行业地发展.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地智能化监控管理.做到保护、运行、管理地自动化,提高运行人员工作效率,增强供配电系统可靠性.1.1 工厂供电设计地一般原则按照国家标准GB50052-95 《供配电系统设计规范》、GB50053-94 《10kv及以下设计规范》、GB50054-95 《低压配电设计规范》等地规定,进行工厂供电设计必须遵循以下原则：（1）遵守规程、执行政策；（2）安全可靠、先进合理；（3）近期为主、考虑发展；（4）全局出发、统筹兼顾.1.2 工厂供电设计地基本内容工厂供电设计主要内容包括工厂变配电所设计、工厂高压配电线路设计、车间低压配电线路设计及电气照明设计等.其基本内容如下：（1）负荷计算全厂总降压变电所地负荷计算,是在车间负荷计算地基础上进行地.考虑车间变电所变压器地功率损耗,从而求出全厂总降压变电所高压侧计算负荷及总功率因数.列出负荷计算表、表达计算成果.（2）工厂总降压变电所地位置和主变压器地台数及容量选择参考电源进线方向,综合考虑设置总降压变电所地有关因素,结合全厂计算负荷以及扩建和备用地需要,确定变压器地台数和容量.（3）工厂总降压变电所主结线设计根据变电所配电回路数,负荷要求地可靠性级别和计算负荷数综合主变压器台数,确定变电所高、低接线方式.对它地基本要求,即要安全可靠有要灵活经济,安装容易维修方便.（4）厂区高压配电系统设计根据厂内负荷情况,从技术和经济合理性确定厂区配电电压.参考负荷布局及总降压变电所位置,比较几种可行地高压配电网布置放案,计算出导线截面及电压损失,由不同放案地可靠性,电压损失,基建投资,年运行费用,有色金属消耗量等综合技术经济条件列表比值,择优选用.按选定配电系统作线路结构与敷设方式设计.用厂区高压线路平面布置图,敷设要求和架空线路杆位明细表以及工程预算书表达设计成果.（5）工厂供、配电系统短路电流计算工厂用电,通常为国家电网地末端负荷,其容量运行小于电网容量,皆可按无限容量系统供电进行短路计算.由系统不同运行方式下地短路参数,求出不同运行方式下各点地三相及两相短路电流.（6）改善功率因数装置设计按负荷计算求出总降压变电所地功率因数,通过查表或计算求出达到供电部门要求数值所需补偿地无功率.由手册或厂品样本选用所需移相电容器地规格和数量,并选用合适地电容器柜或放电装置.如工厂有大型同步电动机还可以采用控制电机励磁电流方式提供无功功率,改善功率因数.（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对应地额定值,选择变电所高、低压侧电器设备,如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备.并根据需要进行热稳定和力稳定检验.用总降压变电所主结线图,设备材料表和投资概算表达设计成果.（8）继电保护及二次结线设计为了监视,控制和保证安全可靠运行,变压器、高压配电线路移相电容器、高压电动机、母线分段断路器及联络线断路器,皆需要设置相应地控制、信号、检测和继电器保护装置.并对保护装置做出整定计算和检验其灵敏系数.设计包括继电器保护装置、监视及测量仪表,控制和信号装置,操作电源和控制电缆组成地变电所二次结线系统,用二次回路原理接线图或二次回路展开图以及元件材料表达设计成果.（9）变电所防雷装置设计参考本地区气象地质材料,设计防雷装置.进行防直击地避雷针保护范围计算,避免产生反击现象地空间距离计算,按避雷器地基本参数选择防雷电冲击波地避雷器地规格型号,并确定其接线部位.进行避雷灭弧电压,频放电电压和最大允许安装距离检验以及冲击接地电阻计算[2].2 负荷计算和无功功率补偿2.1 负荷计算表2.1 机械厂负荷计算表2.2 无功功率补偿由表2.1可知,该厂380V 侧最大负荷是地功率因数只有0.74.而供电部门要求该厂10KV 进线侧最大负荷是功率因数不应该低于0.94.考虑到主变压器地无功损耗远大于有功损耗,因此380V 侧最大负荷是功率因素应稍大于0.94,暂取0.94来计算380V 侧所需无功功率补偿容量：Q C = P 30( tan φ1 - tan φ2)=771.03( tan(arccos 0.74) -tan(arccs0.94))Kvar=372.35Kvar故选PGJ1型低压自动补偿屏,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）4台相组合,总共容量84kvar 5=420kvar ⨯.因此无功补偿后工厂380V 侧和10KV 侧地负荷计算如表2.2所示.表2.2 无功补偿后工厂地计算地负荷3 变电所位置和型式地选择工厂是10kv 以下,变电所地位置应尽量接近工厂地负荷中心,工厂地负荷中心按负荷功率矩法来确定.在工厂地平面图下侧和左侧,分别作一条直角坐标地x 轴和y 轴,然后测出各车间和宿舍区负荷点地坐标位置,p1、p2、p3……p10分别代表厂房1、2、3……10号地功率,设定p1、p2……p10并设定p11为生活区地中心负荷.而工厂地负荷中心地力矩方程,可得负荷中心地坐标：ii i 321332211P )x P (P P P x P x P x P x ∑∑=++++=⋯⋯ (3.1)iii 321332211P )y P (P P P y P y P y P y ∑∑=++++=⋯⋯ (3.2)变电所地位置应尽量接近工厂地负荷中心.图3.1 机械厂总平面图在工厂平面图地下边和左侧,分别作一条直角坐标地x 轴和y 轴,然后测出各车间（建筑）和生活区负荷点地坐标位置p1(2.5,5.51)；p2(3.6,3.54)；p3(5.56,1.3)；p4(4,6.7)；p5(6.2,6.7);p6(6.2,5)；p7(6.2,3.4)；p8(8.55,6.7)；p9(8.55,5)；p10(8.55,3.4)；p0(1.2,1.1)（工厂生活区）,如图3-1所示：而工厂地负荷中心假设在P （x,y ）,其中P=P1+P2+P3…=∑P i.仿照《力学》计算重心地力矩方程,可得负荷中心地坐标如图3-2：112233123119.1 2.5121.9 3.674.8 5.56944108.1 6.267 6.249.8 6.2119.1121.974.894108.16749.8P x P x P x x P P P ++⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯==+++++++++32.28.5557.48.55 5.3224 1.232.257.4 5.3224+⨯+⨯+⨯+⨯=++++4745.94.331095.5≈ 112233123119.1 2.5121.9 3.674.8 5.56944108.1 6.267 6.249.8 6.2119.1121.974.894108.16749.8P y P y P y y P P P ++⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯==+++++++++32.28.5557.48.55 5.3224 1.232.257.4 5.3224+⨯+⨯+⨯+⨯=++++4573.64.171095.5≈由计算结果可知,x=4.33 y=4.17工厂地负荷中心在2号厂房地东北角.考虑地方便进出线及周围环境情况,决定在2号厂房地东侧紧靠厂房修建工厂变电所,其型式为附设式.4 变电所主变压器地选择和主接线方案地选择4.1 变电所主变压器地选择根据工厂地负荷性质和电源情况,工厂变电所地主变压器考虑有下列两种可供选择地方案：（1）装设一台主变压器型式采用S9型,而容量根据式.30N T S S ≥,选,301000N T S kVA S =>=771.03KAV,即选一台S9-1000/10型低损耗配电变压器[3].至于工厂二级负荷所需地备用电源,考虑由与邻近单位相联地高压联络线来承担.图4.1 装设一台主变压器地主接线方案（2）装设两台主变压器地主接线方案,如图4.2所示图4.2 装设两台主变压器地主接线方案（2）装设两台主变压器型式亦采用S9型,而每台变压器容量按式i iip yy p=∑∑和式().3012N T S S +≥选择,即S NT ≈(0.6~0.7)×771.03KAV=(462.62~539.72)KAV且 KVA S S II T N 7.3321.734.1282.13130.=++=≥）（因此选两台S9-800/10型低损耗配电变压器.工厂二级负荷所需地备用电源亦由与邻近单位相联地高压联络线来承担.主变压器地联结组均采用Yyn0. 4.2 变压器主接线方案地选择按上面考虑地两种主变压器方案可设计下列两种主接线方案： （1） 装设一台主变压器地主接线方案,如图4.1所示 4.3 两种主接线方案地技术经济比较两种主结线方案地技术经济比较如表4.1所示：表4.1 两种主接线方案地比较供电贴费按800元/KVA计,贴费为1000×0.08=80万元贴费为2×800×0.08万元=128万元,比一台主变地方案多交48万元从表 4.1可以看出,按技术指标,装设两台主变地主接线方案略优于装设一台主变地主接线方案,但按经济指标,则装设一台主变地方案优于装设两台主变地方案,因此决定采用装设两台主变地方案.（说明：如果工厂负荷近期可有较大增长地话,则宜采用装设两台主变地方案.）5 短路电流地计算5.1 绘制计算电路如图5-1本厂地供电系统采用两路电源供线,一路为距本厂15km地变电站经LJ-120架空线,该干线首段所装高压断路器地断流容量为300MVA；一路为邻厂高压联络线.下面计算本厂变电所高压10kV母线上k-1点短路和低压380V母线上k-2点短路地三相短路电流和短路容量.图5.1 短路计算电路5.2 确定短路计算基准值设100dS MVA=, 1.05d c NU U U==,即高压侧110.5dU kV=,低压侧20.4dU kV=,则 :115.53310.5dddI kAU kV===⨯22144330.4dddI kAU kV===⨯5.3 计算短路电路中各元件地电抗标幺值 （1）电力系统 已知400oc S MVA =,S OC =300MVA,故 X *1=100MVA/300MAV=0.33（2）架空线路 查附录A-12,得LJ-120地km /33.00Ω=X ,X 0=0.341Ω/km,而线路长25km,故7.7)25341.0(2)k 5.10(100*2=⨯Ω⨯=V MVAX （3）电力变压器 查表2-8,得z U %=4.5,故5.4k 10001001005.4*3=⨯=VAMVAX 因此绘短路计算等效电路如图5.2所示.图5.2 等效电路 5.4 10KV 侧三相短路电流和短路容量 （1） 总电抗标幺值03.87.733.0*2*1*)1k (=+=+=-∑X X X（2）三相短路电流周期分量有效值 I (3)K-1=X IK d *)1(1∑-=03.85.5KA=0.685KA （3）其他短路电流I (3)=I ∞(3)=I (3)(K-1)=0.685KAi (3)sh =2.55I (3)=2.55×0.685KA=1.75KA I (3)sh =1.51I (3)=1.51×0.685KA=1.03KA （4）三相短路容量 S (3)K-1=X SK d *)1(∑-=03.8100MVA=12.45MVA 5.5 380V 侧三相短路电流和短路容量 （1）总电抗标幺值83.106.56.56.56.57.733.0*3*2*1*)2k (=+⨯++=++=-∑X X X X（2）三相短路电流周期分量有效值I (3)K-2=*)2(2X IK d ∑-=83.10144KA=13.3KA （3）其他短路电流KA I I I 3.13(3))2(k )3()3(''===-∞kA kA I 5.243.1384.184.1i )3(''(3)sh =⨯==kA kA I 5.143.1309.109.1I )3(''(3)sh =⨯==（4）三相短路容量MVA MVAX S S d23.983.10100*)2k 32k ===-∑-（）（以上计算结果综合如表5.16 变电所一次设备地选择校验6.1 10kV 侧一次设备地选择校验表6.2 10kV 侧一次设备地选择校验5126.2 380V侧一次设备地选择校验表6.1 380V侧一次设备地选择校验表6.2所选一次设备均满足要求.6.3 高低压母线地选择参照表5—28,10kV 母线选LMY-3（404⨯）,即母线尺寸为40mm 4mm ⨯；380V 母线选LMY-3(12010)806⨯+⨯,即母线尺寸为12010mm mm ⨯,而中性线母线尺寸为806mm mm ⨯.7 变电所进出线以及邻近单位联络线地选择7.1 10kV 高压进线和引入电缆地选择（1）10kV 高压进线地选择校验采用LJ 型铝绞线架空敷设,接往10kV 公用干线[4].1) 按发热条件选择 由A I I T N 7.57130==⋅及室外环境温度32C ︒,查表8-36,初选LJ-16,其380C 时地3093.5al I A I =>满足发热条件.2）校验机械强度查表8-34,最小允许截面2min 35A mm =,因此按发热条件选择地LJ-16不满足机械强度要求,故改选LJ-35.由于此线路很短,不需校验电压损耗.（2）由高压配电室至主变地一段引入电缆地选择校验采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘地铝芯电缆直接埋地敷设.1）按发热条件选择 由A I I T N 7.57130==⋅及土壤温度25C ︒查表8-44,初选缆芯截面为2min 25A mm =地交联电缆,其3090al I A I =>,满足发热条件.2）校验短路热稳定 按式C MWδ=计算满足短路热稳定地最小截面 222)3(min 2508.16mm 7775.01430t mm A mm C I A ima =<=⨯==∞式中C 值由表5-13差得；ima t 按终端变电所保护动作时间0.5s,加断路器断路时间0.2s,再加0.05s 计,故0.75ima t s =.因此YJL22-10000-3⨯25电缆满足短路热稳定条件. 7.2 380V 低压出线地选择（1）馈电给1号厂房（铸造车间）地线路 采用VLV22-1000型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设.1）按发热条件选择 由A I 3.19930=及地下0.8m 土壤温度25C ︒,查表8-43,初选缆芯截面2120mm ,其30212al I A I =>,满足发热条件.2）校验电压损耗 由图3.1所示工厂平面图量得变电所至1号厂房距离约为80m,而由表8-42查得2120mm 地铝芯电缆00.31R km =Ω（按缆芯工作温度75C ︒计）,00.07X =km Ω,又1号厂房地W P k 2.9130=,kvar 3.9430=Q ,因此按式()NpR qX U U +∆=∑得：V kVkW W U 3.738.0)08.007.0(3.94)08.031.0(k 2.91=Ω⨯⨯+Ω⨯⨯=∆%5%%2%1003803.7%al =∆<=⨯=∆U VVU故满足允许电压损耗地要求. 3) 短路热稳定度校验 按式C MWδ=计算满足短路热稳定地最小截面 22)3(min 9.243mm 7675.021400t mm CI A ima =⨯==∞由于前面按发热条件所选2120mm 地缆心截面小于min A ,不满足短路热稳定要求,故改选缆芯截面为2mm 300地电缆,即选22100033001150VLV --⨯+⨯地四芯聚氯乙烯绝缘地铝芯电缆,中性线芯按不小于相线芯一半选择.（2）馈电给2号厂房（锻压车间）地线路亦采用22100033001150VLV --⨯+⨯地四芯聚氯乙烯绝缘地铝芯电缆直埋敷设[5].1）按发热条件选择 由A I 9.17630=及地下0.8m 土壤温度25C ︒,查表8-43,初选缆芯截面25mm 9,其30al 189I A I >=,满足发热条件.2）校验电压损耗 由图3.1所示工厂平面图量得变电所至2号厂房距离约为86m,而由表8-42查得25mm 9地铝芯电缆m R k /4.00Ω=（按缆芯工作温度75C ︒计）,00.07X =km Ω,又2号厂房地W P k 7630=,kvar 1.8830=Q ,因此按式()NpR qX U U +∆=∑得：V kVkW W U 28.838.0)086.007.0(1.88)086.04.0(k 76=Ω⨯⨯+Ω⨯⨯=∆%5%%2.2%10038028.8%al =∆<=⨯=∆U VVU故满足允许电压损耗地要求. 3) 短路热稳定度校验 按式C MWδ=计算满足短路热稳定地最小截面 22)3(min 9.243mm 7675.021400t mm CI A ima =⨯==∞由于前面按发热条件所选2120mm 地缆心截面小于min A ,不满足短路热稳定要求,故改选缆芯截面为2mm 300地电缆,即选22100033001150VLV --⨯+⨯地四芯聚氯乙烯绝缘地铝芯电缆,中性线芯按不小于相线芯一半选择.（3）馈电给3号厂房（金工车间）地线路亦采用22100033001150VLV --⨯+⨯地四芯聚氯乙烯绝缘地铝芯电缆直埋敷设.1）按发热条件选择 由A I 18930=及地下0.8m 土壤温度25C ︒,查表8-43,初选缆芯截面220mm 1,其30al 212I A I >=,满足发热条件.2）校验电压损耗 由图3.1所示工厂平面图量得变电所至3号厂房距离约为105m,而由表8-42查得2120mm 地铝芯电缆00.31R km =Ω（按缆芯工作温度75C ︒计）,00.07X =km Ω,又3号厂房地W P k 6.8230=,kvar 9330=Q ,因此按式()NpR qX U U +∆=∑得：V kVkW W U 87.838.0)04.007.0(93)105.031.0(2.6k 8=Ω⨯⨯+Ω⨯⨯=∆%5%%3.2%10038087.8%al =∆<=⨯=∆U VVU故满足允许电压损耗地要求. 3) 短路热稳定度校验 按式C MWδ=计算满足短路热稳定地最小截面 22)3(min 9.243mm 7675.021400t mm CI A ima =⨯==∞由于前面按发热条件所选2120mm 地缆心截面小于min A ,不满足短路热稳定要求,故改选缆芯截面为2mm 300地电缆,即选22100033001150VLV --⨯+⨯地四芯聚氯乙烯绝缘地铝芯电缆,中性线芯按不小于相线芯一半选择[6].（4）馈电给4号厂房（工具车间）地线路采用15013003100022⨯+⨯--VLV 地四芯聚氯乙烯绝缘地铝芯电缆直埋敷设.1）按发热条件选择 由A I 5.23530=及地下0.8m 土壤温度25C ︒,查表8-43,初选缆芯截面2150mm ,其30242al I A I =>,满足发热条件.2）校验电压损耗 由图3.1所示工厂平面图量得变电所至4号厂房距离约为150m,而由表8-42查得2150mm 地铝芯电缆00.25R km =Ω（按缆芯工作温度75C ︒计）,00.07X =km Ω,又4号厂房地W P k 6.10330=,kvar 3.11530=Q ,因此按式()NpR qX U U +∆=∑得：V kVkW W U 1.538.0)15.007.0(3.115)15.025.0(03.6k 1=Ω⨯⨯+Ω⨯⨯=∆%5%%3.1%1003801.5%al =∆<=⨯=∆U VVU故满足允许电压损耗地要求. 3) 短路热稳定度校验 按式C MWδ=计算满足短路热稳定地最小截面 22)3(min 9.243mm 7675.021400t mm CI A ima =⨯==∞由于前面按发热条件所选2120mm 地缆心截面小于min A ,不满足短路热稳定要求,故改选缆芯截面为2mm 300地电缆,即选15013003100022⨯+⨯--VLV 地四芯聚氯乙烯绝缘地铝芯电缆,中性线芯按不小于相线芯一半选择.（5）馈电给5号厂房（电镀车间）地线路亦采用22100033001150VLV --⨯+⨯地四芯聚氯乙烯绝缘地铝芯电缆直埋敷设.1）按发热条件选择 由A I 1.19530=及地下0.8m 土壤温度25C ︒,查表8-43,初选缆芯截面2mm 120,其30242al I A I =>,满足发热条件.2）校验电压损耗 由图3.1所示工厂平面图量得变电所至5号厂房距离约为42m,而由表8-42查得2mm 120地铝芯电缆00.31R km =Ω（按缆芯工作温度75C ︒计）,00.07X =km Ω,又5号厂房地W P k 3.9530=,kvar 1.8630=Q ,因此按式()NpR qX U U +∆=∑得：V kVkW W U 93.338.0)044.007.0(1.86)042.031.0(5.3k 9=Ω⨯⨯+Ω⨯⨯=∆%5%%1.1%10038093.3%al =∆<=⨯=∆U VVU故满足允许电压损耗地要求. 3) 短路热稳定度校验 按式C MWδ=计算满足短路热稳定地最小截面 22)3(min 9.243mm 7675.021400t mm CI A ima =⨯==∞由于前面按发热条件所选2120mm 地缆心截面小于min A ,不满足短路热稳定要求,故改选缆芯截面为2mm 300地电缆,即选22100033001150VLV --⨯+⨯地四芯聚氯乙烯绝缘地铝芯电缆,中性线芯按不小于相线芯一半选择.（6）馈电给6号厂房（热处理车间）地线路用22100033001150VLV --⨯+⨯地四芯聚氯乙烯绝缘地铝芯电缆直埋敷设.1）按发热条件选择 由A I 9.12430=及地下0.8m 土壤温度25C ︒,查表8-43,初选缆芯截面2mm 50,其30a 134I A I l >=,满足发热条件.2）校验电压损耗 由图3.1所示工厂平面图量得变电所至6号厂房距离约为55m,而由表8-42查得20mm 5地铝芯电缆km /76.00Ω=R （按缆芯工作温度75C ︒计）,00.07X =km Ω,又4号厂房地W P k 6630=,kvar 4930=Q ,因此按式()NpR qX U U +∆=∑得：V kVkW W U 16.738.0)055.007.0(49)055.076.0(6k 6=Ω⨯⨯+Ω⨯⨯=∆%5%%04.2%10038016.7%al =∆<=⨯=∆U VVU故满足允许电压损耗地要求.3) 短路热稳定度校验 按式C MWδ=计算满足短路热稳定地最小截面 22)3(min 9.243mm 7675.021400t mm CI A ima =⨯==∞由于前面按发热条件所选2120mm 地缆心截面小于min A ,不满足短路热稳定要求,故改选缆芯截面为200mm 3地电缆,即选22100033001150VLV --⨯+⨯地四芯聚氯乙烯绝缘地铝芯电缆,中性线芯按不小于相线芯一半选择.(7)馈电给7号厂房（装配车间）地线路亦用22100033001150VLV --⨯+⨯地四芯聚氯乙烯绝缘地铝芯电缆直埋敷设.1）按发热条件选择 由A I 4.11230=及地下0.8m 土壤温度25C ︒,查表8-43,初选缆芯截面2mm 50,其30a 134I A I l >=,满足发热条件.2）校验电压损耗 由图3.1所示工厂平面图量得变电所至7号厂房距离约为78m,而由表8-42查得20mm 5地铝芯电缆km /76.00Ω=R （按缆芯工作温度75C ︒计）,00.07X =km Ω,又4号厂房地W P k 4.5330=,kvar 3.5130=Q ,因此按式()NpR qX U U +∆=∑得：V kVkW W U 08.938.0)078.007.0(3.51)078.076.0(3.4k 5=Ω⨯⨯+Ω⨯⨯=∆%5%%4.2%10038008.9%al =∆<=⨯=∆U VVU故满足允许电压损耗地要求. 3) 短路热稳定度校验 按式C MWδ=计算满足短路热稳定地最小截面 22)3(min 9.243mm 7675.021400t mm CI A ima =⨯==∞由于前面按发热条件所选2120mm 地缆心截面小于min A ,不满足短路热稳定要求,故改选缆芯截面为200mm 3地电缆,即选22100033001150VLV --⨯+⨯地四芯聚氯乙烯绝缘地铝芯电缆,中性线芯按不小于相线芯一半选择.(8)馈电给8号厂房（机修车间）地线路 亦采用22100033001150VLV --⨯+⨯地四芯聚氯乙烯绝缘地铝芯电缆直埋敷设.1）按发热条件选择 由A I 3.7930=及地下0.8m 土壤温度25C ︒,查表8-43,初选缆芯截面25mm 2,其30a 90I A I l >=,满足发热条件.2）校验电压损耗 由图3.1所示工厂平面图量得变电所至8号厂房距离约为48m,而由表8-42查得25mm 2地铝芯电缆km /51.10Ω=R （按缆芯工作温度75C ︒计）,075.00=X km Ω,又8号厂房地W P k 2.3530=,kvar 5.3830=Q ,因此按式()NpR qX U U +∆=∑得： V kVkW W U 08.738.0)048.0073.0(5.38)048.051.1(5.2k 3=Ω⨯⨯+Ω⨯⨯=∆ %5%%86.1%10038008.7%al =∆<=⨯=∆U VV U 故满足允许电压损耗地要求. 3) 短路热稳定度校验 按式C M Wδ=计算满足短路热稳定地最小截面 22)3(min 9.243mm 7675.021400t mm C I A ima =⨯==∞ 由于前面按发热条件所选2120mm 地缆心截面小于min A ,不满足短路热稳定要求,故改选缆芯截面为200mm 3地电缆,即选22100033001150VLV --⨯+⨯地四芯聚氯乙烯绝缘地铝芯电缆,中性线芯按不小于相线芯一半选择.(9)馈电给9号厂房（锅炉房）地线路 亦采用22100033001150VLV --⨯+⨯地四芯聚氯乙烯绝缘地铝芯电缆直埋敷设.1）按发热条件选择 由A I 11130=及地下0.8m 土壤温度25C ︒,查表8-43,初选缆芯截面2mm 50,其30a 134I A I l >=,满足发热条件.2）校验电压损耗 由图3.1所示工厂平面图量得变电所至9号厂房距离约为65m,而由表8-42查得20mm 5地铝芯电缆km /76.00Ω=R （按缆芯工作温度75C ︒计）,00.07X =km Ω,又4号厂房地W P k 6630=,kvar 4930=Q ,因此按式()NpR qX U U +∆=∑得： V kVkW W U 79.738.0)065.007.0(6.47)065.076.0(5.5k 5=Ω⨯⨯+Ω⨯⨯=∆ %5%%1.2%10038079.7%al =∆<=⨯=∆U VV U 故满足允许电压损耗地要求. 3) 短路热稳定度校验 按式C M Wδ=计算满足短路热稳定地最小截面 22)3(min 9.243mm 7675.021400t mm C I A ima =⨯==∞ 由于前面按发热条件所选2120mm 地缆心截面小于min A ,不满足短路热稳定要求,故改选缆芯截面为200mm 3地电缆,即选5013003100022⨯+⨯--VLV 地四芯聚氯乙烯绝缘地铝芯电缆,中性线芯按不小于相线芯一半选择.(10)馈电给10号厂房（仓库）地线路 亦采用22100033001150VLV --⨯+⨯地四芯聚氯乙烯绝缘地铝芯电缆直埋敷设.1）按发热条件选择 由A I 1.1830=及地下0.8m 土壤温度25C ︒,查表8-43,初选缆芯截面2mm 4,其30a 31I A I l >=,满足发热条件.2）校验电压损耗 由图3.1所示工厂平面图量得变电所至6号厂房距离约为55m,而由表8-42查得2mm 4地铝芯电缆km /45.90Ω=R （按缆芯工作温度75C ︒计）,093.00=X km Ω,又4号厂房地W P k 1.1030=,kvar 2.630=Q ,因此按式()NpR qX U U +∆=∑得： V kVkW W U 1.1538.0)06.0093.0(2.6)06.045.9(0.1k 1=Ω⨯⨯+Ω⨯⨯=∆ %5%%9.3%1003801.15%al =∆<=⨯=∆U VV U 故满足允许电压损耗地要求. 3) 短路热稳定度校验 按式C M W δ=计算满足短路热稳定地最小截面22)3(min 9.243mm 7675.021400t mm C I A ima =⨯==∞ 由于前面按发热条件所选2120mm 地缆心截面小于min A ,不满足短路热稳定要求,故改选缆芯截面为200mm 3地电缆,即选22100033001150VLV --⨯+⨯地四芯聚氯乙烯绝缘地铝芯电缆,中性线芯按不小于相线芯一半选择.（11）馈电给生活区地线路 采用BLX-1000型铝芯橡皮绝缘线架空敷设.1）按发热条件选择 由A I 7.42030=及室外环境温度为C O 32,查表8-40,初选BLX-10002401⨯-,其C O 32时地30a 455I A I l >=,满足发热条件.2）校验机械强度 查表8-35,最小允许截面积2min 10A mm =,因此BLX-10002401⨯-满足机械强度要求.3）校验电压损耗 由图3.1所示工厂平面图量得变电所至生活区负荷中心距离约86m,而由表8-36查得其阻抗与BLX-10002401⨯-近似等值地LJ-240地阻抗km /14.00Ω=R ,30.00=X km Ω,又生活区W P k 6.26830=,kvar 3.6730=Q ,因此按式()NpR qX U U +∆=∑得： V kVkW W U 61.638.0)086.003.0(3.67)086.014.0(68.6k 2=Ω⨯⨯+Ω⨯⨯=∆ %5%%74.1%10038061.6%al =∆<=⨯=∆U V V U 故满足允许电压损耗地要求.7.3 作为备用电源地高压联络线地选择校验采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘地铝芯电缆,直接埋地敷设,与相距约2km 地邻近单位变配电所地10kV 母线相联.(1)按发热条件选择工厂二级负荷容量共332.7KVA,A KV KVA I 2.19)103(7.33230=⨯=,而最热月土壤平均温度为25C ︒,因此查表8-44,初选缆芯截面为225mm 地交联聚乙烯绝缘铝芯电缆,其3090al I A I =>,满足发热条件.(2)校验电压损耗 由表8-42可查得缆芯为25mm 地铝芯电缆地0R =1.54km Ω (缆芯温度按80C ︒计),0X =0.12km Ω,而二级负荷地kw Q P 228,kw 2423030==线路长度按2km 计,因此按式()N pR qX U U +∆=∑得： V kVkW W U 1.8010)212.0(228)254.1(k 242=Ω⨯⨯+Ω⨯⨯=∆ %5%%8.0%100100001.80%al =∆<=⨯=∆U VV U 故满足允许电压损耗地要求.(3)短路热稳定校验 按本变电所高压侧短路校验,由前述引入电缆地短路热稳定校验,可知缆芯225mm 地交联电缆是满足短路热稳定要求地.综合以上所选变电所进出线和联络线地导线和电缆型号规格如表7.1所示.表7.1变电所进出线和联络线地导线和电缆型号规格8 电气主接线图8.1 二次回路方案选择1)二次回路电源选择二次回路操作电源有直流电源,交流电源之分.考虑到交流操作电源可使二次回路大大简化,投资大大减少,且工作可靠,维护方便.这里采用交流操作电源.2)高压断路器地控制和信号回路高压断路器地控制回路取决于操作机构地形式和操作电源地类别.结合上面设备地选择和电源选择,采用弹簧操作机构地断路器控制和信号回路.3)电测量仪表与绝缘监视装置这里根据GBJ63-1990地规范要求选用合适地电测量仪表并配用相应绝缘监视装置.a)10KV电源进线上：电能计量柜装设有功电能表和无功电能表；为了解负荷电流,装设电流表一只.b)变电所每段母线上：装设电压表测量电压并装设绝缘检测装置.c)电力变压器高压侧：装设电流表和有功电能表各一只.d)380V地电源进线和变压器低压侧：各装一只电流表.e)低压动力线路：装设电流表一只.4)电测量仪表与绝缘监视装置在二次回路中安装自动重合闸装置、备用电源自动投入装置.8.2 继电保护地整定继电保护要求具有选择性,速动性,可靠性及灵敏性.由于本厂地高压线路不很长,容量不很大,因此继电保护装置比较简单.对线路地相间短路保护,主要采用带时限地过电流保护和瞬时动作地电流速断保护；对线路地单相接地保护采用绝缘监视装置,装设在变电所高压母线上,动作于信号.继电保护装置地接线方式采用两相两继电器式接线；继电保护装置地操作方式采用交流操作电源供电中地“去分流跳闸”操作方式；带时限过电流保护采用反时。

「某机械厂降压变电所的电气设计」机械厂的降压变电所是该厂电力系统的重要组成部分，其电气设计需要满足工艺流程需求和相关电力设备的要求。

本文将对该降压变电所的电气设计进行详细介绍。

首先，根据工艺流程及设备要求，确定了变电所的容量和电压等级。

经过综合考虑，确定了该工地的降压变电所的容量为1000KVA，中压侧额定电压为10KV，低压侧额定电压为0.4KV。

根据变电所的负荷需求及工艺流程，设计了变电所的主要电气系统和设备，包括高压侧进线柜、10KV主变压器、低压配电柜等。

其中，高压侧进线柜采用了固定式进线柜，能够对10KV进线的电能进行安全的接入和切断。

主变压器选择了适当容量的变压器，可以进行中压侧到低压侧的电能变压。

低压配电柜则用于对变压器输出的低压电能进行分配和控制。

根据电气安装规范和设备使用要求，进行了降压变电所的布置设计。

根据设备的尺寸和安全距离要求，合理安排了高低压设备的布置位置，并保证了设备之间的安全间距。

此外，在设备的周围还设置了足够的通道和未来的扩容空间。

为了保证降压变电所的安全可靠运行，进行了相应的电气保护和接地设计。

电气保护方面，采用了过电流保护、短路保护、过载保护等安全措施，能够对系统的异常情况进行及时切断和保护。

接地设计方面，根据电气设备的接地要求，设计了合适规模的接地装置，确保电气设备和工人的安全。

此外，还进行了低压配电系统的设计。

根据工艺流程和设备需求，设计了适当容量的低压配电柜，并设置了合适的断路器、接触器和保护装置，以实现对电能的分配和控制。

同时，根据设备的耗电量、负载需求等因素，合理划分了不同区域的配电线路和断路器。

最后，对降压变电所的接线和布线进行了详细设计。

根据设备的电气连接要求，进行了线缆的选择和敷设方案的设计。

在敷设时，考虑了线缆长度、散热、敷设通道等因素，避免了电缆拥挤、短路等问题。

总之，机械厂降压变电所的电气设计充分考虑了工艺流程需求和设备要求，通过合理选择设备、布置设计、保护装置和接线布线等措施，确保了系统的安全可靠运行。

某冶金机械厂降压变电所的电气设计(1)某冶金机械厂降压变电所的电气设计1.设计资料1.1工厂总平面图工厂总平面图如图1所示图1 工厂总平面图1.2工厂负荷情况该厂多数车间为两班制，年最大负荷小时数为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处，其余为三级负荷。

该厂的负荷统计资料如下表1。

表1 工厂各车间负荷情况厂房编厂房名负荷类设备容量需要系数功率因数tan1 铸造车间动力520 0.4 0.7 1.02照明10 0.9 1.0 02 锻压车间动力240 0.3 0.65 1.17照明10 0.9 1.0 03 金工动力390 0.32 0.65 1.12车间照明10 0.9 1.0 04 工具车间动力290 0.35 0.65 1.33照明10 0.9 1.0 0续表1厂房编厂房名负荷类设备容量需要系数功率因数tan5 电镀车间动力450 0.6 0.80 0.75照明10 0.9 1.0 06 热处理车间动力260 0.62 0.82 0.82照明10 0.9 1.0 07 装配车间动力170 0.4 0.75 1.02照明10 0.9 1.0 08 机修车间动力100 0.3 0.7 1.17照明 5 0.9 1.0 09锅炉车间动力115 0.8 0.8 1.05 照明 3 0.9 1.0 010仓库动力50 0.4 0.9 0.75照明 2 0.9 1.0 0 11生活区照明400 0.8 1.0 0.481.3供电电源情况按照工厂与当地供电部门登定的供用电协议规定，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LGT-150(0.36 Ω/km)，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。

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。

1.4气象资料本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℃。

某机械厂降压变电所电气设计说明书目录摘要 (1)第1章绪论 (2)1.1 (2)1.2 工厂总平面图 (2)1.3 工厂内部和周边情况 (2)第2章负荷计算和无功功率补偿 (4)2.1 负荷计算 (4)2.1.1 单组用电设备计算负荷的计算公式 (4)2.1.2 多组用电设备计算负荷的计算公式 (4)2.2 无功功率补偿 (5)第3章变电所位置和接线方案的选择 (8)3.1 变配电所的位置选择 (8)3.2 变电所主接线方案 (9)3.3变压器型号的选择 (10)3.4变电所进出线与临近单位联络线的选择 (13)第4章短路电流的计算 (14)4.1 短路电流 (14)4.2 绘制计算电路 (15)4.3 确定短路计算基准值 (15)4.4 计算短路电路中各个元件的电抗标幺值 (16)第5章降压变电所防雷与接地装置的设计 (17)5.1 变电所的防雷保护 (17)5.1.1 直接防雷保护 (17)5.1.2 雷电侵入波的防护 (17)5.2 变电所公共接地装置的设计 (17)5.2.1 接地电阻的要求 (17)5.2.2 接地装置的设计 (18)结论 (19)参考文献 (21)致谢 (20)摘要为保障工业生产安全进行，保证电能合理分配、输送，灵活改变运行方式。

特进行本次设计。

本设计主要阐述了对机械厂总降压变电所的电气设计方案。

在设计中进行了对工厂负荷的统计计算；变电所位置与型式的选择；变电所主变压器及主接线方案的选择；短路电流的计算；变电所进出线与邻近单位联络线的选择；降压变电所防雷与接地装置的设计等。

本机械厂降压变电所电气设计为毕业设计，其目的是通过设计实践，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。

关键词：工厂供电，变电所，无功功率补偿，变压器，短路电流计算，一次设备，避雷器。

第一章 前言 1.1 设计背景本次设计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，确定变电所的位置和型式，确定变电所主变压器的台数、容量与类型，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。

电力工程课程设计说明书某机械厂降压变电所的电气设计学生姓名：______________ 学号： ___________________ 学院：计算机与控制工程学院 _______________专业： _______ 电气工程及其自动化______________指导教师：__________________________________2015年7 月电力工程基础课程设计任务书2014〜2015 ______ 学年第2 学期学院：计算机与控制工程学院___________专业：_____________ 电气工程及其自动化___________学生姓名：学号：课程设计题目：XX厂降压变电所电气部分设计起迄日期：2015.6月28日〜7月11日课程设计地点：___________________ 07803 _____________ 指导教师： ______________________ 秦鹏__________________学科部副主任：下达任务书日期：2013 年6月3日课程设计任务书1设计目的：re・■ m ■・n ■・!!■■■・・・・in ・■ n・■■・!!■■■・・・・in ・■ im ■ hn ■・!!■■■・・■YH・・in ・■ im ■■・a-K・・■YH・・ n ・■ iw・■■・!■■■■・・aY.・mn ・■ rr・■ 9TB ■・ii-K・・・・w ・■ m ・■■・》-■・・BY ・・・■ w ・■■・》-■・・n ・・・■ :n ・■ vrc ■・》-■・・■■■■・・・■ s-e・■日通过本课程设计，巩固和加深在《电力系统分析》和《电力工程基础原理》课程中所学的理论知识，基本掌握变电所电气部分设计的一般方法，提高电气设计的设计能力,为今后从事生产和科研工作打下一定的基础。

4、气象资料：本厂所在地年最高温度30C，年平均气温为10C，年最低温度为-15 C,年最热月平均最高温度25C，年最热月平均气温为28C，年最热月地下0.8M处平均温度25C，常年主导风向为北风，覆冰厚度是3CM年雷暴日数25天。

某机械厂降压变电所的电气设计1. 引言本文档旨在对某机械厂降压变电所的电气设计进行详细介绍和说明。

该变电所是为了满足机械厂正常运营所需的电能供应而建设的。

电气设计是变电所建设的关键环节，包括供电系统、变压器选型、保护设备等方面的设计。

2. 变电所概述2.1 变电所位置和规模该变电所位于某机械厂占地面积内，距离主生产区较近，方便供电。

变电所设计容量为XXX kW，以满足全厂的电能需求。

2.2 变电所布置图变电所布置图如下所示：变电所布置图变电所布置图3. 供电系统设计供电系统设计是变电所电气设计的核心之一，包括主要设备的选型和系统的配置。

3.1 主变压器选型根据机械厂的电能需求以及电网情况，我们选择了一台XXX kVA的主变压器作为供电系统的核心设备。

主变压器的选型需要考虑负载容量、变比、温升等因素，以确保电能的稳定供应。

3.2 主开关柜设计主开关柜作为供电系统的控制中心，选用合适的开关设备和保护装置非常重要。

我们选择了XXX型号的主开关柜，配备了过电流保护装置、欠压保护装置等功能，以保证供电系统的可靠性和安全性。

3.3 配电柜设计变电所配电柜的设计需要考虑供电负荷的分配和系统的可靠性。

根据实际需求，我们设计了多台配电柜，分别连接到不同的设备和区域。

配电柜配备了相应的断路器、接触器、电能表等设备，以实现对不同电路的控制和计量。

4. 保护系统设计为了确保供电系统的安全运行，我们设计了完善的保护系统，包括过电流保护、短路保护、接地保护等。

4.1 过电流保护过电流保护是变电所保护系统的重要组成部分。

我们选用了电流互感器配合继电器，实现对供电系统中过电流的及时检测和保护。

4.2 短路保护短路保护是变电所保护系统的另一个关键方面。

我们选择了短路保护器件，实现对供电系统中短路故障的迅速切断和保护，以避免设备损坏和人员安全事故的发生。

4.3 接地保护为确保供电系统的安全接地，我们设计了接地系统。

接地系统包括接地装置和接地线，通过对设备和设施的接地，降低了电气设备的绝缘电阻，减少了触电危险。

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10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10.干线首端所装设的高压断路器断流容量为500，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100，电缆线路长度为25。

表1 工厂负荷统计资料厂房编号厂房名称负荷类别设备容量需用系数功率因数1 铸造车间动力400 0.4 0.70照明10 0.8 1.002 锻造车间动力300 0.2 0.65照明10 0.8 1.003 金工车间动力350 0.2 0.65照明10 0.7 1.004 工具车间动力380 0.2 0.60照明10 0.8 1.005 电镀车间动力260 0.5 0.80照明7 0.7 1.006 热处理室动力200 0.5 0.75照明8 0.7 1.007 装配车间动力150 0.4 0.70照明 5 0.8 1.008 机修车间动力150 0.3 0.60照明 4 0.7 1.009 锅炉房动力80 0.7 0.8照明 1 0.9 1.0010 仓库动力25 0.4 0.80 照明 1 0.9 1.0011 生活区动力300 0.8 1.004.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℃。