某机械厂供电系统设计

ʌ项目介绍ɔ某新建机械厂，初步设计其供配电系统电气部分，设计内容包括：选择高压配电所位置㊁配变电所的负荷计算及无功功率的补偿计算，车间变压器台数和容量㊁形式的确定，变配电所主接线方式的选择，高压配电线路接线方式的选择，高低压配电线路及导线截面积选择，短路计算和开关设备的选择，继电保护的整定计算，防雷保护与接地装置设计等㊂主要基础资料如下：1.负荷情况该机械厂主要生产长尾夹㊁牛头夹㊁圆形弹簧夹㊁山形弹簧夹㊁磁力夹㊁板夹㊁各式塑料夹㊁回形针㊁起钉器㊁书圈㊁磁力钩㊁书立等系列产品，设有模具车间㊁冲件车间㊁热处理车间㊁电泳车间㊁喷涂车间㊁发黑车间㊁电镀车间和包装车间㊂该厂大部分车间为三班制，年最大有功负荷利用小时数为5000h㊂车间负荷情况见表6-1㊂表6-1㊀车间负荷情况编号厂房名称设备容量/kW需要系数功率因数1模具车间4400.350.652冲件车间5500.500.703热处理车间6800.550.754电泳车间2800.400.755喷涂车间3200.500.756发黑车间2500.550.757电镀车间2400.500.708包装车间1100.750.809综合楼1600.750.902.供电电源情况按照该厂与当地电业部门签订的供用电协议规定，可从某35V/10kV地区变电站取得工作电源㊂该35V/10kV地区变距离本厂约为1km，10kV母线短路数据：S（3）k.max=340MVA㊁S（3）k.min=180MVA㊂要求该厂：①过电流保护整定时间不大于1.0s；②在工厂10kV电源侧进行电能计量；③功率因数应不低于0.92㊂3.工厂自然条件年最高气温为39ħ，年平均气温为23ħ，年最低气温为-5ħ，年最热月平均最高气温㊃261㊃为33ħ，年最热月平均气温为26ħ，年最热月地下0.8m处平均温度为25ħ㊂主导风向为南风，年雷暴日数为52㊂平均海拔为22m，地层以砂黏土为主㊂4.电费制度按两部电价制交纳电费，基本电价为20元/（kVA㊃月），电度电价为0.5元/kWh㊂ʌ项目目标ɔ专业能力目标掌握高压配电网的接线方式及接线特点方法能力目标理解工业企业供配电线路的结构形式并根据负荷等级选择电气主接线社会能力目标能根据企业实际情况设计电气主接线ʌ主要任务ɔ任务工作内容计划时间完成情况1工厂电力线路及接线方式的选择2工厂电力线路结构及敷设3导线和电缆的选择及计算4工厂电力线路电气安装图的绘制5工厂电力线路的运行与维护任务1　工厂电力线路及接线方式的选择ʌ任务导读ɔ工厂各配电系统，包括总降压变电所㊁配电所㊁车间变电所和高压用电设备以及主接线方式㊂当然，有的供配电系统的组成不一定全部包括以上几个，是否需要总降压变电所，是否建配电所，取决于工厂和电源间的距离㊁工厂的总负荷及其在各车间的分布，以及变电所间的相对位置，厂区内的配电方式和本地区电网的供电条件等㊂如果上述组成都是需要的，在工厂内部的供电系统也可能有各种组合方案，组合方案的变化必然会影响到投资费用和运行费用的变化㊂因此，进行不同的方案设计，选择合适的主接线方式，进行经济技术比较，得出可靠㊁合理㊁经济的方案㊂ʌ任务目标ɔ1.掌握工厂配电系统的接线方式及其特点㊂2.掌握车间低压放射式网络的接线方式㊂ʌ任务分析ɔ工厂电力线路按电压高低分为高压配电网络和低压配电网络㊂高压配电网络的作用是从总降压变电所向各车间变电所或高压用电设备供配电，低压配电网的作用是从车间变电所向各用电设备供配电，直观地表示了变配电所的结构特点㊁运行性能㊁使用电气设备的多少及前后安排等，对变配电所安全运行㊁电气设备选择㊁配电装置布置和电能质量都起着决定性的作用㊂ʌ知识准备ɔ工业企业供电网络包括厂区高压配电网络与车间低压配电网络两部分㊂高压配电网络指㊃361㊃从总降压变电所至各车间变电所或高压用电设备之间的6 10kV 高压配电系统；低压配电网络指从车间变电所至各低压用电设备的380V /220V 低压配电系统㊂选择接线方式主要考虑以下因素：1）供电的可靠性㊂2）有色金属消耗量㊂3）基建投资㊂4）线路的电能损失和电压损失㊂5）是否便于运行㊂6）是否有利于将来发展等㊂一㊁工厂配电系统接线方式工厂配电系统的基本接线方式有三种：放射式㊁树干式和环式㊂各工厂供电系统采用哪种接线方式，要根据负荷对供电可靠性的要求㊁投资大小㊁运行维护方便及长远规划等原则分析确定㊂1.放射式线路放射式线路又分为单回路放射式线路㊁双回路放射式线路和具有公共备用线路的放射式线路㊂单回路放射式线路是由工厂总变配电所6 10kV 母线上每一条回路直接向车间变配电所或高压设备供电，沿线不再接其他负荷㊂它的优点是线路敷设㊁保护装置简单，操作维护方便，易于实现自动化；缺点是从总变配电所出线较多，高压设备多，投资较大㊂特别是在任一线路上发生故障或检修时，该线路就要停电，因而供电可靠性不高，一般用于三级负荷图6-1㊀单回路放射式线路和部分次要的二级负荷供电，如图6-1所示㊂双回路放射式线路是对任一变配电所采用双回路线路供电的方式㊂其中，图6-2a 是单电源供电，图6-2b 是双电源供电㊂在双回路放射式线路中，当其中一条回路发生故障或检修时，可由另一条回路给全部负荷继续供电，提高了供电的可靠性，可用于二级负荷供电㊂但所需高压设备较多，投资也较大㊂图6-2㊀双回路放射式线路a）单电源供电㊀b）双电源供电㊃461㊃当采用如图6-3所示的具有公共备用线路的放射式线路供电时，如果任一回路线路发生故障时，只需经过短时的 倒闸操作 后，可由备用干线继续供电㊂这种线路供电可靠性较高，可适用于各级负荷供电㊂图6-3㊀具有公共备用线路的放射式线路图6-4㊀直接连接树干式线路2.树干式线路树干式线路是指线路分布像树干一样，既有主干，也有分支㊂它可分为直接连接树干式和串联型树干式两种形式㊂直接连接树干式线路如图6-4所示㊂从总变配电所引出的每路高压干线在厂区内沿车间厂房或道路敷设，每个车间变配电所或高压设备直接从干线上接出分支供电㊂这种线路的优点是配电设备少㊁投资小；缺点是干线发生故障或检修时会造成大面积停电；因而分支数目限制在5个以内，其供电可靠性差，只适用于三级负荷㊂3.高压环式接线高压环式接线实际上是两端供电的树干式接线，如图6-5所示㊂两路树干式接线尾端连接起来就构成了环式接线㊂这种接线方式运行灵活，供电可靠性高，线路检修时可切换电源，故障时可切除故障线段，缩短停电时间，可供二㊁三级负荷，在现代化城市电网中应用较广泛㊂由于闭环运行时继电保护整定较复杂，同时也为避免环式线路上发生故障时影响整个电网，因此，为了限制系统短路容量，简化继电保护，大多数环式线路采用 开环 运行方式，即环式线路中有一处开关是断开的㊂通常采用以负荷开关为主开关的高压环网柜作为配电设备㊂实际供配电系统的高压接线往往是几种接线方式的组合㊂究竟采用什么接线方式，应根据具体情况，考虑对供电可靠性的要求，经技术经济综合比较后才能确定㊂一般来说，对大中型工厂，高压配电系统宜优先考虑采用放射式接线，因为放射式接线的供电可靠性较高，便于运行管理，但放射式的投资较大㊂对于供电可靠性要求不高的辅助生产区和生活住宅㊃561㊃图6-5㊀高压环式接线区，可考虑采用树干式或环式配电㊂二㊁车间低压供电网络的接线方式1.低压放射式供电线路低压放射式供电线路如图6-6所示，其中图6-6a 为带集中负荷的一级放射式线路，图6-6b 为带分区集中负荷的两级放射式线路㊂放射式供电线路适用于车间负荷比较集中且负荷分布在车间不同方向㊁用电设备容量较大的条件下，如果车间有多台电动机传动的设备，虽然容量较小，亦可采用㊂它的特点是操作方便㊁灵活，任一干线故障时，不影响其他干线，但投资较大，施工复杂㊂图6-6㊀低压放射式供电线路a）一级放射式㊀b）两级放射式2.低压树干式供电线路低压树干式供电线路如图6-7所示㊂运行经验表明，只要施工质量符合要求，干线上分支点不超过5个时，这种供电方式是可靠的，且故障后容易恢复㊂它与放射式相比，可节省低压配电设备，缩短线路总长度，且施工简单㊂图6-8表示树干式供电线路的演变形式㊂图6-8a 为变压器 干线供电线路，广泛用于机械加工车间㊂当采用插接式母线时，它可以随工艺过程的改变任意移动用电设备而无需另外安装配电盘㊂图6-8b 为链环式供电线路，每条线路以串接3个配电箱为限；如果串接同一生产系统中的小容量电动机（不重要的用电设备），则以不超过5个为宜㊂3.低压混合式供电线路根据工业企业中的车间低压负荷分布特点，很少采用单一的放射式或树干式供电系统，一般多为混合式供电系统，如图6-9所示，车间内动力线路和照明线路应分开，以免相互影响㊂正常运行时，事故照明和工作照明同时投入以交流供电㊂当交流电发生故障时，则自动地将事故照明切换到蓄电池组或其他独立电源供电㊂对重要的用电设备，可以从两台分别运行的变压器低压母线分别引出线路交叉供电，或者在低压母线上装设自动投入装置，以保证㊃661㊃图6-7㊀低压树干式供电系统图6-8㊀低压树干式供电线路网络演变形式a）变压器干线式㊀b）链环式供电线路供电的可靠性㊂图6-9㊀低压混合式供电系统ʌ任务实施ɔ讨论ʌ项目介绍ɔ中某新建机械厂配电系统接线方式㊂姓名专业班级学号任务内容及名称1.任务实施目的2.任务完成时间：1学时3.任务实施内容及方法步骤4.分析结论指导教师评语（成绩）年㊀月㊀日㊃761㊃ʌ任务总结ɔ通过本任务的学习，让学生掌握放射式㊁树干式和环式三种工厂配电系统的基本接线方式的结构和特点，掌握低压放射式供电线路㊁低压树干式供电线路㊁低压混合式供电线路三种车间低压供电网络的接线方式的结构和特点㊂任务2　工厂电力线路结构及敷设ʌ任务导读ɔ工业企业电力线路有架空线路㊁电缆线路和车间线路㊂架空线路结构简单㊁成本低㊁易于检修及维护，因此被广泛采用，但采用架空线路时线路纵横交错，占地较大，影响厂区美化㊂电缆线路虽然具有成本高㊁投资大㊁维修不便等缺点，但是它具有运行可靠㊁可避免雷电危害和机械损伤㊁不卡地面㊁环境影响小㊁利于美化等优点，在现代化企业中应用越来越广泛㊂ʌ任务目标ɔ1.掌握工厂配电系统的接线方式及其特点㊂2.掌握车间低压放射式网络的接线方式㊂ʌ任务分析ɔ工业企业供配电线路经常采用的结构形式有三种：厂区架空线路㊁厂区电缆线路和车间户内配电线路㊂工厂企业内部电力线路按电压高低分为高压配电网络和低压配电网络㊂高压配电网络的作用是从总降压变电所向各车间变电所或高压用电设备供配电，低压配电网的作用是从车间变电所向各用电设备供配电，直观地表示了变配电所的结构特点㊁运行性能㊁使用电气设备的多少及前后安排等，对变配电所安全运行㊁电气设备选择㊁配电装置布置和电能质量都起着决定性作用㊂ʌ知识准备ɔ在工业企业中电能的输送和分配，是通过供配电线路实现的㊂工业企业内部供配电网络尽管供电半径小，但负荷类型多，操作频繁，厂房环境复杂（高温㊁多粉尘以及与管道㊁轨道交错等），配电线路总长通常超过企业受电线路，且具有不同于区域电力网的特点㊂工业企业供配电线路经常采用的结构形式有三种：厂区架空线路㊁厂区电缆线路和车间户内配电线路㊂一㊁厂区架空线路架空线路的优点是成本低㊁投资少㊁施工快㊁维护检修方便，易于发现和排除故障等；它的缺点是易受外界条件（雷雨㊁风雪及工业粉尘㊁气体等）影响，受厂区建筑布局限制，不能普遍采用㊂但由于架空线路比电缆线路节省1/2 4/5的投资，因此在工业企业中凡有可能都优先采用架空线㊂架空线路由导线㊁杆塔（包括横担）㊁绝缘子和金具构成㊂1.导线架空线路所采用的主要导电材料是铜绞线㊁铝绞线和钢芯铝绞线㊂铜绞线是较好的导电㊃861㊃材料，它具有较好的电导率[γ=53mS/m（1mS/m=1m/Ω㊃mm2）]，机械强度高，抗拉强度大（σ=380MPa）㊂铝绞线的电导率较小（γ=32mS/m），抗拉强度也低（σ=160MPa）㊂但铝的资源比铜丰富，因此应尽量采用铝绞线㊂为了弥补铝绞线机械强度低的不足，在高压大档距的架空线路上，可以采用钢芯铝绞线㊂各电压级的电力网输送容量与距离都有一定的范围，例如，0.38kV电压级的输送功率为100kW以下，输送距离不超过0.6km；10kV电压级的输送功率为200 2000kW，输送距离为6 22km；35kV电压级的输送功率为2000 10000kW，输送距离为20 50km㊂导线敷设应保持相互足够距离，在风吹摇摆下仍能可靠绝缘㊂线间距离与线路电压㊁线路档距有关，并考虑所在地区的气候区类别，具体可查阅有关资料㊂架空线的档距指相邻两电杆的距离㊂不同电压架空线路的档距是不同的，如35kV一般为150m以上，6 10kV为80 120m，380V为50 60m㊂架空线对地面㊁水面以及其他跨越物均应保持足够安全距离，并应按最大弧垂（导线下垂距离）校验㊂此外，架空线对房屋建筑物以及与其他线路交叉时的最小距离也有要求，具体可查规程㊂2.杆塔及绝缘子架空线杆塔按材质划分，有木杆㊁水泥杆㊁铁塔三种，工业企业中常用水泥杆㊂杆塔从作用上可划分为六种形式，见表6-2，其应用示例如图6-10所示㊂表6-2㊀各种类型电杆的区别杆型用㊀途杆顶结构有无拉线直线杆㊀支持导线㊁绝缘子㊁金具等重量，承受侧面的风力；占全部电杆数的80%以上㊀单杆㊁针式绝缘子或悬式绝缘子或陶瓷担㊀无拉线有拉线的直线杆㊀除一般直线杆用途外，尚有用于防止大范围歪杆和不太重要的交叉跨越处㊀同直线杆，悬式绝缘子用固定式线夹㊀有侧面拉线或顺档拉线轻乘杆㊀能承受部分导线断线的拉力，用在跨越和交叉处（10kV及以下线路，不考虑断线）㊀负担要加强，采用双绝缘子或双陶瓷担固定㊀有拉线转角杆㊀用在线路转角处，承受两侧导线的合力㊀转角在30ʎ，可采用双担双针式绝缘子；45ʎ以上的采用悬式绝缘子㊁耐张线夹，6kV以下可采用蝶式绝缘子㊀有与导线反向拉线机反合力方向的拉线耐张杆㊀能承受一侧导线的拉力，用于限制断线事故影响范围和架线时紧张终端杆㊀承受全部导线的拉力，用于线路的首段或终端㊀双担悬式绝缘子㊁耐张线夹或蝶式绝缘子㊀有四面拉线㊀有与导线反向的拉线分支杆㊀用于10kV及以下由干线外分支线处，向一侧分支的为丁字形；向两侧分支的为十字形㊀上㊁下层分别由两种杆型构成，如丁字形上层不限，下层为终端等㊀根据需要加拉线㊃961㊃图6-10㊀各种杆塔应用地点及其用途各种电杆上的横担，目前多用70mmˑ70mmˑ6mm角钢制成，并根据线路电压以及杆线类型决定其长度㊂如10kV线路直线杆横担长为2.3 2.4m，低压横担长为1.5 1.7m㊂10kV大档距耐张杆，如果用双杆组成的Ⅱ型杆，则应用两根4m长的铁横担，夹固于两根电杆上㊂高压线路上常用的横担形式及支撑种类如图6-11和图6-12所示㊂图6-11㊀高压线路中常用的横担形式a）丁字形㊀b）叉股形㊀c）之字形㊀d）弓箭形图6-12㊀支撑种类a）扁形支撑㊀b）圆铁支撑㊀c）三角铁元宝支撑敷设导线用的瓷绝缘子，常用以下几种：1）1kV以下的线路，用PD-1㊁PD1-1型低压针式瓷绝缘子㊂㊃071㊃2）6 10kV线路，用P-6㊁P-10M型高压针式瓷绝缘子㊂3）10 35kV线路，用P-15M㊁P-35M型针式瓷绝缘子㊂4）35kV以上的线路，用X-4.5悬式瓷绝缘子串㊂各种瓷绝缘子外形如图6-13所示㊂图6-13㊀各种瓷绝缘子的外形图a）低压针式㊀b）高压针式㊀c）悬式3.架空线路设计架空线路设计内容包括确定路径㊁选定杆位㊁选择导线㊁确定杆型㊁绘制图样㊁开列清单和做出预算等项工作㊂路径的选择应力求线路最短，并尽可能避免交叉跨越，避开污秽环境㊂选定杆位时，首先确定首端㊁末端电杆及转角杆位置，并在它们之间按适当档距确定中间位置㊂若线路跨越范围内有遮挡物时，应保证足够的对地距离㊂总之，应设法使线路与跨越物保持尽可能大的距离㊂确定杆高，以规程要求的导线对地距离为基础，加上最高温度时的弧垂，得到横担对地高度，再加横担至杆顶的距离，便得到电杆在地面上部分的长度㊂电杆埋深约占电杆总高长度的1/6，按此比例求得电杆总长㊂目前常用的离心式钢筋混凝土圆杆有下列几种规格，可根据需要选用㊂1）拔梢整杆：梢径ϕ150mm，杆长分7m㊁8m㊁9m㊁10m等几种；梢径ϕ190mm，杆长分10m㊁11m㊁12m㊁15m等几种㊂2）分段梢杆：上段梢径ϕ190mm，段长分6m㊁9m等几种；下段梢径ϕ310mm，段长分6m㊁9m等几种㊂3）等径杆：上段直径ϕ300mm，段长分6m㊁9m等几种；下段直径：ϕ300mm，段长分6m㊁9m等几种㊂二㊁厂区电缆线路电缆线路虽然成本高㊁投资大，但它不受外界影响，运行可靠，在有腐蚀性气体和易燃㊁易爆的场所应用，尤为适宜㊂㊃171㊃1.电缆的选用工业企业常用电缆，依其绝缘材料的不同，大致可分为油浸纸绝缘和塑料绝缘两大类㊂油浸纸绝缘电力电缆耐压高㊁载流大㊁寿命长，目前应用广泛㊂但不能用于高低差距大的场合，以防浸渍的油下流㊂塑料绝缘电力电缆，以聚氯乙烯或交联聚乙烯为绝缘，并以聚氯乙烯制护套，能够节省大量铝或铅，而且重量轻㊁抗腐蚀，敷设时高低差距不受限制㊂但它耐压较低（聚氯乙烯绝缘可在6kV，利用交联聚乙烯作绝缘的电缆已有35kV产品），寿命稍短㊂此外，尚有橡胶绝缘电缆，与塑料绝缘电缆类似㊂电缆从防护外界损伤的角度，可分为铠装与无铠装两类㊂铠装能保护电缆免受机械外力损伤，其中钢带铠装能承受机械外力，但不能承受拉力；细钢丝铠装除能承受机械外力外，还可承受相当拉力，而粗钢丝铠装则可承受更大拉力㊂油浸纸绝缘电力电缆的最外层常以浸有沥青的黄麻保护，称为 外被层 ㊂在电缆埋地敷设时，它能抗腐蚀，起保护电缆作用㊂但因其易燃，室内敷设时应选用无外被层的 裸 电缆，以防火灾㊂此外，电缆外护层尚可加有聚乙烯塑料护套（如防腐型电缆）㊂在电缆型号中以不同的数字组合表示外护层的特点：若型号中有 0 表示无防护层； 1 表示麻被护层； 2 表示具有双钢带铠装； 3 表示细钢丝铠装； 5 表示粗钢丝铠装㊂例如，ZLL-30即纸绝缘铝芯护套裸细圆钢丝铠装电缆㊂根据上述电缆本身所具有的结构特点，选择电缆型号的主要原则是：1）电缆的额定电压应大于或等于所在网络的额定电压，电缆的最高工作电压不得超过其额定电压的1.15%㊂2）电力电缆应尽量采用铝芯，只有需要移动时或在振动剧烈的场所才用铜芯电缆㊂3）敷设在电缆构筑物内的电缆宜用裸铠装电缆㊁裸铝（铅）包电缆或塑料护套电缆㊂4）直接埋地敷设的电缆应选用有外被层的铠装电缆，在无机械损伤可能的场所，也可采用聚氯乙烯护套或（铅）包麻被电缆㊂5）周围有腐蚀性介质的场所，应视介质情况，分别采用不同的电缆护套㊂在有腐蚀性的土壤中，一般不采用电缆直埋，否则应采用有特殊防腐层的防腐型电缆㊂6）垂直敷设及高低差距较大时，应选用不滴流电缆或全塑电缆㊂7）移动式机械应选用重型橡套电缆（如YHC型）；用于连接变压器气体继电器㊁温度表的线路，应选用船用橡胶绝缘耐油橡套电缆（CHY型）等有耐油能力的电缆㊂2.电缆的敷设电缆的敷设方式如图6-14所示㊂其中电缆隧道敷设方式（见图6-14a）虽然对电缆的敷设㊁维护都很方便，但投资高，除电缆并行根数很多以外一般很少采用；电缆排管敷设方法（见图6-14f）因为施工㊁检修困难，且散热差，除非在狭窄地段或与道路交叉处，一般也很少采用；悬挂在电缆吊架顶棚的电缆明敷（见图6-14d）主要用在车间内部，而当楼板下电缆很多时，可设电缆夹层敷设㊂通常在工业企业中广泛采用的电缆敷设方式，主要是直接埋地（见图6-14g）与电缆沟两种㊂电缆沟敷设，具有投资省㊁占地少㊁走向灵活且能容纳很多电缆的特点，但检修维护不甚方便㊂电缆沟又可分为户内电缆沟（见图6-14b）㊁户外电缆沟（见图6-14c）和厂区电缆沟（见图6-14e）三种㊂电缆均沿沟壁支架敷设㊂电缆直埋地下敷设施工简单，电缆散热好，但检修十分困难㊂由于它节省投资，除了并行根数太多或土壤中含酸碱物等场合外，厂区电缆经常是直埋敷设的㊂电缆敷设还应注意以下几点：1）油浸纸绝缘电缆的弯曲半径不得小于其外径的15倍，以免绝缘被撕裂㊂2）直埋电缆埋深不应小于0.7m，四周应以细沙或软土埋设；电缆与建筑物最小距离不应小于0.6m㊂3）高压电缆与各种管道净距离应不小于0.5m，否则应穿管保护；与热力管的净距应不小于2m，否则应加隔热层，与各种管道交叉或与铁路㊁公路交叉处，应穿管保护㊂4）电缆排管或电缆保护管的内径不应小于电缆外径的1.5倍㊂5）电缆金属外皮及金属电缆支架均应可靠接地㊂图6-14㊀电缆各种敷设方式构筑物的结构图a）电缆隧道㊀b）户内电缆暗沟㊀c）户外电缆暗沟d）电缆吊架㊀e）厂区电缆暗沟㊀f）电缆排管㊀g）电缆直埋壕沟三㊁车间低压线路车间低压线路有多种敷设方式，典型位置如图6-15所示㊂如果环境条件允许，以采用裸导线或绝缘线沿屋架㊁楼板㊁梁架㊁柱子或墙壁明敷设较为简便经济㊂可以用瓷夹或瓷绝缘子固定，也可用钢索悬吊㊂如果周围含有腐蚀导线或破坏绝缘的气体或粉尘（如潮气㊁酸硼蒸气㊁多尘环境），导线应尽可能装在建筑物外墙上，而车间内的导线则应避免与对导线绝缘有影响的墙壁或天花板接触，可以采用支架㊁挂钩或钢索悬挂等明敷设或穿管敷设㊂如果周围环境既有腐蚀性介质又有发生火灾或爆炸的危险，则应采用导线穿管暗敷设的线路㊂穿管暗敷设既能防止外界机械损伤，又比较美观㊂。

2012 届毕业设计说明书某机械厂10KV供电系统设计系、部：电气与信息工程系学生姓名：指导教师：职称讲师专业：班级：完成时间： 5月20日摘要变电所是电力系统的一个重要组成部分，由电器设备和线路按一定的接线方式所构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。

变电所供配电设计需要考虑很多方面，分析变电所担负的任务及用户负荷等情况.利用用户数据进行负荷计算，确定用户无功功率补偿装置。

同时进行各种变压器的选择，从而确定变电所的主接线方式，再进行短路电流计算，选择导线，选择变电所高低压电气一次设备等。

本变电所的设计包括了：（1）总体方案的确定（2）负荷分析（3）短路电流的计算（4）主接线方案的选择（5）继电保护的选择与整定（6）防雷设计。

关键词：变电所，负荷，短路电流，防雷设计AbstractThe substation is an importance part of the electric power system, it is consisted of the electric appliances equipments and circuitry. It obtains the electric power from the electric power system, through its function of transformation and assign, transport and safety. Then transport the power to every place with safe. The design of substation supplypower distribution should consider many problems.Analyse change to give or get an electric shock a mission for carrying and customers carries etc. make good use of customer data proceed then carry calculation, ascertain the correct equipment of the customer. At the same time following the choice of every kind of transformer, then make sure the line method of the substation, then calculate the short-circuit electric current, choosing the style of the wire and once equipment of electric appliances and so on. This first step of design included:(1) ascertain the total project (2) load analysis(3) the calculation of the short-circuit electric current (4) the choice of line project (5) the choice and the settle of the protective facility (6) The design of prevent mineKey words：Substation，Load，Short-circuit electric current，The design of prevent mine目录1 绪论 (1)1.1工厂供电的意义和要求 (1)1.2工厂供电设计的一般原则 (1)1.3本机械厂变电所的设计内容及步骤 (2)2 负荷计算和无功功率补 (3)2.1 负荷计算 (3)2.2 无功功率补偿 (9)3变电所主变压器和主结线方案的选择 (10)3.1主接线的基本要求 (10)3.2主接线的基本形式与分析 (10)3.3变电所主变压器的选择 (11)3.4变电所主结线方案的选择 (12)4 短路电流的计算 (13)4.1 绘制计算电路 (13)4.2 确定基准值 (13)4.3 计算短路电路中各元件的电抗标幺值 (13)4.4 k-1点三相短路电流计算 (14)4.5 k-2点三相短路电流计算 (14)5 高、低压设备的选择 (15)5.1 10kV侧一次设备的选择校验 (15)5.2 380V侧一次设备的选择校验 (16)5.3 高低压母线的选择 (16)6 变电所进出线和与邻近单位联络线的选择 (17)6.1 10KV高压进线和引入电缆的选择 (17)6.2 380V低压出线的选择 (17)6.3 主变压器的继电保护装置 (18)7变电所防雷设计 (19)7.1 防雷的基本知识及设计原则... ... ... ... (19)7.2 本次设计所采用的防雷保护 (20)8 设计图样 (23)参考文献 (24)致谢 (26)附录 (27)一绪论1.1、工厂供电的意义和要求工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。

供配电工程课程设计任务书（8）班级：电气工程及其自动化（本）2011（3）班学时：2周时间：第10、11周指导教师：徐滤非、汤立刚一、设计题目某机械零件加工厂供配电系统电气部分初步设计二、设计目的及要求通过本课程设计，熟悉现行国家标准和设计规范，树立起技术与工程经济相统一的辨证观点；培养综合应用所学理论知识分析解决工程实际问题的能力；掌握电气工程设计计算的方法，为今后从事电力工程设计、建设、运行及管理工作，打下必要的基础。

要求根据用户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，确定变配电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主结线方案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、工厂总平面图工厂总平面图如图1所示。

图1 工厂总平面图2、工厂负荷情况本厂是为某冶金公司下属零配件加工厂。

多数车间为两班制，年最大负荷利用小时数为4500小时，日最大负荷持续时间6小时。

该厂属于三级负荷。

负荷统计资料如表1所示。

表1负荷统计资料3、供电电源情况由总厂35／10kV 总降压变电所10kV 分段单母线提供电源。

该所距加工厂1km ，10kV 侧短路数据：()MVAS k 2003max .=，()MVA S k 1703min .=。

要求加工厂：①过电流保护整定时间不大于1.0s ；②在工厂10kV 电源侧进行电能计量；③功率因数应不低于0.9。

4．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－2℃，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 处平均温度为25℃。

当地主导风向为东南风，年雷暴日数为52.2天。

5．地质水文资料本厂所在地区平均海拔200m ，地层以砂粘土为主，地下水位为2m 。

6．电费制度本厂与当地供电部门达成协议，在工厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电价制交纳电费。

某机械厂10KV供电系统设计1. 引言本文档旨在介绍某机械厂的10KV供电系统设计方案。

供电系统作为机械厂的重要设施之一，对机械设备的正常运行起着关键作用。

本文将详细描述10KV供电系统的设计，并提供相应的技术参数和方案。

2. 系统概述10KV供电系统是某机械厂的主要供电来源，它负责为各个区域的机械设备提供稳定的电力。

整个供电系统由输电线路、变电站和配电装置组成。

输电线路将电力从电源站输送到机械厂的变电站，而变电站通过变压器将高压电转换为适用于机械设备的低压电，最后配电装置将电能分配到各个区域的设备中。

3. 设计方案3.1 输电线路输电线路是10KV供电系统的起始部分，它负责将电能从电源站输送到机械厂的变电站。

设计中应考虑输电线路的输电距离、负荷容量和线路损耗等因素。

根据机械厂的实际情况，本设计方案选择了35mm²的铝合金导线作为输电线路的材料，并采用直线型布置方式，以最小化线路损耗。

3.2 变电站变电站是供电系统的重要组成部分，它负责将输送过来的10KV电能转换为适用于机械设备的低压电。

设计中应考虑变电站的容量、稳定性和可靠性等因素。

根据机械厂的负荷需求和发电能力，本设计方案选择了1台容量为500KV的变压器，并配置相应的开关设备和保护装置，以确保供电系统的正常运行。

3.3 配电装置配电装置是供电系统的最后一环，它负责将电能从变电站分配到各个区域的机械设备中。

设计中应考虑配电装置的灵活性、可控性和安全性等因素。

根据机械厂的设备布置和负荷需求，本设计方案选择了多个配电柜，并采用模块化设计，以便于维护和管理。

4. 技术参数根据本设计方案，下表列出了10KV供电系统的关键技术参数：参数值输电线路材料铝合金导线变压器容量500KV配电柜数量多个5. 结论本文档详细介绍了某机械厂的10KV供电系统设计方案。

通过合理的设计，该供电系统能够满足机械厂设备的电力需求，确保设备的正常运行。

同时，该设计方案也兼顾了系统的稳定性和可靠性，为机械厂提供了可持续发展的电力支持。

供配电设计论文题目：某机械厂供配电系统设计姓名：段石磊学号：130123096专业：电气工程及其自动化指导老师：孟鹏设计时间：2016年12月目录一、设计任务 (1)二、变电所位置和型式的选择 (3)三、负荷计算和无功功率补偿 (4)四、变电所主变压器的选择和主结线方案的选择 (9)五、短路电流的计算 (13)六、高、低压电气设备的选择与校验 (17)七、供配电线路及电缆线路的选择 (21)八、变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定 (26)九、防雷接地 (28)十、电费计算 (29)十一、参考文献 (29)一、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，确定防雷和接地装置。

最后按要求写出设计说明书，绘出设计图纸。

1.2设计原始资料.工厂总平面图图1 工厂平面图1.3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。

1.4 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，导线为等边三角形排列，线距为2m；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。

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 1.7s。

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80km，电缆线路总长度为25km。

1.5 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℃。

1 绪论配电网络与输电系统相比有几个明显的特点：配电馈线中的断路器沿线链状布置，线路中没有母线；线路中有任意数量的断开点，断开点随运行方式变化，电流方向不确定，因此保护必须是双向的；配电网络是有分支的网络，配电线路中节点的分支具有任意性，使保护配合关系复杂化；配电网络中有分布负荷，线路两端负荷不平衡；在双端供电的配电系统中电源可能有不相等的相角。

根据配电网的特点，以常开型联络开关为界可以将配电网划分成两种基本类型的网络：一种是单侧电源供电网络，例如辐射状、树状网和处于开环运行的环状网络；另一种是双侧电源供电网络或处于闭环运行的配电网络环状网络。

我国配电网自动化的发展是电力市场和经济建设的必然结果,长期以来配电网的建设未得到应有的重视, 建设资金短缺, 设备技术性能落后, 事故频繁发生, 严重影响了人民生活和经济建设的发展, 随着电力的发展和电力市场的建立, 配电网的薄弱环节显得越来越突出, 形成电力需求与电网设施不协调的局面。

国家颁布设施的电力法的贯彻后, 电力作为一种商品进入市场, 接受用户的监督和选择, 甚至于对电力供应中的停电影响追究电力经营者的责任。

另一方面, 高精密的技术和装备对电能质量要求, 配电网供电可靠性已是电力经营者必须考虑的主要问题。

随着市场观念的转变和电力发展的需求, 配电网的自动化已经作为供电企业十分紧迫的任务。

城市电网, 从八十年代就意识到配电网的潜在危险, 并竭力呼吁致力于城市电网的改造工程,并组织全国性的大型会议对配电网改造提出了具体实施计划, 各种渠道凑集资金, 提出更改计划，利用高技术、好性能的设备从事电网的改造。

当前我国配电网处于高速发展的时期, 国家从政策上给予很大支持, 具有相应的资金条件, 但我国配电网仍处于方案的探索时期, 特别是我国配电网的规模及覆盖面, 市场之大是任何一个经济发达或发展中国家无法比拟的, 而我国配电网的发展也是随经济发展同步进行, 为了探索我国配电网自动化方案, 先后对国外配电网的模式进行考察并在国内进行实验试点。

某厂10KV供配电系统设计目录摘要 (3)1设计任务 (4)1.1设计题目 (4)1.2设计要求 (4)1.3设计依据 (4)1.3.1工厂总平面图 (4)1.3.2工厂负荷情况 (4)1.3.3供电电源情况 (5)2负荷计算和无功功率补偿 (5)2.1负荷计算 (5)2.2无功功率补偿......................................... 错误! 未定义书签。

3变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择 (9)3.1年耗电量的估算 (9)3.2变电所主变压器台数的选择 (12)3.3变电所主变压器容量的选择 (12)3.4变电所主接线方案的选择 (13)4变电所高、低压线路的选择 ...................................... 错误! 未定义书签。

4.1高压线路导线的选择.................................... 错误! 未定义书签。

4.2低压线路导线的选择.................................... 错误! 未定义书签。

5电气设备的选择 (13)5.1设备的选择与校验原则 (13)5.1.1按工作电压选择 (13)5.1.2按工作电流选择 (13)_____ 5.1.3按断流能力选择 (13)隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定度校验 (14)5.2高压侧一次设备的选择 (14)5.3低压侧一次设备的选择 (14)5.4继电保护及二次接线设计 (14)6防雷与接地装置的设置 (14)6.1直接防雷保护 (15)6.2雷电侵入波的防护 (15)6.3接地装置的设计 (15)结束语 (16)参考文献 (16)摘要:众所周知，电能是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；电能的输送的分配既简单，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。

某机械厂供配电设计一、设计概述供配电设计是机械厂建设中不可或缺的一部分。

该设计旨在提供机械厂供电系统和配电系统的规划和布局，确保各种机械设备正常运行，并满足安全、可靠、高效的要求。

本文档将详细介绍某机械厂供配电设计的各个方面。

二、供电系统设计1. 供电系统总体布局某机械厂的供电系统将由一条进线和多个分支线路组成。

主要配电室将设置在厂区中心，进线将从配电室的进线开关接入。

从主配电室出发的分支线路将连接到不同的生产区域和办公区域。

2. 供电系统容量计算在进行供电系统容量计算时，需要考虑机械厂的总负荷和各个设备的特殊要求。

根据机械厂的生产需求和设备规格，结合经验数据，我们得出了供电系统的总负荷和各个分支线路的负荷要求。

3. 供电系统故障与备份方案为确保机械厂的供电系统能够应对各种故障情况，我们在设计中考虑了备份供电方案。

主要包括备用发电机组、UPS电源以及应急照明系统。

这些备份方案将为机械设备的正常运行提供保障。

三、配电系统设计1. 配电房的布局机械厂的配电房将设置在主配电室附近，以便实现供配电系统之间的有效连接。

配电房将设置各种配电设备，包括断路器、熔断器、电力仪表等。

同时，还将设置配电板和配电箱，用于将电能分配给各个用电设备。

2. 配电线路的规划配电线路是供电系统的重要组成部分，需要确保线路的负载均衡、电压稳定和安全运行。

在设计中，我们将考虑线路的容量和长度，合理规划线路的走向，并采用合适的线缆规格和保护装置。

3. 配电设备选择与配置为了满足机械设备的供电需求，我们在设计中将选择适合的配电设备，并进行合理的配置。

包括断路器、熔断器、电力仪表等。

同时，我们还会考虑设备的可靠性和维护性，以降低运维成本。

四、安全与监控系统设计1. 安全系统的设置机械厂的供配电系统需要设置安全系统，以保障生产过程的安全性。

我们将设置过载保护装置和短路保护装置，用于监测电流和电压异常，并及时切断电源。

此外，还会设置接地系统和防雷系统，以保护供电系统免受雷击和过电压的影响。

机械工厂供配电系统电气设计设计毕业设计(论文)题目名称：机械工厂供配电系统电气设计题目类别：毕业设计学生姓名：吴友为学院(系)：电子信息学院专业班级：电气11103班指导教师：常秀莲老师时间：2015.3.23—2015.6.6目录长江大学毕业设计(论文)任务书 (I)毕业设计开题报告 (III)长江大学毕业论文(设计)指导教师评审意见 (IX)长江大学毕业论文(设计)评阅教师评语 (X)长江大学毕业论文(设计)答辩记录及成绩评定 (XI)摘要 (XII)abstract (XIII)前言 (1)第一章机械工厂主接线方案的选择 (2)1.1电气主接线的概况 (2)1.1.1车间和小型工厂变电所的主接线图 (3)1.2选择工厂主接线方案 (8)第二章工厂的电力负荷及其计算 (8)2.1负荷分级及供电电源措施 (8)2.1.1工厂电力负荷的分级 (8)2.1.2各级负荷的供电措施 (9)2.2工厂计算负荷的确定 (9)2.2.1负荷计算的目的和意义 (9)2.2.2负荷计算的方法 (10)2.2.3各车间负荷计算如下 (11)2.2.4机械工厂的负荷统计与计算 (12)2.3功率因数的补偿计算 (14)2.3.1功率因数对供电系统的影响 (14)2.3.2功率因数的补偿 (14)第三章厂用主电源供电电压等级的确定 (15)第四章主变压器及三个和用变压器的确定 (16)4.1变电所主变压器台数的选择 (16)4.2变电所主变压器容量选择 (16)第五章短路电流计算 (17)5.1短路的基本概念 (17)5.1.1短路的原因 (17)5.1.2短路的后果 (17)5.1.3短路的形成 (18)5.2三相短路电流计算的目的 (18)5.3短路电流的计算 (18)5.3.1绘制短路电流计算图 (19)第六章机械工厂车间的配电 (20)6.1低压配电线路的接线方式 (20)6.2方案比较 (21)第七章主要电气设备的选择与校验 (22)7.1 电气设备选择的一般规定 (22)7.1.1 一般原则 (22)7.1.2 有关的几项规定 (22)7.3 高压电气设备选择 (23)7.3.1 断路器的选择与校验 (23)7.3.2 隔离开关的选择及校验 (26)7.3.3电流互感器的选择及校验 (27)7.3.4 电压互感器的选择及校验 (31)7.3.5 母线与电缆的选择及校验 (32)7.3.6 熔断器的选择 (34)7.3.7避雷器的选择 (35)第八章变电所进出线与邻近单位联络线的选择 (35)8.1 10KV高压进线和引入电缆的选择 (35)8.1.1.10KV高压进线的选择校验 (35)8.1.2由高压配电室至主变的一段引入电缆的选择校验 (35)8.2 380V低压出线的选择 (36)8.2.1金工一车间 (36)8.2.2装配车间 (36)8.2.3金工二车间 (37)8.2.4冷作车间 (37)8.2.5工具机修车间 (37)8.2.6仓库 (37)8.2.7.户外照明 (37)8.2.8器件选择总栏表 (37)第九章变电所二次回路方案选择及继电保护的整定 (39)9.1二次回路方案选择 (39)9.1.1二次回路电源选择 (39)9.1.2高压断路器的控制和信号回路. 409.1.3电测量仪表与绝缘监视装置 (40)9.1.4电测量仪表与绝缘监视装置 (40)9.2继电保护的选择 (40)9.2.1变压器继电保护 (41)参考文献 (44)致谢 (45)附录：机械工厂供电系统电气设计原始资料： (46)附录：总电路图 (47)长江大学毕业设计(论文)任务书学院（系）电信学院专业电气工程班级电气11103班学生姓名吴友为指导教师/职称常秀莲讲师1.毕业设计(论文)题目：机械工厂供配电系统电气设计2.毕业设计（论文）起止时间：2015年3月23日～2015年6月6 日3．毕业设计(论文)所需资料及原始数据（指导教师选定部分）机械工厂供电系统电气设计原始资料《电力工程电气设计手册》电气一次部分、电气二次部分、《工厂供电》、《电力工程电气设备手册》上册、下册及相关资料和参考书籍4．毕业设计(论文)应完成的主要内容(1) 设计厂用电电气主接线方案(2) 机械厂供电系统负荷的计算(3) 厂用主电源供电电压等级的确定(4) 主变压器及厂用变压器的确定(5) 短路电流计算(6) 主要电气设备的选择与校验(7) 厂用变电所主要保护设计5．毕业设计(论文)的目标及具体要求说明书：厂用电电气主接线方案的拟定；厂用主电源供电电压等级的确定全厂继电保护的配置计算书：机械厂供电系统负荷的计算；短路电流计算；电气设备的选择及校验图纸：电气主接线图1张6、完成毕业设计(论文)所需的条件及上机时数要求一台计算机, windowsXP系统，Auto CAD绘图软件，上机150机时任务书批准日期 2015 年 3 月 10 日教研室(系)主任(签字) 任务书下达日期 2015 年 3 月 15 日指导教师(签字) 完成任务日期年月日学生（签名）长江大学毕业设计开题报告题目名称：机械工厂供配电系统电气设计院（系）：电子信息学院专业班级：吴友为学生姓名：电子信息学院指导老师：常秀莲老师辅导老师：常秀莲老师开题报告日期： 2015.3.28机械工厂供配电系统电气设计学院（系）电信学院专业电气工程班级电气11103班学生姓名吴友为指导教师/职称常秀莲讲师一、题目来源毕业设计二、设计目的和意义在工厂里生产的连续性强，生产机械集中，对供电质量的要求很高，某些对供电系统可靠性要求很高的工厂即使在极短时间内停电，也会引起重大设备损坏，或引起大量产品报废，则可能对工业生产造成严重的后果。

毕业论文开题报告学生姓名：马志杰学号：072039332系部：自动化专业：自动化论文题目：某工厂供配电系统的设计****:***2011年3月28日毕业论文开题报告一．论文研究目的及意义：电力资源是支持国民经济发展不可或缺的一种宝贵能源,电能的生产、传输、储存高效、洁净，它在现代工农业生产、人们日常生活及社会各个领域中已获得了广泛应用。

工业工厂供配电系统是整个工厂生产的动力源泉的命脉，它的正常运行直接影响全厂安全生产。

现代大型工厂供配电系统的主接线及运行方式都非常复杂，各种电器设备的数量和种类繁多。

随着经济的快速发展、科技水平的不断进步，对电力的需求和要求也必然日益提高。

在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但在工厂里生产的连续性强，生产机械集中，对供电质量的要求较高。

因此对工厂的配电系统进行设计对工厂的流水线以及它的产品产量是很重要的。

某些对供电可靠性要求很高的工厂即使是极短时间的停电，也会引起重大设备损坏，或引起大量产品报废，因此在工业生产中进行工厂负荷计算；确定补偿容量，确定车间变电所的型式、数量；确定车间变压器的数量、容量；进行短路电流计算和电气设备选择，画出该工厂的电气接线图是对工厂是及其重要的必不可少的一个过程。

分析好工厂供电系统的的设计工作对于工厂加快发展具有十分重要的意义。

通过论文设计，加深对工厂供电的认识，能独立设计工厂的电气主接线，会选择和校验电气设备，熟悉运用电气CAD进行电气图的绘制。

参考文献：[1] 温步瀛.电力工程基础.北京：中国电力出版社,2006.[2] 刘介才.工厂供电[M].北京：机械工业出版社,2008.4[3] 段建元.工厂配电线路及变电所设计计算.北京：机械工业出版社.1982:483-498.[4] 刘增良,刘国亭.电气工程CAD.北京：中国水利水电出版社,2003.[5] 翁双全.供电工程[M].北京：机械工业出版社,2006.1[5] Prabha Kundur,Power System Control and Stability,McGraw-Hill,Inc.,New York,1994.[6] Vincent Del Toro,Electric Power Systems,Prentice-Hall,Inc.,New Jersey,1992.[7] William H.Hayt,Jack E.Kemmerly. Engineering Circuit Analysis,1993..[8] Robert ler,Power System Operation,McGraw-Hill Book Company,New York,1983.毕业论文开题报告二．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：本课题要研究或解决的问题：1.收集与本次设计相关的技术质料及大中型的工厂的在供配电上的原始资料，学习相关供配电设计标准及技术规范。