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《企业供电系统》课程设计

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科信学院课程设计说明书（2014 /2015学年第一学期）课程名称：《企业供电系统》课程设计题目：某电机制造厂总降压变电所及高压配电系统设计专业班级：11级自动化2班学生姓名：马凯学号：110412217指导教师：苗敬利王立国设计周数：1周设计成绩：2015 年1 月4日一、原始数据及主要任务1、工厂负荷情况：本工厂大部分车间为一班制，少数车间为两班或三班制，年最大负荷利用小时数为2500小时，日最大负荷持续时间为6小时。

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。

本厂的负荷统计资料如表1.1所示。

2、供电电源情况本厂可由附近一条10kV的公用电源干线取得工作电源。

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 1.3s。

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。

3、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℃。

当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20。

4、根据课题的原始资料①确定负荷等级②拟定高低压供配电系统③正确建立负荷统计计算表④变压器台数、容量、型号选择⑤设计变电所主接线图⑥计算短路电流以及主要高压设备器件的选择及校验⑦CAD绘制供配电体统图⑧写一份完整的设计说明书二、技术要求（1）符合供配电系统设计规范要求；功率因数>0.9；电压损失<5%；（2）满足煤矿对供电的要求；三、确定负荷等级1、负荷分级及供电要求电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成的损失及影响的程度分为一级、二级、三级负荷。

独立于正常电源的发电机组，供电网络中独立于正常的专用馈电线路，以及蓄电池和干电池可作为应急电源。

二级负荷的供电系统，应由两线路供电。

必要时采用不间断电源（UPS）2.、一级负荷一级负荷为中断供电将造成人身伤亡者；或将在政治上，经济上造成重大损失者；或中断将影响有重大政治经济意义的用电单位的正常工作者。

就电机制造厂供配电这一块来讲，现没有一级用电负荷。

3、二级负荷二级负荷为中断供电将在政治上，经济上产生较大损失的负荷，如主要设备损坏，大量产品报废等；或中断供电将影响重要的用电单位正常的工作负荷，如交通枢纽、通信枢纽等；或中断供电将造成秩序混乱的负荷等。

在本次毕业设计中：电机制造厂现有的二级负荷有：铸造车间、电镀车间和锅炉房。

4、三级负荷三级负荷为不属于前两级负荷者。

对供电无特殊要求。

电机制造厂除了前面罗列的二级负荷外，全为三级负荷。

四、负荷统计计算表表1表2全厂的同期系数为：K=0.9，则全厂的计算负荷为 P30=0.9×∑P30=0.9×5958kw=5362.2kwQ30=0.9×∑Q30=0.9×5249.58kw=4724.622k·var30S =230230Q P +=7146.69kv ·A 30I =NU S 330=10.86KA五、无功功率补偿由以上计算可得变压器低压侧的视在计算负荷为：S30=7146.69kv ·A这时低压侧的功率因数为：cos 'ϕ='3030S P =0.75，为使高压侧的功率因数≥0.90，则低压侧补偿后的功率因数应高于0.90，取'c o s0.95φ=。

要使低压侧的功率因数由0.75提高到0.92，则低压侧需装设的并联电容器容量为：C Q =Q30(tan 1ϕ- tan 2ϕ)=4724.622×[tan(arccos0.75) - tan(arccos0.95) ]=2613.8k·var取:C Q =3000var k 则补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为：2'30230'30Q P S +==5632.7kv ·A计算电流NU S I3'30'30==8558.3A变压器的功率损耗为：△Pt ≈0.0230S ’=112.65kw △Qt ≈0.0630S ’=337.9var k 变电所高压侧的计算负荷为： P30’=5362.2kw+112.65kw=5474.85kwQ30’=（4724.622-3000）var k +337.9var k =2062.5var k2'30230'30Q P S +==5850.47kv ·ANU S I 3'30'30==5132.3A补偿后的功率因数为：cos 'ϕ='3030S P =0.936满足（大于0.90）的要求。

六、高低压供配电系统为了保证供电的安全、可靠、优质、经济，选择导线和电缆时应满足下列条件：发热条件；电压损耗条件；经济电流密度；机械强度。

根据设计经验：一般10KV 及以下的高压线路和低压动力线路，通常先按发热条件选择导线和电缆截面，再校验其电压损耗和机械强度。

对于低压照明线路，因对电压水平要求较高，通常先按允许电压损耗进行选择，再校验其发热条件和机械强度。

（一）高压线路导线的选择架空进线后接铜芯交联聚氯乙烯绝缘钢铠护套电力电缆BLV-95。

（二）低压线路导线的选择由于没有设单独的车间变电所，进入各个车间的导线接线采用TN-C-S 系统；从变电所到各个车间及宿舍区用埋地电缆供电，电缆采用LGJ-185型钢芯铝线电缆，根据不同的车间负荷采用不同的截面。

其中导线和电缆的截面选择满足条件： 1) 相线截面的选择以满足发热条件即，30al I I ≥；2) 中性线（N 线）截面选择，这里采用的为一般三相四线，满足00.5A A ϕ≥；3) 保护线（PE 线）的截面选择一、 235A mm ϕ>时，0.5PE A A ϕ≥； 二、 216A mm ϕ≤时，PE A A ϕ≥三、 221635mm A mm ϕ<≤时，216PE A mm ≥4) 保护中性线（PEN ）的选择，取（N 线）与（PE ）的最大截面。

另外，送至各车间的照明线路采用：铜芯聚氯乙烯绝缘导线BV 型号。

七、变压器台数、容量、型号选择（一）主变压器台数的选择变压器台数应根据负荷特点和经济运行进行选择。

当符合下列条件之一时，宜装设两台及以上变压器：有大量一级或二级负荷；季节性负荷变化较大；集中负荷较大。

结合本厂的情况，考虑到二级重要负荷的供电安全可靠，故选择两台主变压器。

（二）变电所主变压器容量的选择每台变压器的容量N T S ⋅应同时满足以下两个条件：1、暗备用条件：任一台变压器单独运行时，宜满足：30(0.6~0.7)N T S S ⋅=⋅2、明备用条件：任一台变压器单独运行时，应满足：30()N T I II S S ⋅+≥，即满足全部一、二级负荷需求。

代入数据可得：N T S ⋅=（0.6~0.7）×5850.47kV A ⋅=（3510.282~4095.329）kV A ⋅。

考虑到未来5~10年的负荷发展，初步取N T S ⋅=5000kV A ⋅ 。

考虑到安全性和可靠性的问题，确定变压器为S9系列10kv 配电变压器。

（三）型号的选择S9-5/10 ，其主要技术指标如下表所示：八、变电所主接线图装设两台主变压器的主接线方案，如下图所示：九、短路电流的计算本厂的供电系统简图如下图所示。

采用两路电源供线，一路为距本厂8km的馈电变电站经LGJ-150架空线（系统按∞电源计），该干线首段所装高压断路器的断流容量为；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500MV A低压380V母线上k-2点短路的三相短路电流和短路容量。

图（一）下面采用标么制法进行短路电流计算。

（一）确定基准值：取100d S MV A =⋅，110.5c U kV =，20.4c U kV =则：1 5.500d I kA ===2144.000d I kA ===（二）计算短路电路中各主要元件的电抗标么值：1) 电力系统的电抗标么值： 1100*0.200500MV AX MV A⋅==⋅2) 架空线路的电抗标么值：22100*0.35(/)8 2.5387(10.5)MV AX km km kV ⋅=Ω⨯⨯= 3）电力变压器的电抗标么值：由所选的变压器的技术参数得%6k U =，因此：346100** 3.0001002000MV AX X kV A⨯⋅===⨯⋅短路等效电路图如图（二）所示:图（二）计算k-1点的短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量1) 总电抗标么值：*(1)120.200 2.5387 2.7387k X X X **∑-=+=+=2) 三相短路电流周期分量有效值： (3)11(1)5.50 2.0082.7387d kk I kAI kA X -*∑-===3) 其他三相短路电流：(3)(3)1 2.008k I I kA ∞-==(3) 2.55 2.008 5.120sh i kA kA =⨯= (3) 1.51 2.0083.032sh I kA kA =⨯= 4) 三相短路容量：(3)1(1)10036.5142.7387dkk S MV AS MV A X -*∑-⋅===⋅计算k-2点短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量1) 总电抗标么值：*(2)1234(||)0.200 2.73873/2 4.4387k X X X X X ****∑-=++==++=2) 三相短路电流周期分量有效值：(3)22(2)14432.4424.4387d kk I kAI kA X -*∑-===3) 其他三相短路电流：(3)(3)232.442k I I kA ∞-==(3) 1.8432.44259.693sh i kA kA =⨯= (3) 1.0932.44235.362sh I kA kA =⨯= 4) 三相短路容量：(3)2(2)10022.5294.4387dkk S MV AS MV A X -*∑-⋅===⋅十、主要高压设备器件的选择与校验（一）变电所高压侧一次设备的选择根据机械厂所在地区的外界环境，高压侧采用JYN2-10（Z ）型户内移开式交流金属封闭开关设备。

此高压开关柜的型号：JYN2-10/4ZTTA（说明：4：一次方案号；Z：真空断路器；T：弹簧操动；TA ：干热带）。

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工厂供电课程设计――某塑料制品厂全厂总配变电所及配电系统设计

工厂供电课程设计――某塑料制品厂全厂总配变电所及配电系统设计


主接线设计原则及方案比较
设计原则
主接线设计应遵循安全、可靠、灵活、经济等原则，满足工厂供电的连续性、 稳定性和可扩展性要求。
方案比较
根据工厂的实际需求和条件，对多种主接线方案进行综合比较，选择最优方案 。例如，可采用单母线分段接线、双母线接线等方案，并考虑设置备用电源和 自动投入装置等。
主要电气设备选择及校验
03
完成相关设计图纸和计算书，要求内容完整、数据准确、 图表清晰。
设计依据和原则
01 02 03 04
遵守国家相关法规和标准，如《供配电系统设计规范》、《低压配电 设计规范》等。
根据塑料制品厂的生产规模和发展规划，确定供电系统的容量和扩展 性。
保证供电系统的安全性、可靠性和经济性，采用成熟的技术和设备。
分散补偿
在用电设备附近分散装设无功补偿装置。分散补偿的优点 是补偿效果好，能够减少线路损耗和电压波动，缺点是管 理和维护相对困难。
无功补偿的计算
根据负荷计算的结果和全厂功率因数的要求，确定无功补 偿的容量和方式。一般采用等网损微增率准则或等年运行 费用最小准则进行优化计算。
03
变电所位置及主接线设计
配电设备的选择及校验
高压开关柜的选择
根据额定电压、额定电流、短路关合电流等参数选择合适 的高压开关柜，并进行动、热稳定校验。
电力变压器的选择
根据计算负荷选择变压器的容量和台数，考虑负荷的性质 和变压器的经济运行等因素。同时，对变压器的短路阻抗 、空载损耗、负载损耗等参数进行校验。
低压配电屏的选择
根据低压侧的额定电压、计算负荷、短路电流等参数选择 合适的低压配电屏，并进行动、热稳定校验。
节能环保措施不够
完善
虽然采用了部分节能技术，但在 环保方面还可以进一步加强，例 如采用更环保的材料和设备。
《工厂供电课程设计》课程设计报告机械厂供配电系统设计

《工厂供电课程设计》课程设计报告机械厂供配电系统设计

武汉纺织大学电子与电气工程学院学号：成绩：学生班级：学生姓名：指导教师：日期：目录一、绪论 (5)（一）工厂供电的意义 (5)（二）工厂供电的原则 (5)（三）设计内容及步骤 (6)二、负荷计算和无功功率补偿 (7)（一）负荷计算的方法 (7)（二）负荷计算结果 (8)（三）无功补偿容量 (8)三、变电所位置和型式的选择 (10)（一）配电所所址选择的一般原则 (10)（二）变电所位置和形式的选择 (11)四、变电所主变压器台数和容量、类型的选择 (11)（一）方案选择原则 (11)（二）变电所主变压器台数的选择 (11)（三）变电所主变压器容量选择 (12)五、变电所主结线方案的设计 (13)（一）变配电所主结线的选择原则 (13)（二）主接线方案选择 (13)六、短路电流的计算 (14)（一）采用标幺制法进行短路计算 (15)（二）下面采用标么制法进行短路电流计算。

(16)七、变电所一次设备的选择与校验 (18)（一）、10KV侧一次设备的选择校验如表7.1 (18)（二）、380V侧一次设备的选择校验如表7.2 (19)八、变电所进出线的选择与校验 (20)（一）、高压线路导线的选择 (20)（二）、低压线路导线的选择 (20)九、变电所二次回路方案的选择及继电保护的整定 (21)（一）二次回路方案选择 (21)(二)变配电站的保护装置 (21)十、总结 (17)一、绪论（一）工厂供电的意义众所周知，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。

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。

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必重多少，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。

工厂供电课程设计内容

工厂供电课程设计内容

工厂供电课程设计内容一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握工厂供电的基本原理和设备，能够分析并解决工厂供电过程中遇到的问题。

具体目标如下：1.知识目标：学生能够理解工厂供电系统的组成、工作原理和运行方式，掌握常用供电设备的结构、功能和选型原则。

2.技能目标：学生能够运用所学知识对工厂供电系统进行分析和设计，能够熟练操作供电设备，解决实际供电问题。

3.情感态度价值观目标：培养学生对工厂供电行业的兴趣和热情，增强学生的社会责任感和使命感，提高学生的人文素养。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.工厂供电系统的组成及其功能：包括发电机、变压器、配电设备、用电设备等，了解各部分的作用和相互关系。

2.常用供电设备：掌握开关、按钮、接触器、继电器等控制设备的工作原理和应用场合。

3.工厂供电系统的运行与管理：学习供电系统的运行原理、运行维护方法和管理措施，提高供电系统的可靠性和经济性。

4.安全用电与节能：了解安全用电的基本原则，掌握节能技术和管理方法，提高能源利用率。

三、教学方法为了达到本节课的教学目标，将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解工厂供电系统的组成、工作原理和设备功能，使学生掌握基本知识。

2.案例分析法：分析实际工厂供电案例，让学生学会运用所学知识解决实际问题。

3.实验法：安排实验室实践活动，让学生动手操作供电设备，增强学生的实践能力。

4.讨论法：学生分组讨论，培养学生的团队协作能力和创新思维。

四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法，将准备以下教学资源：1.教材：《工厂供电技术与应用》等相关教材，为学生提供理论基础。

2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系。

3.多媒体资料：制作课件、动画等多媒体资料，直观展示供电系统的原理和设备。

4.实验设备：准备发电机、变压器、配电设备等实验设备，为学生提供实践操作机会。

五、教学评估本节课的评估方式包括以下几个方面：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等方式评估学生的学习态度和积极性。

工厂供配电系统课程设计

工厂供配电系统课程设计

工厂供配电系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握工厂供配电系统的基本组成、工作原理及功能；2. 了解不同类型的供配电设备及其在工厂中的应用；3. 掌握电力线路的敷设方法、保护及维护措施；4. 理解电力系统中电压、电流、功率等参数的计算方法。

技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析和解决工厂供配电系统实际问题的能力；2. 学会使用供配电设备，进行简单的设备操作和维护；3. 能够根据实际需求，设计并优化工厂供配电系统。

情感态度价值观目标：1. 培养学生关注能源利用、节能减排的意识，树立绿色环保的观念；2. 增强学生对我国电力工业发展的认识，激发他们的民族自豪感；3. 培养学生严谨、务实的科学态度，提高团队协作能力。

本课程针对高年级学生，结合工厂供配电系统的实际应用，旨在提高学生的专业知识水平和实践能力。

课程以实用性为导向，注重理论与实践相结合，培养学生的创新意识和动手能力。

通过本课程的学习，使学生能够在今后的工作中更好地服务于我国电力行业的发展。

二、教学内容1. 工厂供配电系统概述：包括供配电系统的基本组成、工作原理及功能，涉及教材第1章内容；2. 供配电设备：学习高低压开关设备、变压器、保护装置等设备的工作原理及应用，结合教材第2章；3. 电力线路：介绍电力线路的敷设方法、保护措施及维护保养，参考教材第3章；4. 电力系统参数计算：讲解电压、电流、功率等参数的计算方法，运用教材第4章相关知识；5. 供配电系统设计：学习设计原则、步骤及优化方法，结合教材第5章内容；6. 供配电系统案例分析：分析典型工厂供配电系统案例，提高学生实际操作能力，参考教材第6章；7. 实践教学：组织学生进行供配电设备操作、维护及故障排查等实践活动，巩固所学知识。

教学内容安排和进度：本课程共计16课时，分配如下：1. 工厂供配电系统概述（2课时）2. 供配电设备（4课时）3. 电力线路（3课时）4. 电力系统参数计算（2课时）5. 供配电系统设计（3课时）6. 供配电系统案例分析（2课时）7. 实践教学（3课时）三、教学方法本课程采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1. 讲授法：通过系统讲解工厂供配电系统的基本理论、工作原理及参数计算方法，使学生掌握课程核心知识。