某机修厂机械加工一车间低压配电系统及车间变电所设计

机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计某机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计一、机加一车间生产任务本车间承担机修厂机械修理的配件生产。

二、设计依据1、机加工一车间用电设备明细表，见表1。

2、车间变电所配电范围。

A：车间变电所设在东南角，除为机加工一车间配电外，尚要为机加工二铸造、铆焊、电修等车间提供电力。

B：各车间对配电的具体要求如表2所示：表1机加工一车间用电设备名称、型号及台数明细表机加工二、铸造、铆焊、电修等车间计算负荷表（按需要系数法计算）表2：三、车间的负荷性质车间为三班工作制，年最大负荷利用时数为4500小时。

属于三级负荷。

四、供电电源条件1、电源从66/35kV厂总降压变电所采用架空线路受电，线路长度为500米。

2、供电系统短路数据该处最大运行状态时短路容量为250 兆伏安，最小运行状态时短路容量为100兆伏安。

3、总降压变电所配出线路，定时限过流保护装置的整定时间为1.5秒。

A、要求车间变电所功率因数在0.9上。

B、在车间变电所35kV侧进行计量。

4、自然条件A、车间内最热月份的平均气温为35摄氏度。

B、地中最热月份的平均温度为20摄氏度（当埋入深度为0.5米以上），而埋入深度为1米以下时平均温度为20摄氏度。

C、冻结深度为1.10米。

D、车间环境特征，正常干燥环境。

5、地质条件根据工程地质勘探资料获悉，车间原地址为耕地，地势平坦。

地层以亚粘地、砂质粘土为主，地质条件较好，地下水位为2.8～5.3米。

五、设计任务1.设计说明书需包括1）目录2）前言及确定了赋值参数的设计任务书3）负荷计算和无功功率补偿4）车间主变压器台数、容量及主接线方案的选择5）车间一次设备的选择与校验6）车间低压线路的选择7）继电保护的整定8）附录及参考文献9）收获和体会2．设计图样1）主要设备及材料表2）变电所主接线主要参考资料1 刘介才主编供配电技术北京：机械工业出版社2. 张华主编电类专业指导北京：机械工业出版社3 王荣藩编著工厂供电设计与指导天津：天津大学出版社目录第一章绪论 (1)第二章工厂负荷的的统计与计算 (2)2.1毛纺厂设计基础资料 (2)2.2各车间计算负荷 (2)2.3工厂常用架空线路裸导线型号及选择 (3)2.4方案初定及经济技术指标的分析 (4)第三章变配电所的电气设计 (7)3.1变配电所所址选择的一般原则 (7)3.2结合方案要求设计位置图 (7)第四章短路电流的计算及继电保护 (8)4.1 短路电流的计算 (8)4.2继电器保护的整定 (11)第五章电气设备的选择 (12)第六章车间变电所位置和变压器数量、容量的选择 (13)第七章防雷 (14)7.1防雷设备 (14)7.2防雷措施 (14)第八章接地 (15)致谢 (16)参考文献 (16)附图 (17)第一章绪论工厂供电，即指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电.电能是现代工业生产的主要能源和核心动力。

工厂供电任务书（一）设计目的工厂供电课程设计是按教学计划安排在供电课程结束后进行教学实践环节，设计时间为一个月.以加强学生所学供电理论的应用，培养学生综合运用所学知识，解决问题及分析问题的能力.培养学生初步的工程设计能力.通过课程设计使学生初步掌握电气工程设计的步骤及方法，学会编写设计说明书，并按国家标准绘制工程图样.（二）设计内容及要求工厂供电课程设计的任务书是将电力系统输送来的电能，经过合理输送变配电方式，输送给每一个用电设备上，以保证电气设备可以获得安全、可靠、高质量的电能.设计方案的完善与否，直接影响到供电系统运行性能和经济性能的优劣.在设计中要遵循国家有关规程和规定，在保证供电可靠性和电能质量的前提下，尽可能做到节省投资，减少有色金属消耗量，降低运行费用，尽量采用供电新技术和信产品.（三）设计任务1、设计目的某机械制造厂车间变电所及其低压配电系统设计2、设计时间年月日至年月日指导教师签字：（签名）年月日3、设计基础资料（1）机加车间负荷全部为三级负荷，对供电可靠性要求不高.（2）车间平面位置图如图1—1所示，车间电气设备各细表如表1—1所示，另外车间低压母线转供负荷如表1—2所示.图1—1 机加车间平面布置图表1-1 机加车间电气设备明细表设备代号设备名称台数单位容量(kw)效率功率因数启动倍数备注1,2,3 普通车床C61403 6 0.89 0.81 64 工具磨床M60251 1.45 0.88 0.83 65,16 砂轮机S3SL—3002 1.5 0.92 0.82 6.56 平面磨床1 7.6 0.88 0.82 6表1—2 机加车间转供负荷明细表车间变电所电源原始数据如表1—3所示表1—3 车间变电所电源原始数据（3）车间采用三班制，年最大有功负荷利用小时数为5500h. （4）供电电源条件1）从本厂35/10kV 总降压变电所用架空线引进10kV 电源，该变电所距本车间南0.3km.2）电力系统短路数据见表1—3设计题目序号2. 3）供电部门提出的技术要求如下.a . 工厂总降压变电所10kV 配电出线定时限过电流保护装置的整定时间1.3p t s .b . 车间最大负荷时功率因数不得低于0.9.c . 在车间变电所10kV 侧进行计量.d . 供电贴费为700元/（kV .A ），每月电费按两部电价制：基本电费为18元/（kV .A ），动力电费为0.4元/（kW.h ），照明电费为0.5元（kW.h ）. （5）工厂自然条件：1）气象资料：年最高气温38℃，年平均气温为35℃，年最低气温为8℃，年最热月平均最高气温30℃，年最热月地下0.7~ 1m 处平均气温20℃，常年主导风向为南风；年雷暴雨日180天；土壤冻结深度1.10m. 2）地质水文资料：平均海拔200m ，地层以沙质黏土为主，地下水位3~5m ，地耐压力为20t/㎡.图1—2所示为车间变电所电源供电系统图.4、设计的内容及要求（1）设计内容：1）由总降压变电所的配出电压和用电设备的电压要求，参考国家规定的标准电压等级确定车间变电所的电压等级.2）计算负荷采用需用的系数法，计算出单台设备支线、用电设备组干线和车间变电所低压母线和进线的计算负荷.3）由计算负荷的结果，确定补偿方式，计算出补偿容量，选择电容器个数.4）按对负荷可靠性要求，确定车间变电所电气主接线.5）按车间变电所低压母线的计算负荷，确定变电器的容量和台数.6）导线截面积的选择，支线和干线按发热条件选择，进线电缆按经济电流密度选择，按允许发热，电压损失和短路的热稳定进行校验.7）短路电流计算，绘制计算电路和等值电路图，确定短路点，计算出各短路点的最大和最小短路电流值及短路容量.8）车间变电所低压母线按发热条件选择，按短路的热稳定校验.9）按国家规定的标准号和图幅，用铅笔画出车间变电所的电气主接线图、车间配电系统图和配电平面图.（2）设计要求1）按章节编制出设计说明书，说明要用钢笔在规定的用纸上，说明书要用宋体字，字迹要工整，清晰，图纸上的字必须用宋体，说明书要简明扼要，计算要有公式依据，结果要列表记入，必要的数据及资料要注明出处.提倡用计算机绘图和打印设计说明书.2）设计图样要符合国家标准，采用新标准电气图形符号和文字符号. 3）按教学大纲的要求，课程设计应包括和设计内容相关的英文翻译一份. 4）要列出参考书（文献）5）要有设计结论前言目录第一章课程设计任务书1、设计的目的2、设计内容3、设计任务书第二章设计说明书1、车间变电所电压等级确定和主接线方案确定2、电力负荷计算3、无功补偿及补偿容量确定4、车间变电所变压器台数及额定容量的选择5、车间进线电缆（或架空线）的选择6、线路功率损耗，变压器功率损耗及车间年电能需要的计算7、短路电流计算8、车间高低压电气设备选择9、车间变电所布置10、变电所的防雷保护及接地装置设计11、断路器控制及信号回路设计12、变电所中央信号装置设计13、车间变电所继电保护装置设计14、结论附图1、车间低压配电系统图2、车间低压配电系统平面布置图3、车间变电所电气主接线图参考文献（一）车间变电所主接线方案确定（1）根据已知机械加工车间负荷均为三级负荷，对供电可靠性要求不高，因此可采用线路-变压器接线方案.它的优点是接线简单、使用设备少和建设投资省；缺点是供电可靠性差.当供电线路，变压器及其低压母线上发生短路或任何高压设备检修时，全部负荷均要停止供电.这种接线适用于三级负荷变电所.为保证对少量二级负荷供电，可在变压器低压侧引入其他变电所联络线作为备用电源.选择主接线方案如图1—3所示图1—3 车间变电所线路—变压器组主接线（2）车间变电所高压侧根据电源条件选定为10kV，低压侧额定低压为380V，因此变压器额定电压为10/0.4kV.（3）机加车间低压配电网络接线方案的选择，低压配电网络接线方式有放射式、树干式、环式和链式.低压配电网络接线设计应满足用电设备对供电可靠性和电能质量的要求，同时应注意接线简单，操作安全方便，具有一定灵活性，适应性广和使用上变化及设备检修的需要，配电系统层次一般不超过三级.根据GB 50052-1995《供配电系统设计规范》的咿规定，由于机加车间的电动机容量不大又集中，对供电可靠性要求不高，因此低压配电网接线可采用树干式或链式接线.车间低压配电网络接线如图1—4所示图1—4 车间低压配电网络接线图各配电箱所接电气设备如表1—4所示配电箱型号 配电箱内所接电气设备序号配电箱编号配电箱内所接电气设备序号AL1 30，31，32，33，34AL69，17，18 AL2 26，27，28，29 AL7 5，6，7，8 AL3 1，2，3，4 AL8 16，20，23 AL4 接AL5和AL6配电箱AL910，11，12，13，14，15 AL5 19，21，22，241、采用系数法对车间用电设备进行负荷计算 （1）各支线负荷及熔断器和导线截面积选择 以设备系列号1为例说明计算过程查系列号表1—1，知系号1设备单位容量6kW ，效率η=0.89，功率因数cos ϕ =0.81，启动倍数K st =6 计算电流： 65.1289.081.038.036cos 3=⨯⨯⨯=⨯=ηϕN e st U P I启动电流：5.7930==I K I st st1）选择支线熔断器，I N·FE≥I30=12.65A,I N·FE≥KI st=0.4×75.9=30(A) 式中I N·FN为熔体额定电流，K为选择熔体的计算系数.轻载启动取0.25~0.4.选I N·FE =30A,I N·FU=50A,查表5—10，选择结果为RT0—50/30.2）选支线截面积，按允许载流量选择，根据I a1〉I30,查表8—32；根据实际温度θ=27°，选3根单芯塑料导线穿钢管S c=15mm埋地敷设.当截面积A=2.5mm2,θ=30°时，IA =16A≥I30=12.7A,选择结果为BLV—3×2.5—16A—SC15mm(钢管管径)同理可选择出所有电动机支线的熔断器和导线截面积如表1—5所示表1—5 各支线负荷、熔断器、导线截面积选择结果附表8—32（2）干线负荷计算及截面积选择机加车间用电设备从低压配电屏引出三个回路WLI、WL2、WL3.各回路所接配电箱及用电设备如表1—6所示.33表1—6 机加车间三个回路负荷计算结果P e ∑1=6×3＋1.45＋9.8×4＋3×4＋6.8×2=84.25(kW)回路WL2的负荷为P e ∑2=66.8＋10.125×3＋4.625＋8.5＋4＋67.8×2＋1.5＋7.6＋4×2= 回路WL3的负荷为P e ∑3=4.6×3＋7.6×3＋1.5＋10.125×2= 用电设备组计算负荷式为： e d c P K P = ϕtan c c P Q =ϕCOS P S c c= NccUS I 3=式中 dK ——需要系数，如该组用电设备性质相同，则d K 可直接查到，dK查表为0.8；e P 为额定容量.车间的转供负荷计算结果如表1—7所示 表1—7 车间的转供负荷计算结果型交联聚乙烯绝缘电缆，埋地附设1—8 车间干线计算电流及导线截面积选择结果（YJLV 铝芯电缆）2、低压母线计算负荷及无功功率补偿 多组用电设备组计算负荷的计算公式为：=CP ∑∑cipp K=CQ ∑∑ci q Q K230230Q P S C+=NCUS I 330=式中p K ∑——有功负荷同时系数，取0.85 ~0.95；qK∑——无功负荷同时系数，取0.9 ~0.97.（1）低压线计算负荷低压母线的计算负荷为各回路干线负荷之和，应计及同时系数（或称为参数系数或称为综合系数）iP 30由表1—6可查出P 30M =K ∑∑8130i P P =0.95×﹙25.3＋79.8＋17.5＋100＋82＋82＋55＋45﹚=0.95×486.6=462.3﹙kW ﹚Q 30M =K ∑∑8130i P Q =0.97×﹙29.6＋93.4＋20.5＋98＋86＋95＋80＋0﹚=0.97×502.5=487.4﹙kvar ﹚S 30=230230Q P +=8.6714.4873.46222=+﹙kV .A ﹚cos ϕ=69.08.6713.4623030==MM QPtan ϕ=05.13.4624.4873030==MMPQ由于车间负荷功率因数均小于0.9，因此应在变压器低压母线上进行集中无功补偿.集中补偿便于维护和管理，采用电力电容器进行补偿. （2）无功功率补偿 1）补偿容量的计算)tan (tan 2130ϕϕ-=McpaP Qa 年平均有效负荷系数，为0.8tan 1ϕ——对应于原来的功率因数1cos ϕ正切值，一般为0.6~0.72tan ϕ——需要补偿到的功率因数正切值，一般为0.9~0.95所以)484.005.1(3.4628.030-⨯==McaPQ=var)(3.209566.03.4628.0k =⨯⨯ 2）选择补偿装置参考文献【1】选择PGJ1型无功功率补偿装置. 采用2号主屏一台，电容器采用表1—9 S9型电力变压器技术数据BW0.4—14—3型，每屏112kvar ， 采用8步控制，每步投入14kvar ，PGJ1型低压无功功率补偿自动补偿屏.其原理接线图如图1—5所示图1—5 PGJ1型低压无功功率补偿装置原理接线图考虑到实际电压对补偿容量的影响，将补偿容量折算到额定电压380V 的容量为：var)(08.10195.01124.038.01122221k UU Q Q NNc=⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=3台电容器屏var)(2.30308.10133k Q Q cc =⨯==∑补偿后母线的计算负荷及功率因数为)(46230'30kW P P MM==；()var)(187********'30k Q QQc MM=-=-=；).(497187462222'302'30'30A kV QP SMMM=+=+=93.0497462cos '30'30===MM SPϕ＞9.0cos 1=ϕ合格 =⨯==38.03497330'30NMMU S I755（A ）3.计算变电所变压器一次侧计算负荷 （1）估计变压器功率损耗：)(964.5497012.0012.0'30kW SP MT=⨯==∆var)(82.2949706.006.0'30k SQ MT=⨯==∆（2）估计进线负荷：)(4684626'30301kW PP P M T=+=+∆=var)(21418482.29'30301k QQ Q MT=+=+∆=).(511214468222'3012'301301A kV QPS MM=+=+=)(5.291035113301301A U S I N=⨯==)(77638.035113301302A U S I N =⨯==92.0511468cos 301301301===S p ϕ(三) 车间变电所变压器和主接线方案的选择根据负荷性质和电源情况选择变压器台数和容量，有下列两种方案： （1） 选一台主变压器，低压侧采用单母线，采用低压联络作为备用电源.A kV S A kV ScTN .511.630.=≥=.查表2—5选择一台S9-630/10/0.4-Yyn0 低损耗配电变压器，技术数据如表1—9 表1—9 S9型电力变压器技术数据附表2—5 10kV级S9系列铝线电力变压器的主要技术数据（2）选择两台变压器，暗备用，低压侧采用单目线分段主接线，有T N S .=(0.5~0.6) ×511=(256~306)kV .A,97)(.=≥∏+I c TN SS (kV .A)选择两台S9-315/10/0.4-Yyn0低损耗配电变压器，进行技术经济比较如表1—10所示2.由于本设计题目对供电可靠性不高，采用方案1比较合理，因此决定采用方案1根据设计任务要求选择总降压变电所到车间变电所的进线电缆，按经济电流密度选择经济截面积.查表8—26选择选取经济电流密度54.1=ocJ ，查表选YJL22-1000型交联聚乙烯铝芯电力电缆直接敷设，已知AI 5.29301=，则)(2.1954.15.292301mm J I A ococ===查表8—42截面积225mm A oc=.允许的载流量为128A 考虑到土壤温度是标准温度35℃，不用进行温度修正，但要进行多根并排埋地修正系数81.0=b K 和土壤热阻系数为120时土壤修正系数实际允许载流量为6.99123181.01''1=⨯⨯⨯=a I 〉5.29301=I .所以所选电缆合格.附表8—26 导线和电缆的经济电流密度oc J 可查表8—26（五）线路功率损耗、变压器功率损耗及车间年电能需要的计算 （1）车间进线的功率损耗为：)(1504576.05.293322301kW R I P WLWL=⨯⨯==∆var)(3.125048.05.293322301k X I Q WLWL=⨯⨯==∆查表8—38得铝芯电缆R 1=1.44Ω/㎞，X 1=0.12Ω/㎞，R WL=R 1L,X WL =X 1L1）变压器功率损耗为)(116.56305118.57.122kW P P P kT=⎪⎭⎫⎝⎛⨯+=∆+∆=∆β=+=∆NTNNT T S U S I Q 20100%100%β2) 变压器电能损耗为max2)()(τβkWkWTQ K P T Q K P A ∆+∆+∆+∆=∆=3）车间年电能需要量为==max301T P W A（六）短路电流计算短路电流计算的目的是为了选择和校验车间变电所高、低压电气设备及促进继电保护整定计算所需要的技术数据.因此应计算在最大运行方式下和最小运行方式下的短路电流值.计算时，先画出供电系统计算电路图，等值电路，确定短路计算点，采用标么值方法进行短路电流计算.（1） 计算电路图如下图所示图1—6 供电系统计算电路图（2）等值电路图如下图所示图1—7 供电系统等值电路图（3）计算各元器件基准电抗标么值 先选取基准容量A MW S d .100=；基准电压：,5.101kV U d =kV U d 4.02=基准电抗：kA U S I d dd 5.55.103100311=⨯==kA U S I d dd 3.1444.03100322=⨯==电源内阻：5.0200100min.max.===k ds SSX4.0250100max.min.===k ds SS X线路：72.0101005.148.02211=⨯⨯==d dWLU S l R R555.0101005.137.02211=⨯⨯==d dWLU S l x X变压器：51000101001005100%3=⨯⨯=⨯=NTdkTS S U X(4) 计算k1点和k2点短路电流为22.172.05.0max.max.1=+=+=WLs k X XX955.0555.04.0min.min.1=+=+=WLs k X XX72.01==WLk R R675.1955.072.0min.1min.1=+=+=k WLk XR Z94.122.172.0max.1max.1=+=+=k WLk XR Z22.6522.1max.1max.2=+=+=Tk k X XX955.55955.0min.1min.2=+=+=Tk k X XX)(28.3675.15.5min.11max.1kA ZIIk d k === )(2.24955.5144min.22max.2kA XI I k d k ===)(2.2322.6144max.22min.2kA XI Ik d k === 高压冲击系数8.1=shK ，则)(35.828.38.122max.11kA IK i k shsh =⨯⨯==低压冲击系数6.1=sh K ，则)(8.542.246.122max.22kA I K i k shsh =⨯⨯==.短路容量为).(7.59675.1100min.1max.1A MW ZS Sk dk ===).(8.16955.5100min.2max.2A MW ZS Sk dk === )(84.294.15.5max.11min.1kA ZI Ik d k ===短路电流计算结果下表所示车间低压母线A I M1357'30=，查表8—26根据年最大负荷小时数h T 6000max=，查得经济电流密度9.0=ocJ ，因此经济截面积为)(15089.013572'30mm JIA ocMoc===.查表8—30选LMY 型硬铝母线100×8.在环境温度为35℃时竖放A I a 16251=，平均减少8%，A I a 14951=.可见，母线允许载流量大于母线计算电流A IM135730=(1) 对母线作热稳定校验，假想时间为)(3.12.01.1s t t t gupk=+=+=，则热效应允许最小截面积为：)(2493.187101910233)3(mm t CI A eq=⨯=⨯=∞式中C —热稳定系数.查表5—2得铝母线热稳定系数C=87.因为实选母线截面积A=100×8=800mm 2 ＞A t =249mm 2 ，所以热稳定合格 （2） 对母线作动稳定校验母线采用平放布置，根据低压配电屏结构尺寸确定a=0.25m ，l=0.9m.母线受点动力为：)(19661025.09.0)108.54(05.1310372372N a l iK F shf=⨯⨯⨯⨯=⨯=-- fK查图4—13由5.12008.01.0===h b m ，230008.01.01.025.0=+-=+-h b b a ，得05.1=fK母线弯曲力矩为：)(94.176109.0196610m N l F M •=⨯==母线的截面积系数为：)(103.136008.01.063622m h b W -⨯=⨯==选RN2—10型高压熔断器作为电压互感器保护用. 普通阀型避雷技术数据如表1—13所示（3）高压电缆互感器选择：查表5—11选LAJ-10或LQJ-10 （4）选择避雷器FS-10或FZ-10如表1—13所示.表1—15 车间低压干线断路器及低压刀开关选择表车间回路号计算电流（A）低压断路器型号低压刀开关型号WL1 DW15—200 HD13—200WL2 DW15—200 HD13—200WL3 DW15—100 HD13—200WL4 DW15—400 HD13—400WL5 DW15—200 HD13—200WL6 DW15—200 HD13—200WL7 DW15—200 HD15—200WL8 DW15—100 HD15—2005.高压开关柜选择查《工厂常用电气设备手册》,625页，选用北京华东有限公司生产的KYN-12Z（GZS1）型金属铠装中置抽出式（手车式）开关柜.根据车间变电所主接线选择开关柜编号方案示例如下图所示6.低压配电屏的选择查《工厂常用电气设备手册》，781页，低压配电屏选择GCK3（GCL-S）型低压抽出式开关柜，作为发电厂变电所三相交流50H Z ,380V，额定电流为3150A及以下低压配电系统.根据车间变电所低压配电系统设计方案选低压开关柜一次线路示例如下图034 043 004 011KY N□-高压开关柜编号图1—8 车间变电所电气主接线选择开关柜编号选择变电所位置要从安全运行角度出发，达到较好技术经济性能，经过技术经济比较确定.一般要满足接近负荷中心、进出线方便、接近电源侧的要求.本车间变电所位置已经已定在车间东南角.变电所的形式和布置.变电所的形式根据用电负荷的状况和周围环境情况确定，根据当地供电部门要求，设置专门电容器室，与低压配电室相邻并有门相通. （八）变电所防雷保护 1.直击雷保护在变电所屋顶装置雷针或避雷器，并引出两根地线与变电所公共接地装置相连，由于变电所高低压电气设备均在室内，因此不必设置独立的避雷针.防雷引下线，应先引用自然引下线，还可以利用建筑物的钢柱、消防梯、金属烟囱作自然引下线.人工防雷引下线采用圆柱或扁钢，优先采用圆钢，其截面积应满足规范要求，引下线沿建筑物外敷设，并经最短路径接地.要求接E 地电阻为4Ω. 2.雷电侵入波的保护在10kV 高压侧配电室装有HYSWS2-7/50R 型避雷器，引下线采用25mm ×4mm 镀锌扇钢，下与公共接地网焊接，上与避雷器接地端螺栓连接. 3.变电所公共接地装置的设计（1）接地电阻要求：查表9—6，变电所公共接地电阻应满足： 1）Ω≤4E R2)Ω==≤3.923.1120120EEI R这里EI为车间变电所单相接地短路电流，是按变电所电缆总长度为进线0.4km ，低压转出线0.9km ，共计1.3km.)(3.13503.13510350)35(A l l U I cabohNE=⨯⨯=+=即取公共接地装置电阻Ω≤4ER .注：ER为工频接地电阻；shR为冲击接地电阻；)1(kI为流经接地装置的单相接地短路电流;EI为单相接地电容电流.（2） 接地装置的设计.采用长2.5m 、φ50mm 镀锌钢管16根，沿变电所三面均匀布置，变电所前两面布置二排，管距5m 垂直打入地下，管顶离地面0.6m.管间用40mm ×4mm 镀锌扁钢焊接相连.变电所的变压器室有两条接地干线，高低压配电室各有一条接地干线与室外公共接地干线装置相连.接地干线均采用25mm ×4mm 镀锌扁钢.变电所接地装置布置图如图1—10所示图1—10 变电所接地装置布置图 4.公共接地装置计算（1）单根垂直接地体电阻计算.沙质黏土取土壤电阻率m .200Ω=ρ)(805.2200Ω===l R EVρ，人工水平接地体电阻)(104020022Ω=⨯=≈l R Ehρ.估计垂直人工接地体根数n ，已知自然接地电阻60Ω，则需人工接地体电阻为：)(29.4460460.Ω=-⨯=-=EnatEnatmanE R R R R R4.2529.466.0809.09.0.=⨯⨯=≥manE EV R R n η考虑到管间屏蔽作用，并使接地体均匀，可按偶数倍布置接地体，可选n=26根，再作复合接地体电阻计算：)(4.1666.018810108018Ω=•⨯+⨯=•+=∑ηEV Eh Eh EV E E E R R(九) 二次回路方案的选择与继电保护的整定计算（1）断路器控制和信号回路设计，采用灯光监视的断路器控信号回路接线.（3）中央信号装置：在变电所控制或值班室内一般装设中央信号装置，由事故信号和预告信号组成.车间变电所中央信号装置一般采用重叠动作的信号装置，若变电所接线简单可采用不重复动作信号装置.本变电所采用集中复归不能重复动作的事故信号装置和集中的复归预告信号装置，它们均采用交流操作电源，取自电压互感器作为信号电路电源.（4）车间变电所继电保护装置配置：继电保护装置应该满足可靠性、选择性、灵命性和速动性的要求.电力设备和线路短路故障的保护应设有主保护和后背保护，必要时再增加辅助保护.1）10kV 线路继电保护配置.查《工业与民用配电设计手册》309页表7—12确定采用电流速动保护、过电流保护、单相接地短路电流保护.a . 10kV 线路电流速断保护整定计算，保护装置一次侧动作电流(3)(3)1.max 1.38.0310.43(kA)I op rel k I K I ==⨯=.电流继电器动作电流3..10.4310521(A)1005Iop rIop rconTAI IK K ⨯===，灵敏系数校验用保护范围校验，要求.min 15%p l ≥.因为.min.min 1.1110.06330.440.044()2 1.44 1.44ph p s op l X km Z I ⎫⎛⎫⎪=-=-== ⎪⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，所以.min 0.04411%15%0.4p l ml===≤，保护范围不满足要求.这是由于线路太短，线路两端短路电流近似相等，所以可不设电流速断保护.b .线路过电流保护：)(5585.0303.12.11.A K K K I re ss rel III op =⨯⨯==)(75.2205551001551.2.A K K I Icon TAIII op IIIop ==⨯==保护时限)(9.05.04.01s t t t III IIIp =+=∆+=灵敏系数校验：5.1126551003.8866.02331.)3(min.1≥=⨯⨯==III op k IIIsenI I K合格c . 线路单相接地短路保护：已知车间变电所系统单相接地电容电流为1.3A ，进线单相接地电容电流1E I 为)(4.03504.010********A l U I N E =⨯⨯=⨯=,取零序电流互感器变比6530=A A ， 一次侧动作电流为)(6.04.05.111.A I K I E rel op =⨯==,)(1.066.011.1.A I K K I OP TA con op =⨯==.动作电流为s t p 5.0=.保护灵敏性5.16.04.03.11.1=-=-=∑op E E sen I I I K ，合格. 2）变压器继电保护配置.查《工业与民用配电设计手册》147页表6—5可确定变压器采用过电流保护，单相接地短路保护过负荷保护和气体保护. a . 变压器过电流保护整定计算： 保护装置一次侧动作电流为)(1034.3685.022.11.A I K K K I TN re st rel op =⨯⨯==)(4.3610363031.A U S I N T N TN =⨯==电流继电器动作电流为)(2.5510011031.1.A K K I I con TAop op =⨯==. 灵敏系数校验： 81034.82410325107.18866.023)/(31.min .2.==⨯⨯==op T k T sen I K I K 〉1.5保护时限s t t t b T 8.05.03.1=-=∆-=.因为变压器过电流保护时限大于0.5s ，所以变压器应设电流速断保护. b . 变压器电流速断保护：())(11404.010190005.1max.21.A K I K I Tk relop =⨯==)(5720111401..A K K I I TA con op r op =⨯=⨯= 2)(5.511407300866.0866.01.'min .1≥=⨯=⨯=A I I K op k senc . 变压器过负荷保护：在变压器高压侧设置过负荷保护，因为负荷多数情况下是三相对称的，因此过负荷只用一个电流继电器接于一相电流，经延时9~10s 作用于预告信号.保护装置一次侧动作电流1.op I 和电流继电器的动作电流r op I .为)(454.3685.005.1.1.A I K K I L T re rel op =⨯==)(2.251001451..A K K I I con TAop r op =⨯==d . 变压器低压侧单相接地短路保护，利用高压侧三相过电流保护兼作单相接地短路保护.2.438.0101033172402321.)1(min 2.2.1..)1(min 1.2.=⨯⨯⨯=⨯==T OP k op k senK I I I I K 〉1.5合格附图1、 车间变电所电气主接线图2、 机加车间电气平面布置图开关柜编号NO.202NO.203NO.204NO.205NO.206NO.207NO.208NO.209NO.21NO.211开关柜型号GCK3—13 GCK3—23GCK3—51GCK3—51开关柜用途车间馈电线路转供负荷馈电照明配电功率因数补偿线路编号WL1 WL2 WL3 WL4 WL5 WL6 WL7 WL8线路去向机械加工车间金工车间汽车修理车间备品车间锅炉房照明计算电流（A）59 187 41 213 180 190 147 68 230 230 上图为车间变电所电气主接线图以上图为机加车间电气平面位置图。

某机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计2008年7月2日目录一、负荷计算 (1)二、变电所主变压器和主结线方案的选择 (4)三、短路电流的计算 (5)四、变电所一次设备的选择校验 (7)七、设计图样 (9)八、车间平面布置图 (10)九、心得体会........................................... 错误！未定义书签。

一、负荷计算1．由车间平面布置图，可把一车间的设备分成5组，分组如下：NO.1：29、30、31 配电箱的位置：D-②靠墙放置NO.2：14——28 配电箱的位置：C-错误！未找到引用源。

靠墙放置NO.3：1、32、33、34、35 配电箱的位置：B-错误！未找到引用源。

靠柱放置NO.4：6、7、11、12、13 配电箱的位置：B-④靠柱放置NO.5：2、3、4、5、8、9、10 配电箱的位置：B-错误！未找到引用源。

靠柱放置2．总负荷计算表如表1所示。

表1 机加工一车间和铸造、铆焊、电修等车间负荷计算表编号名称类别设备容量P e/KW需要系数K dcosΦtanΦ计算负荷P30/KWQ30/KvarS30/KV AI30/A1 锻压车间动力270 0.35 0.75 0.882 铸造车间动力159 0.65 0.75 0.883 金工车间动力163 0.35 0.65 1.174 工具车间动力80 0.35 0.655 电镀车间动力231 0.62 0.75 0.882 热处理车间动力225 0.6 0.75 0.883 装配车间动力175 0.72 0.65 1.174 机修车间动力75 0.35 0.655 锅炉房动力89 0.75 0.75 0.882 仓库动力15 0.4 0.75 0.88生活区及厂区照明90 0.95 0.65 1.173. 无功功率补偿由表1可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因素只有0.64。

而供电部门要求该厂10KV进线最大负荷时的功率因素不应地于0.90。

某机械修造厂变电所及配电系统设计某机械修造厂变电所及配电系统设计随着工业化的不断发展和完善，电力在各个领域的应用愈加广泛。

机械修造厂是一个典型的电力应用场所，大量的电力设备和机械设备需要得到充分的供电保障，因此，变电所及配电系统设计显得格外重要。

设计目标某机械修造厂现有的电力设备数量较多，而且还存在老旧设备混合新设备的情况，电压等级不统一等问题。

因此，本次设计有如下目标：1. 统一电压等级为了方便管理和节约成本，设计方案中将所有设备的电压等级统一为380V。

2. 保障设备功率根据机械修造厂的用电需求进行负载计算，并保障电力系统的可靠性和稳定性，使得每台设备都能够得到充分的供电保障。

3. 满足电力监测需求设计方案中应该集成电力监测系统，方便管理人员实时监测设备的用电状态和负载情况，及时进行维护和保养。

设计方案为了实现以上的设计目标，设计方案中采取了如下措施：1. 选择合适容量的变压器变压器是配电系统中的核心设备，它起到把高压电力转化为低压电力的作用。

根据机械修造厂的用电需求进行负载计算，确定变压器的容量。

2. 优化配电系统根据不同设备的功率需求，合理设置进线开关、箱变、变压器、配电箱等设备，保证供电路径的稳定。

3. 选用高品质的电缆和电气元件为了确保配电系统的安全可靠运行，选用质量较高的电缆和电气元件，同时注重防火、防爆、防潮等功能。

4. 引入电力监测系统为了方便管理人员实时监测所用电力设备的用电状态和工作负荷情况，设计方案中将采用电力监测系统，可以方便地对电力运行状态进行监测、记录和分析。

成果效益本次设计方案的实施，可以实现以下效益：1. 保障电力稳定通过对配电系统的优化设计和可靠的设备选型，保障机械修造厂的用电负荷得到充分保障，实现电力稳定供应，使得各项生产工序能够正常运行。

2. 提升节能效益配电系统中采用了高品质的电缆和电气元件，可以降低供电电流，提升电能利用率，从而达到节能的目的。

3. 实现电力规划在规划电力配套系统时，可以对设备的用电情况进行详细的规划，从而达到科学有效的资源利用并保障电力供应的目的。

.............................................1．本课题设计的意义和目的 (2)2．工厂供电课程设计的要求 (2)3．工厂供电的发展趋势 (3)........................................................................1．各组设备的有功计算负荷、无功计算负荷、视在计算负荷、电流 (4)2．负荷计算 (5)3．无功功率补偿 (7).1．根据分组选择各动力箱 (8)2．低压配电屏 (8)..................1．变电所主变压器的选择 (9)2．变电所主结线方案的选择 (9)..........1．短路电流的计算 (10)2．变电所一次设备的选择校验 (12)..................................................................................1．本课题设计的意义和目的电能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，对电能质量、供电可靠性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。

它和企业的经济效益、设备和人生安全等是密切相关的。

工厂厂区供电设计是整个工厂建设设计中的重要组成部份。

供电设计质量 ,会直接影响到日后工厂的生产和发展。

特别对那些工业生产自动化程度很高的大型现代化工厂, 如果能有一个高质量的供电系统,那末,就有利于企业的快速发展。

稳定可靠的供电系统, 有助于工厂增加产品产量,提高产品质量,降低生产成本,增加企业经济效益。

如果供电系统设计质量不高,将会给企业,给国家造成不可估计的损失。

前言电能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，工厂用电量快速增长，对电能质量、供电可靠性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消耗量，而且也反映到工厂的可靠性和工厂的安全生产上，它与企业的经济效益、设备和人身安全等是密切相关的。

现在除个别大型工业联合企业有自备电厂外，绝大多数工厂都是从国家电力系统取得电能的，因此，工厂工业负荷是电力系统的主要用户，工厂供电系统也是电力系统的一个组成部分，保证安全供电和经济运行，不仅关系到企业的利益，也关系到电力系统的安全和经济运行以及合理利用能源。

工厂供电设计必须遵循国家的各项方针政策，设计方案必须符合国家标准中的有关规定，同时必须满足以下几项基本要求：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，运行费用低，并尽可能工节约电能和减少有色金属消耗量。

此外，在供电工作中，应合理地处理局和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部和当前和利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。

本说明书为某机械制造厂电修低配系统及车间变电所设计说明，该车间的主变压器容量为630kV A，各电压等级分别为10kV和0.4kV，车间的负荷均属三类负荷，根据设计任务书的要求，本设计的主要内容包括：车间的负荷计算及无功补偿，确定车间变电所的所址和型式，车间变电所的主接线方案，短路电流计算，主要用电设备选择和校验，车间变电所整定继电保护和防雷保护及接地装置的设计等。

目录第一章课程设计任务书 (2)1.1设计目的 (2)1.2设计内容 (2)1.3设计任务书 (2)第二章设计说明书 (6)2.1车间变电所电压等级确定和主接线方案确定 (6)2.2电力负荷计算 (7)2.3无功补偿及补偿容量确定 (9)2.4 变电所主变压器及主接线方案的选择 (10)2.5 短路电流计算 (11)2.6 选择车间变电所高、低压电气设备 (13)2.7 变电所防雷保护及接地装置设计 (15)结论 (18)附录 (19)参考文献 (19)第一章课程设计任务书1.1设计目的工厂供电课程设计是按教学计划安排在供电课程结束后进行的教学实践环节，设计时间为一周。

方向设计学生日志某机修厂机加工车间低压配电系统设计摘要:本文详细的介绍了某机修厂机加工车间低压配电系统设计的设计方案，该方案接入10KV的高电压经变压器变压为380V，接入配电箱对生产设备供电，主要涉及车间电力负荷计算及无功补偿，短路电流及其计算，车间变电所一次设备，工厂电力线路，工厂供电系统的过电流保护等方面，按照国家的一些技术标准完善供电系统设计，降低工厂的基本建设投资、运行费用和有色金属消耗量，提高工厂供电的可靠性和工厂的安全生产。

关键词: 计算负荷低压配电变电所Low-voltage distribution system design of a Machine shopin Mechanical repair plantAbstract:This paper introduced a design scheme of A repair workshop processing a workshop of low-voltage distribution system which passes through a transformer voltage from 10KV to 380V and tnen connect to the distribution box for Power supply to production equipment.This scheme mainly involves workshop Calculation of power load and wattless power compensation , the short circuit current and its calculation, workshop substation equipment, factory electric power line, the over current protection of factory power supply system etc，according to national technology standards improve power supply system design to reduce the investment in capital construction, operation cost and non-ferrous metal consumption and improve power supply reliability and plant safety.Key words:Computational load Low-voltage distribution Substation目录1设计目的和意义 (5)2基础资料 (6)2.1车间平面布置图 (6)2.2车间设备明细表 (6)2.3车间负荷性质 (7)2.4供电电源条件 ..................................................................................................................... (7)2.5车间自然条件 (8)3设计方案 (8)3.1车间配电箱布置 (8)3.2车间负荷计算及无功补偿 (8)3.3机加一车间低压设备终端断路器和电线的选择 (14)3.4高低压母线的选择 (16)3.5车间变电站一次设备的选择 (17)4设计图纸 (19)4.1车间变电所主接线图 (19)4.2车间低压平面布线图 (19)5结束语 (20)参考文献 (20)1设计目的和意义电能是工业生产的主要动力能源。