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机械厂降压变电所的电气设计

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《供配电系统》课程设计报告书课题名称机械厂降压变电所得电气设计2015年06月18日课程设计任务及要求1设计要求根据该厂所能取得得电源及该厂用电负荷得实际情况，并适当考虑到工厂生产得发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理得要求，确定变电所得位置与型式，确定变电所主变压器得台数与容量、类型，选择变电所主结线方案及高低压设备与进出线，选择整定继电保护装置。

最后按要求写出设计说明书，绘出设计图。

课程设计分为4个小组，每个班按前26位学号为一组，其余为另一组。

2设计依据①、工厂总平面图第1～4组分别按《工厂供电设计指导》图11-1～11-4设计。

②、工厂负荷情况该厂多数车间为二班制，年最大负荷利用小时为4600h。

该厂除铸造车间、电镀车间与锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。

该厂得负荷统计资料如表1所示。

第1组按表1数据设计，第2～4组设备容量按表1逐组递增20%，其余相同。

例第2、3、4组铸造车间得动力设备容量分别为260×1、2=312，312×1、2=374，374×1、2=449，其余类推。

③、供电电源情况按照工厂与当地供电部门签订得供用电协议规定，该厂可由附近一条10kV 得公用电源干线取得工作电源。

该干线得走向参瞧工厂总平面图。

该干线得导线型号为LGJ-150，导线为等三角形排列，线距为2m；干线首端距离该厂约8km。

干线首端所装设得高压断路器断流容量为500MV·A。

此断路器配备有定时限过电流保护与电流速断保护，定时限过电流保护整定得动作时间为1、7s。

为满足工厂二级负荷得要求，可采用高压联络线由邻近得单位取得备用电源。

已知与该厂高压侧有电气联系得架空线路总长度为80km，电缆线路总长度为25km。

④、气象资料该厂所在地区得年最高气温为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处平均温度为25℃。

当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20天。

⑤、地质水文资料该厂所在地区平均海拔500m，地层以砂粘土为主，地下水位为2m。

⑥、电费制度该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，按两部电费制交纳电费。

每月基本电费按主变压器容量计为18元/(kV·A)，电度电价为0、59元/(kW·h)。

工厂最大负荷时得功率因数不得低于0、90。

此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性地向供电部门交纳供电贴费：6~10kV为800元/(kV·A)。

3设计任务要求在规定时间内独立完成下列工作量：1、设计说明书，内容：1）前言；2）目录；3）负荷计算与无功功率补偿；4）变电所得位置与型式得选择；5）及主变压器得台数、容量与类型得选择；6）变电所主结线方案得设计；7）短路电流得计算；8）变电所一次设备得选择与校验；9）变电所进出线得选择与校验；10）变电所继电保护得整定；11）参考文献；12）变电所主接线图。

绘制得电路图、图形符号及文字符号应符合国家标准，设计报告得格式按照附件“课程设计报告书格式”。

上交文档：设计说明书打印稿与电子稿各一份，电子稿以“学号姓名”命名。

（一）负荷计算与无功功率补偿1.负荷计算表1工厂负荷计算表2.无功功率补偿由表2可知，该厂380V侧最大负荷时得功率因数只有0、74。

而供电部门要求改厂10kV进线侧最大负荷时功率因数不应低于0、90。

考虑到主变压器得无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时功率因数应稍大于0、90，暂取0、92来计算380V侧所需无功功率补偿容量：Qc=P30(tanɚ1-tanɚ2)=1069、48[tan(arccos0、74)-tan(arccos0、92)]kvar =516、48kvar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）3台与方案4（辅屏）2台相组合，总共容量84kvarx4+112kvarx2=560kvar。

（二）变电所3、1变电所得位置与型式得选择变电所得位置应尽量接近工厂得负荷中心。

工厂得负荷中心按负荷功率矩法来确定，计算公式：X=P1X1+P2X2+P3X3+、、、、/P1+P2+P3、、、、=∑(PIXI)/∑PIY=P1Y1+P2X2+P3Y3+、、、、/P1+P2+P3、、、、=∑(PIYI)/∑PIX=(457、92x1、3+390、52x1、3+426、81x3、5+354、24x3、5+317、95x4、2+285、12x6、6+214、27x6、6+89、85x6、6+252、28x6、6+19x9、3+345、60x0、7)/(2730、24+423、32)=3、53Y=(457、92x5、2+390、52x3、6+426、81x5、2+354、24x3、6+317、95x1、8+285、12x6、3+252、28x4、7+214、27x3、1+89、85x1、5+19x4、7+345、60x0、3)/(2730、24+423、32)=3、75由计算结果可知，工厂得负荷中心在4号厂房得（仓库）内中心点偏东北附近。

考虑到周围得环境及进出线方便，决定在4号厂房得东侧紧靠厂房建造工厂变电所，其型式为外附式。

如图1：图1 工厂得负荷中心3、2变电所主变压器及主接线方案得选择、变电所主变压器得选择根据工厂得负荷性质与电源情况，工厂变电所得主变压器考虑有下列两种可供选择得方案：装设一台主变压器型号采用S9型，而容量根据SN、T>=S30,选SN、T=1250KVA>S30=1185、92KVA,即选用一台S9—1250/10型低损耗配电变压器。

至于工厂二级负荷所需得备用电源，考虑由与邻近单位相联得高压联络线来承担。

装设两台主变压器型号亦采用S9型，而每台变压器容量根据 SN、T≈（0、6~0、7）S30 与SN、T>=S30 (I+II)选择，即SN、T≈（0、6~0、7）S30 =(0、6~0、7)x1185、92=(711、55~830、14)kVA 且 SN、T>=S30 (I+II)=（232、41+212、88+94、94)=540、23kVA因此选两台S9—800/10型低损耗配电变压器。

工厂二级负荷所需得备用电源亦由与邻近单位相联得高压联络线来承担。

主变压器得联接组均采用Yyno。

（三）短路电流得计算a)绘制计算电路，如图图2 短路计算电路b)确定短路计算基准值设Sd=100MVA,Ud=Uc=1、05UN,即高压侧Ud1=10、5KV,低压侧Ud2=0、4KV,则Id1=Sd/(√3)Ud1=5、5kAId2=Sd/(√3)Ud2=144kAc)计算短路电路中各元件得电抗标幺值电力系统X1*=100MVA/500MVA=0、2架空线路X2*=（0、36x8）x((100/10、5)x(100/10、5))=2、6 电力变压器X3*=(4、5/100)x（100MVA/1250KVA）=3、6因此绘短路计算等效电路如图5所示：图3 短路计算等效电路d)短路计算结果短路计算点三相短路电流/kA 三相短路容量/MVA I K(3)I’’(3)I (3)ish(3)I sh(3)S K(3)K-1 1、96 1、96 1、96 5、0 2、96 35、7 K-2 22、5 22、5 22、5 40、73 24、53 15、63 变电所一次设备得选择与校验e) 10KV侧一次设备得选择校验，如表3：表3 10KV侧一次设备得选择校验选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度其她装置地点条件参数U N I N I K（3）i sh(3) I^(3)2xt min数据10KV 57、69(I1N、T) 1、96KA5、0KA 1、96x1、96x1、9=7、3一次额定参数U N、e I N、e I i max I t^2、t min表3所选一次设备均满足要求。

f) 380V侧一次设备得选择校验，如表4：表4 380V侧一次设备得选择校验表4 所选一次设备均满足要求。

（四）高低压母线得选择10KV母线选LMY-3(40x4),即母线尺寸为40mmx4mm:380V母线选LMY-3(120x10)+80x6，即相母线尺寸为120mmx10mm,而中性线母线尺寸为80mmx6mm。

变电所进出线得选择与校验a)10KV高压进线得选择校验采用LJ型铝绞线架空敷设，接往10KV公用干线。

①、按发热条件选择由I30=I1N、T=57、69A及室外环境温度33℃，初选LJ-16，其35℃时得Ial=93、5A>I30,满足发热条件。

②、校验机械强度最小允许截面Amin =35mm^2,因此按发热条件选择得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。

b)由高压配电室至主变得一段引入电缆得选择校验采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘得铝芯电缆直接埋没敷设。

①、按发热条件选择由I30=I1N、T=57、69A及土壤温度25℃，初选缆芯截面为25mm^2得交联电缆，其Ial=90A>I30,满足发热条件。

②、校验短路热稳定计算满足短路热稳定得最小截面Amin=I(√tima)/C=1960x(√0、75)/77=22mm^2因此YJL22-10000-3x25电缆满足短路热稳定条件。

c)380V低压出线得选择①、馈电给1号厂房（铸造车间）得线路采用VLV22-1250型交联聚乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。

按发热条件选择由I30=353、5A及地下0、8土壤温度为25℃，初选缆芯截面300mm^2,其Ial=365A>I30,满足发热条件。

校验电压损耗变电所至1号厂房距离约为68m，300mm^2得铝芯电缆得R0=0、16，X0=0、07，又1号厂房得P30=165、02kW，Q30=160、40kvar,得：ΔU=(165、02x(0、16x0、1)+160、40x(0、07x0、1))/0、38=9、90VΔU%=9、90/380=2、60%<5%=ΔUal%故满足允许电压损耗得要求。

短路热稳定度校验计算满足短路热稳定得最小截面Amin=I(√tima)/C=22500x(√0、75)/77=253、06mm^2由于前面按发热条件所选300mm^2得缆芯截面大于Amin,故满足要求,采用VLV22-1250-4得四芯交联聚乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。

②、馈电给2号厂房（锻压车间）得线路采用VLV22-1250-3x300+1x150得四芯交联聚乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。

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XX机械厂降压变电所电气的设计内容

XX机械厂降压变电所电气的设计内容


定期巡检与维护
定期对保护装置进行巡检和维护，确保其处 于良好工作状态。
故障记录与分析
详细记录装置动作情况和故障原因，为故障 分析和处理提供依据。
培训与技能提升
加强运维人员的技能培训和知识更新，提高 故障处理能力和效率。
06 接地防雷及照明系统设计
接地系统设计要求
01
接地电阻
接地系统的接地电阻应满足规范 要求，保证设备正常运行和人员 安全。
运算曲线法
利用运算曲线法进行短路电流计算，根据系统接线方式和元件参数 ，查找对应的运算曲线，得到短路电流值。
计算机辅助计算
采用计算机辅助软件进行短路电流计算，提高计算精度和效率。
关键设备参数确定
1 2
变压器参数
确定变压器的额定容量、额定电压、短路阻抗等 关键参数，为短路电流计算提供依据。
电缆参数
根据电缆的型号、规格和长度等参数，计算电缆 的阻抗和电容，进而得到电缆的短路电流值。
机械厂内含有大量机电设备，其总容 量大且负荷特性复杂，需要稳定的电 力供应。
能源利用效率
随着能源价格的上涨，提高能源利用 效率已成为机械厂亟待解决的问题。
现有供电系统状况
机械厂原有供电系统可能已不能满足 当前生产需求，存在设备老化、容量 不足等问题。
降压变电所变电所的建设旨在为 机械厂提供稳定、可靠的 电力供应，保障生产线的 连续运行。
XX机械厂降压变电所电气的设计 内容
汇报人：XX 20XX-01-28
目 录
• 设计背景与目标 • 变电所选址与布局规划 • 电气主接线方案设计 • 短路电流计算与设备选择 • 继电保护与自动装置配置 • 接地防雷及照明系统设计 • 总结回顾与未来展望
01 设计背景与目标
某机械厂降压变电所电气设计

某机械厂降压变电所电气设计

1 绪论1.1 工厂供电的意义和要求工厂供电（plant power supply），就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂供电。

众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。

电能既易于其他形式的能量转换而来，又易于转换为其他形式的能量用以应用；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。

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，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但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额中所占的比重多少，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，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。

做好工厂供电工作对于发展工业生产，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，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义。

工厂供电工作要很好的为工业生产服务，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，运费要低，并尽可能的节约电能和减少有色金属的消耗量。

本设计的任务，主要是对某机械制造厂减压变电所的电气设计，其中包括工厂负荷的统计计算，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，进行短路计算，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。

并通过设计对中小型工厂的供配电系统和电气照明运行维护和设计计算对工厂供电理论知识有了更加深刻的巩固和复习，为今后从事工厂供电技术工作奠定一定的基础。

某机械厂降压变电所电气设计

某机械厂降压变电所电气设计

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。

机械厂降压变电所的电气设计课程设计

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