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。
1.2 工厂供电设计内容及步骤
全厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况。解决对各部门的安全可靠，经济的分配电能问题。其基本内容有以下几方面。
（1）负荷计算
全厂总降压变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的。考虑车间变电所变压器的功率损耗，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）工厂总降压变电所的位置和主变压器的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的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要，确定变压器的台数和容量。
（3）工厂总降压变电所主结线设计
根据变电所配电回路数，负荷要求的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。对它的基本要求，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，比较几种可行的高压配电网布置放案，计算出导线
截面及电压损失，由不同放案的可靠性，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）厂供、配电系统短路电流计算
工厂用电，通常为国家电网的末端负荷，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的短路参数,求出不同运行方式下各点的三相及两相短路电流。
2 负荷计算和无功功率补偿
2.1 负荷计算
各厂房和生活区的负荷计算如表2.1
表2.1 机械厂负荷计算表
计 算 负 荷
编号
名称
类别
设备容量
e P kW
需要系数d
K cos ϕ
tan ϕ30P kW
30var
Q k 30S kVA 30I A
动力2500.350.68 1.0887.5094.35——照明50.7410.00 3.700.00——1
铸造车间小计255———91.2094.35131.22199.37动力2900.240.62 1.2769.6088.08——照明80.810.00 6.400.00——2
锻压车间小计298———76.0088.08116.33176.75动力3100.250.64 1.2077.5093.05——照明70.7310.00 5.110.00——3
金工车间小计317———82.6193.05124.43189.05动力3400.290.65 1.1798.60115.28——照明70.7110.00 4.970.00——4
工具车间小计347———103.57115.28154.97235.45动力1900.470.720.9689.3086.07——照明70.8510.00 5.950.00——5
电镀车间小计197———95.2586.07128.38195.05动力1300.470.780.8061.1049.02——照明60.8110.00 4.860.00——6
热处理车间小计136———65.9649.0282.18124.86动力1400.340.68 1.0847.6051.32——照明80.7210.00 5.760.00——7
装配车间小计148———53.3651.3274.04112.49动力1300.240.63 1.2331.2038.46——照明50.7910.00 3.950.00——8
机修车间小计135———35.1538.4652.1079.16动力750.720.750.8854.0047.62——照明20.7710.00 1.540.00——9
锅炉房
小计
77———55.5447.6273.16111.16动力250.370.830.679.25 6.22——照明10.8210.000.820.00——10仓库小计
26———10.07 6.2211.83
17.98
11生活区照明340
0.79
0.97
0.25
268.60
67.32
276.91 420.72
