1、工厂供电课程设计说明书设计课题: 某机械厂降压变电所的电气设计 姓 名: 马小宁 学 院: 经济技术学院 专 业: 机械设计制造及其自动化 班 级: 09 级（4）班 学 号: 09530091 指 导教师: 吴 扬 前言工厂供电（plant power supply） ，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂供电。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
2、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
3、电能和减少有色金属的消耗量。此外，在供电工作中，应合理的处理局部和全局，当前和长远等关系，既要照顾局部的当前利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。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。目录第一章 负荷计算和无功功率补偿 .61.1、负荷计算 61
4、.1.1、单组用电设备计算负荷的计算公式 .61.1.2、多组用电设备计算负荷的计算公式 .61.1.3、各车间负荷统计计算 .71.1.4、总的计算负荷计算 .91.2、无功功率补偿 11第二章 变电所位置与型式的选择 .132.1、变配电所的任务 132.2、变配电所的类型 13第三章 变电所主变压器及主接线方案的选择 .143.1、变电所主变压器的选择 143.1.1、变压器型号的选择 .143.2、变电所主接线方案的选择 14第四章 短路电流的计算 .164.1、绘制计算电路 164.2、确定短路计算基准值 164.3、计算短路电路中各个元件的电抗标幺值 164.3.1、电力系统 .1
5、64.3.2、架空线路 .164.3.3、电力变压器 .164.4 、k-1 点（10.5kV 侧）的相关计算 .174.4.1、总电抗标幺值 .174.4.2、三相短路电流周期分量有效值 .174.4.3、其他短路电流 .174.4.4、三相短路容量 .174.5 、k-2 点（0.4kV 侧）的相关计算 .174.5.1、总电抗标幺值 .174.5.3、其他短路电流 .174.5.4、三相短路容量 .17第五章 变电所一次设备的选择校验 .195.1、10kV 侧一次设备的选择校验 195.2、380V 侧一次设备的选择校验 195.3、高低压母线的选择 19第六章 降压变电所防雷与接地装
6、置的设计 .206.1、变电所的防雷保护 206.1.1、直接防雷保护 .206.1.2、雷电侵入波的防护 .206.2、变电所公共接地装置的设计 206.2.1、接地电阻的要求 .206.2.2、接地装置的设计 .20结论 .22参考文献 .23致谢 .24（一）负荷计算和无功功率补偿1.负荷计算 各厂房和生活区的负荷计算如下表 1.1 所示表 1.1 各厂房和生活区的负荷统计表计算负荷编号名称 类别设备容量/kWeP需 要 系数 dKCostan /k30PW/kvar30Q/kVA30S/30IA动力 80 08 074 0.91 64 58.24 照明 1.5 09 10 0 1.35
7、 0 1锅炉房小计 81.5 65.35 58.24 87.54 133动力 370 025 062 1.27 92.5 117.48 照明 6.2 078 10 0 4.84 0 2锻压车间小计 376.2 97.3 117.48 152.56 231.8动力 160 06 073 0.94 96 90.24 照明 7.22 088 10 0 6.35 0 3热处理车间 小计 167.22 102.35 90.24 136.45207.32动力 190 058 072 0.96 110.2 105.79 照明 6.8 087 10 0 5.92 0 4电镀车间小计 196.8 116.12
8、105.79 157.08238.67动力 27 03 082 0.70 8.1 5.67 照明 1.7 088 10 0 1.49 0 5 仓库小计 28.7 9.59 5.67 11.15 16.94动力 350 032 062 1.27 112 142.24 照明 7.3 088 10 0 6.42 0 6工具车间小计 357.3 118.42 142.24 185.09281.22动力 170 037 065 1.17 62.9 73.59 7装配车间 照明 8.3 087 10 0 7.22 0 小计 178.3 70.12 73.59 101.65154.44动力 350 039
9、065 1.17 136.5 159.71 照明 6.7 085 10 0 5.69 0 8铸造车间小计 356.7 142.19 159.71 213.84324.90动力 360 028 061 1.30 100.8 131.04 照明 6.7 086 10 0 5.76 0 9金工车间小计 366.7 106.56 131.04 168.90256.62动力 170 026 061 1.30 44.2 57.46 照明 1.5 09 10 0 1.35 0 10机修车间小计 171.5 45.55 57.46 73.32111.4111生活区照明 445 0.72 0.92 0.43 3
10、20.4 137.77 348.77529.92动力 2672照明 53.921147.6 1079.23 总计计入 =0.8, =0.85pKq0.71 918.08 917.35 1297.841971.922.无功功率补偿 由表 1.1 可知，由于本厂 380V 侧最大负荷时的功率因数只有0.71。而供电部门要求该厂 10KV 进线侧最大负荷时功率因数不低于 0.9。考虑到主变压器的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 0.9，这里取 0.92来计算 380V 侧所需无功功率补偿容量：= (tan - tan )=918.08tan(arccos0.71)
11、 - tan(arccos0.92) = 519.55 kvarCQ30P12选择 PGJ1 型低压自动补偿评屏，并联电容器为 BW0.4-14-3 型，采用其 1 台主屏与 4台辅屏相结合，总共容量为：112kvar 5=560kvar。因此无功补偿后工厂 380V 侧和 10KV侧的负荷计算如表 1.2 所示。表 1.2 无功补偿后工厂的计算负荷计算负荷项目 cos/KW30P/kvar30Q/kVA30S/A30I380V 侧补偿前负荷 0.71 918.08 917.35 1297.84 1971.92380V 侧无功补偿容量 -560380V 侧补偿后负荷 0.932 918.08
12、357.35 985.18 1496.86主变压器功率损耗0.015 =14.30S780.06 =59.30S1110KV 侧负荷总计 0.913 932.86 416.46 1021.60 58.98（二）变电所位置和型式的选择变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心。工厂的负荷中心按负荷功率矩法来确定，计算公式为下式所示X=(65.35*18+97.34*20+102.35*36+116.12*55+9.596*58+118.42*61+70.12*65+142.19*87+106.56*90+45.55*98+320.4*6）/1147.6Y=(65.35*28+97.34*48+102.
13、35*67+116.12*20+9.596*36+118.42*51+70.12*67+142.19*21+106.56*37+45.55*68+320.4*74)/1147.6得出 X=46.95 Y=52.72由计算结果可知，工厂的负荷中心在 6 号厂房的西侧（参看上图） 。考虑到周围环境及进出线方便，决定在 6 号厂房（工具车间）的西侧紧靠厂房建造工厂变电所，其型式为附设式。（三）变电所主变压器及主接线方案的选择1.变电所主变压器的选择 根据工厂的负荷性质和电源情况，工厂变电所的主变压器选择下列方案：（1）装设两台主变压器 型号采用 S9 型，而每台容量根据下式选择，即（0.60.7）*1021.6KVA=（612.96715.12）TNS （）=（87.54+157.08+213.84 ）KVA=460KVA30因此选择
