1、目 录摘 要 .2任 务 书 .3一.全厂负荷计算 .71. 计算负荷的确定 .72. 变压器的损耗近视计算 .83. 无功功率补偿计算 .8二. 工厂总降压变电所主接线和车间变电所主接线的选择 .101.工厂总降压变电所主接线选择 .101.1 方案的比较 .131.2 方案的选择 .132. 车间变电所主接线的选择 .142.1 方案的比较 .162.2 方案的选择 .16三.总降压变电所主变压器的选择和各车间变电所变压器的选择 .161.总降压变电所主变压器的选择 .162.各车间变电所变压器的选择 .17四.变电所所址的选择 .181.负荷中心的确定 .182.变电所所址的确定 .19
2、五.短路电流计算 .201.计算等值电路图 .202.计算电抗 .213.最大运行方式下的短路点计算 .223.1 d1点的短路电流计算 .223.2 d2点的短路电流计算 .224.最小运行方式下的短路点计算 .234.1 d1点的短路电流计算 .234.2 d2点的短路电流计算 .23六. 高压电气设备的选择 .241.35kV架空线的选择 .242.10kV母线的选择 .253.10kV电缆的选择 .264.10kV架空线的选择 .275.高压断路器的选择 .286.高压隔离开关的选择 .307.电流互感器的选择 .328.电压互感器的选择 .34七.防雷和接地保护 .361.避雷器的选
3、择 .362.接地设计 .37心得体会 .38参考文献 .392摘 要为使工厂供电工作很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，本设计在大量收集资料，并对原始资料进行分析后，做出 35kV变电所及变电系统电气部分的选择和设计，使其达到以下基本要求：1、安全 在电能的供应、分配和使用中，不发生人身事故和设备事故。2、可靠 满足电能用户对供电可靠性的要求。3、优质 满足电能用户对电压和频率等质量的要求4、经济 供电系统的投资少，运行费用低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。此外，在供电工作中，又合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既照顾局部的当前的利益，又
4、要有全局观点，顾全大局，适应发展。同时，学习了工厂供电，做这次课程设计就是为了巩固对所学知识的深化理解，对将来走上工作岗位从事低压电气的设计有很大的帮助。本次设计主要是总降压变电所和车间变电所的设计，包括总降压变电所所址的选择，负荷统计，总降压变电所的主接线和车间变电所主接线的选择，架空线、电缆等高压电气设备的选择，最后进行防雷和接地保护。3任 务 书设计题目： 工厂总降压变电所及高压配电系统设计1.2设计依据1.2设计依据1.2.1工厂总平面布置图(4)锻造车间(5)电机修理车间(6)汽车库(7)机械加工车间(3)成品试验车间(2) 加压站(1)半成品试验车间(11)备件车间 (8)锅炉房(
5、10)空压房(12)成品试验站内大型集中负荷(9)设备处仓库道路道路比例：1：5000(13)原料车间(15)新品试制车间(14)线圈车间(4)(5)(6)(7)(3)(2)(1)(11) (8)(10)(12)(9)道路道路比例：1：5000(13)(15)(14)41.2.2全厂各车间负荷情况汇总表。序号 车间名称 Pe/kW Kd cos1 电机修理车间 2300 0.6 0.72 机械加工车间 880 0.65 0.653 新品试制车间 650 0.55 0.64 原料车间 550 0.35 0.655 备件车间 560 0.5 0.76 锻造车间 180 0.6 0.657 锅炉房
6、260 0.9 0.88 空压房 302 0.8 0.659 汽车库 56 0.5 0.710 线圈车间 328 0.55 0.6511 半成品试验车间 750 0.65 0.7512 成品试验车间 2564 0.35 0.613 加压站（10KV 转供负荷） 274 0.55 0.6514 设备处仓库（10KV 转供负荷） 654 0.55 0.7515 成品试验站内大型集中负荷 3874 0.65 0.751.2.3供用电协议。1）当地供电部门可提供两种电源：从某 220/35KV区域变电站提供电源，该站距离厂南 5公里；从某 35/10KV变电所，提供 10KV备用电源，该所距离厂南 5
7、公里。2）配电系统技术数据。（1）区域变电站 35KV母线短路数据为：运行方式 电源 35千伏母线短容量 说明系统最大运行方式时 S（3） dmax=580兆伏安系统最小运行方式时 S（3） dmin=265兆伏安5（2）配电系统 kVktops3）供电部门对工厂提出的技术要求：区域变电站 35KV馈电线路定时限过流保护装 置 的 整 定 时 间 为 1.8秒，要求厂总降压变电所的保护动作时间不大于 1.3秒。工厂在总降压变电所 35KV侧计量。功率因素值应在 0.9以上。1.2.4工厂的负荷性质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。锅炉房提供
8、高压蒸汽，停电会使锅炉发生危险。由于距离市区较远，消防用水需要厂方自备。因此，锅炉房要求较高的可靠性。1.2.5工厂的自然条件（1）年最高气温为 40，年最低气温 5，年平均气温为 10。（2）站所选地址地质以粘土为主，地下水位 3-5米。（3）风向以东南风为主。61.3设计任务及设计大纲1.3.1高压供电系统设计根据供电部门提供的资料，选择本厂最优供电电压等级。1.3.2总变电所设计1）主结线设计：根据设计任务书，分析原始资料与数据，列出技术上可能实现的多个方案，经过概略分析比较，留下 2-3个较优方案进行详细计算和分析比较（经济计算分析时，设备价格、使用综合投资指标） ，确定最优方案。2）
9、短路电流计算：根据电气设备选择和继电保护的需要，确定短路计算点，计算三相短路电流，计算结果列出汇总表。3）主要电气设备选择：主要电气设备的选择，包括断路器、隔离开关、互感器、导线截面和型号、绝缘子等设备的选择及效验。选用设备型号、数量、汇总设备一览表。4）主要设备继电保护设计：包括主变压器、线路等元件的保护方式选择和整定计算。5）配电装置设计：包括配电装置形式的选择、设备布置图。6）防雷、接地设计：包括直击雷保护、进行波保护和接地网设计。1.4设计成果1.4.1设计说明书包括对各种设计方案分析比较的扼要说明，并附有必要的计算及表格。1.4.2设计图纸1）降压变电所电气主结线图。2）变电所平面布
10、置图3）主变压器保护原理接线图。7一.全厂负荷计算1.计算负荷的确定根据任务书的要求，按照需要系数法求计算负荷，相关计算公式如下。有功计算负荷为 （11）edPK30无功计算负荷为 （12）tanQ视在计算负荷为 （13）cos3030S计算电流为 （14）NUI3030得各项数据列表 11所示（下表数据均为 10kV侧）：表 11计算负荷统计计 算 负 荷序号 用电设 备 Pe/kW Kd Cos/kW30P/kv30Qar/kV30SA/30IA1半成品试验车间750 0.65 0.75 487.5 429 649.38 37.52 原料车 间 550 0.35 0.65 192.5 22
11、5.23 296.28 17.13 成品试验车间 2564 0.35 0.6 897.4 1193.54 1493.27 86.24 锻造车 间 180 0.6 0.65 108 126.36 166.23 9.65 电机修理车间 2300 0.6 0.7 1380 1407.6 1971.23 113.86 汽车库 56 0.5 0.7 28 28.56 40 2.37 机械加工车间 880 0.65 0.65 572 669.24 880.38 50.88 锅炉房 260 0.9 0.8 234 175.5 292.5 16.99 设备处 仓库 654 0.55 0.75 359.7 31
12、6.54 479.15 27.78（10KV转供负荷）10 空压房 302 0.8 0.65 241.6 282.67 371.85 21.511 备件车 间 560 0.5 0.7 280 285.6 399.96 23.112成品试验站内大型集中负荷3874 0.65 0.750.88 2518.1 2215.93 3357.20 193.813加压站（10KV转供负荷）274 0.55 0.65 150.7 176.32 231.95 13.414 线圈车 间 328 0.55 0.65 180.4 211.07 277.66 1615 新品试制车间 650 0.55 0.6 357.5
13、 475.48 594.88 34.3合 计 7987.4 8218.64 11501.92 664有功负荷同时系数取 9.0kP无功负荷同时系数取 7q7588.03 7927.08 10527.372.变压器的损耗近视计算有功损耗 kWSPT 27.1053.10527.01.3无功损耗 var.6.5.30Q3.无功功率补偿计算从设计任务书的要求可知，其功率因素不应小于 0.9，考虑到变压器的无功功率损耗 ，大于有功功率损耗 ，因此，在变压器的 10kV侧进行无功功TQTP率补偿时，其补偿后的功率因素应稍大于 0.9，现设 ，则95.0cos10kV侧在补偿前的功率因素为: 72.03.
14、15278cos30SP9因此，所需要的补偿容量为：（15）30QC)tan(t30P)95.0arcostn72.0rcost.758va41k选取 r50QC35kV侧在补偿后的负荷及功率因素计算： kWPPT 30.7692.1053.75830 var45.9230QQC r8245.3.76 230303022 kS 91.08425.9cos30P满足了设计任务书的要求，其计算数据如下表 12所示91.0s表 12无功补偿统计表计算负荷项 目 cos/kW30P/kva30Qr/kVA30S /A 30I（10kV 侧）10kV侧补偿前 0.72 7588.03 7927.08 10527.37 607.81需要补偿容量 -5000变压器损耗 105.27 526.3735kV侧补偿后 0.913 7693.30 3453.45 8425 138.9810根据设计任务书的要求以及以上计算结果，选取：并联补偿电容为 BWF10.5-100-1型电容器 50只。补偿总容量为:100kvar50=5000kvar。2.工厂总降压变电所主接线和车间变电所主接线的选择1.工厂总降压变电所主接线选择方案一：只装有一台主变压器的总降压变电所主接线图QS1QF1TQS2QF2QS3
