工厂供电课程设计报告书

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建筑工程学院

课程设计说明书

课程名称：工厂供电

系：电气工程系

专业：电气控制及其自动化（自动控制方向）班级：电控082

学号： 2008308235

学生：子弦

指导教师：景

职称：助教

2011年 8 月 22 日

前言

随着国民经济的发展，电在现代生产生活中起到了越来越重要的作用。本文是对机械厂降压变电所进行的详尽的电气设计。

本文按照国家标准GB50052-95《供配电系统设计规》、GB50053-94《10KV及以下变电所设计规》及GB50054-95《低压配电设计规》等规，对机械厂降压变电所进行电气设计，尽量达到安全、可靠、优质、经济的基本要求，同时还注意电能和有色金属的节约问题。

为了保证供配电设备安全、可靠、经济合理地运行，本文进行了如下操作：负荷计算和无功功率补偿，变电所位置和型式的选择，变电所主变压器和主结线方案的选择，短路电流计算，变电所一次侧设备的选择与校验，变电所进出线选择，变电所的防雷保护，并附有参考文献以及主接线图，平、剖面，接地装置图。

本文采用文字叙述与图表相结合的方式，一步步推算相关数据，从而得到具体的结论，并作出判断。本文中负荷计算表、变压器一次侧设备选择表、短路计算结果表、变电所进出线和联络线表等均给读者以较为直观的印象，这些表都是对计算结果的总结，对于实际生产有很强的指导意义。

由于水平有限，文中难免有错误和不妥之处，敬请批评改正！

作者

目录

一、负荷计算和无功功率补偿 (4)

1、负荷计算 (4)

2、无功功率补偿 (5)

二、变电所位置和型式的选择 (5)

1、负荷中心的计算 (5)

三、变电所主变压器和主接线方案的选择 (5)

1、变电所主变压器的选择 (5)

2、主接线方案的选择 (6)

四、短路电流计算 (6)

1、计算电路 (6)

2、确定基准值 (6)

3、计算短路电路中各元件的电抗标幺值 (6)

4、10.5kv侧的短路电流总电抗及三相短路电流和短路容量的计算 (6)

5、0.4kv侧的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量的计算 (6)

五、变电所一次侧设备的选择与校验 (7)

1、10kV侧一次设备的选择与校验 (7)

2、380V侧一次设备的选择校验 (8)

3、高低压母线的选择 (8)

六、变电所进出线保护选择 (8)

1、10kV高压进线的选择校验 (8)

2、380V低压出线的选择 (8)

3、备用电源的高压联络线的选择校验 (9)

七、变电所的防雷保护 (10)

1、直击雷防护 (10)

2、雷电侵入波的防护 (10)

附录、参考文献.................................................

(11)

一、负荷计算和无功功率补偿

1、负荷计算

表1：负荷计算表

2、无功功率补偿由上表可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因数只有0.75。而供电局要求该厂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最大负荷时功率因数应稍大于0.9，取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量。Qc=P30(tanφ1-tanφ2)=812.2[tan(arccos0.75)-tan(arccos0.92)]kvar=370kvar

二、变电所位置和型号的选择

变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心。

1、计算负荷中心：

X=Σ(Pi*Xi)/Σ(Pi)

=(94.820.7+110.6*20.3+94*21.0+129*60.4+8.8*60.4+114.3*60.4+88*61.4+35.8*121.5+5 8.8*112.4+35.2*103.7+245*142.1)/1015.3=75.1。

Y=Σ(Pi*Yi)/Σ(Pi)

=(94.8*69.2+110.6*43.9+94*15.7+129*89.5+8.8*69.8+114.3*44.6+88*16.4+35.8*61.3+5 8.8*43.2+35.2*23.2+245*96.9)/1015.3=60.0

因此，工厂的负荷中心在5号厂房（仓库）的东南角。如果考虑到方便进出线及周围环境，可在5号厂房(仓库)的东侧紧靠厂房修建变电所，型式为附设式。

三、变电所主变压器和主接线方案的选择

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，工厂变电所得主变压器可

有下列两种方案：

（1）装设一台主变压器型式采用S9，而容量选S N.T=1000kVA>S30=900kVA,即选一台

S9-1000/10型低损耗配电变压器。至于工厂二级负荷的备用电源，由与邻近单位相联的高

压联络线来承担。

（2）装设两台主变压器型号也用S9，而S N.T≈(0.6-0.7)×900kVA=(540-630)kVA S N.T≥

S30(Ⅰ+Ⅱ)=(132+160+44.4)kVA=33.6kVA 因此选两台S9-630/10型低损耗配电变压器。工厂二

级负荷的备用电源亦由与邻近单位相联的高压联络线来承担。主变压器的联结组别均为

Yyno。

2、变电所主接线方案的选择按上面考虑的两种主变压器的方案可设计下列两种主接线

方案：（1）装设一台主变压器的主接线方案。（2）装设两台主变压器的主接线。具体接线

图不详细给出。综合比较，采用装设一台变压器的方案。

∞系统 10.5kV S9-1000 0.4kV

2、确定基准值设S d=100MVA,U d=U c,即高压侧U d1=10.5kV，低压侧U d2=0.4kV,那么

I d1=S d/(30.5×Ud1)=5.5kA I d2=Sd/(30.5×Ud2)=144kA

3、计算短路电路中各元件的电抗标幺值

（1）电力系统

X1=100MVA/500MVA=0.2

（2）架空线路

查表，X0=0.36×8×100/(10.5)2=2.6

(3) 电力变压器

查表，Uz%=4.5，则X3*=4,.5/100*100MVA/1000kVA=4.5

等效电路：

4、计算k-1点（10.5KV侧）的短路电流总电抗及三相短路电流和短路容量

（1）总电抗标幺值

X*∑（K-1）=X1*+X2*=0.2+2.6=2.8

（2）三相短路电流周期分量有效值

I（3）k-1=Id1/X*∑(k-1)=5.5kA/2.8=1.96kA