企业供电系统工程设计

信息与电气工程学院

课程设计说明书

（2012 /2013 学年第一学期）

课程名称：《企业供电系统工程设计》课程设计

题目：某电机制造厂总降压变电所及高压配电系统设计

专业班级：自动化0903

学生姓名：

学号：

指导教师：

设计周数：1周

设计成绩：

2013年1月18日

目录

一、课程设计目的 (1)

二、课程设计的原始数据及技术要求 (1)

三、设计说明 (2)

3.1负荷计算及功率补偿 (2)

3.1.1负荷计算的内容和目的 (2)

3.1.2负荷计算的方法 (2)

3.1.3全厂负荷计算 (4)

3.1.4功率补偿.................................................................................... 错误！未定义书签。

3.1.5各用电车间负荷情况及各车间变电所容量 ............................ 错误！未定义书签。

3.2 电机制造厂总降压变电所主变压器和主结线方案的选择 (5)

3.2.1 变压器容量及台数的选择 (5)

3.2.2变配电所主结线的选择原则 (5)

3.2.3 主结线方案选择 (5)

3.2.4配电所的主接线选择 (6)

3.3 短路电流的计算 (7)

3.3.1 绘制计算电路 (7)

3.3.2 求k -1，k-2点的三相短路电流和短路容量 (7)

3.4变电所一次设备的选择校验 (10)

3.5 变电所高压母线的选择 (10)

3.6变电所进出线选择 (11)

3.6.1 10.5kV高压出线的选择 (11)

3.6.2作为备用电源的高压线的选择校验 (13)

四、结论 (14)

五、参考文献 (15)

一、课程设计目的

本题目主要目的是设计某电机制造厂的变电所总降压配电设计。与原来的课程设计比较，本题不仅设计量大了许多，而且在更个方面的要求也有所加强。虽然变电所的设计在现在已经不是高新的技术，但是作为自动化专业的学生，本题目还是很全面的包含了一大部分专业课程学习的内容，而且各个方面都有所深入。尤其是继电保护的问题，有了更加深入的学习。

虽然本题没有对变电站综合自动化有所研究，但是对日后向这个方面的学习和发展打下了坚实的基础。通过这次设计不仅进一步加强专业知识的学习，拓宽知识面，提高理论知识水平。而且扩宽了就业面，提高就业能力，提高了独立思考和分析问题的能力。课程设计的原始数据和主

二、课程设计的原始数据及技术要求

1、工厂负荷情况：本工厂大部分车间为一班制，少数车间为两班制，年最大负荷利用小时数为2500小时，日最大负荷持续时间为6h。该厂除铸造车间、电镀车间、和锅炉房属于二级负荷外，其余均属于三级负荷。本厂的负荷统计资料如表2-1所示。

2、供电电源情况：本厂可由附近10KV的公用电源干线取得工作电源。干线首端距离本厂大约8km。干线首端所装设的高压断路器断流量为500MV A。此断路器配备有定时限过流保护和电流速断保护，定时限过流保护整定的动作时间为1.3s。为满足工厂二级负荷要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为80km，电缆线路总长度为25km。

3、气象资料：本厂所在地区的年最高气温为38℃，年平均气温为23℃，年最低气温为-9℃，年最热月平均最高气温为33℃，年最热平均气温为26℃，年最热月地下0.8米处平均气温为25℃。当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20.

4、根据课题的原始资料①确定负荷等级；②拟定高低压供配电系统；③正确建立负荷统计计算表；④变压器台数、容量、型号选择；⑤设计变电所主接线图；⑥计算短路电流以及主要高压设备器件的选择及校验；⑦CAD绘制供配电系统图；⑧写一份完整的设计说明书。

表2-1全厂各车间负荷情况汇总表

三、设计说明

3.1负荷计算及功率补偿 3.1.1负荷计算的内容和目的

（1）计算负荷是根据已知的工厂的用电设备安装容量求取确定的、预期不变的最大假想负荷。也就是通过负荷的统计计算求出的、用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值。在配电设计中，通常采用半小时的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。

（2）计算负荷是用户供电系统结构设计、供电线路截面选择、变压器数量和容量选择、电气设备

额定参数选择等的依据，合理地确定用户各级用电系统的计算负荷非常重要。 3.1.2负荷计算的方法

有功计算负荷为 e d P K P 30 (3-1) 式中，e P 为设备容量。

无功计算负荷为 ϕt a n 3030P Q = (3-2) 式中，ϕtan 为对应于用电设备组ϕcos 的正切值。 视在计算负荷为 2

3023030Q P S += (3-3)

总的计算电流为 N

U S I 33030= (3-4)

式中，N U 为额定电压380V 。 3.1.3 全厂负荷计算。

取K∑p = 0.92; K∑q = 0.95 根据上表可算出：∑30p i = 7987kW; ∑30Q i = 8228kvar

则

30p = K∑P∑30p i = 0.92×7987kW = 7348kW

30Q = K∑q∑30Q i = 0.95×7348var = 7816kvar

2

3023030Q P S += ≈10728KV·A

COSф =

30p /30S = 7348/10728≈ 0.68

3.1.4 功率补偿

由于本设计中上级要求COSφ≥0.9,而由上面计算可知COSф=0.68<0.9，因此需要进行无功补偿。 综合考虑在这里采用并联电容器进行高压集中补偿。可选用BWF10.5-100-1W 型的电容器，其额定电容为2.89µF

Qc = 7348×（tanarc cos0.68－tanarc cos0.92）Kvar=4762Kvar 取Qc=4800 Kvar 因此，其电容器的个数为： n = c Q /c q = 4800/100 =48 而由于电容器是单相的，所以应为3的倍数，取48个 正好 无功补偿后，变电所低压侧的计算负荷为：

、)2(30s =

22)48007816(7348-+ =7942KV·A

变压器的功率损耗为：（P18 估算PT （0.01-0.02） QT （0.05-0.08））

△PT = 0.015 S30 ′= 0.015 * 7942= 119.13Kw △QT = 0.06 S30′= 0.06 * 7942 = 476.52 Kvar 变电所高压侧计算负荷为：