工廠供電課程設計
學校： 洛陽理工大學
系別： 電氣工程及其自動化系
班級學號
學生姓名
指導教師
2023年 06月 22日
洛陽理工學院課程設計任務書《工廠供電》課程設計任務書
指導老師：王璇(tel:186********)
1．設計題目
模擬變電所供配電設計
2．設計要求
1.鞏固「工廠供電」課程的理論知識；掌握工廠供電設計的一般原則、內容、程式和技術指標；
2.合理完成a、b、c、d四棟教學樓的供配電設計，選擇合適的高低壓電氣裝置，實現三相平衡，選擇變電所的供配電方案。
3．設計任務
要求在規定時間內獨立完成下列設計說明書，內容包括：
1.分四組分別對a、b、c、d四棟教學樓進行負荷統計；
2.彙總負荷，進行負荷計算，計算無功功率補償；
3.選擇高、低壓裝置；
4.擬定供配電方案，實現三相平衡；
5.編制設計說明書及繪製主接線圖；
四．設計成果
1.設計說明書（包括計算過程）；
2.變電所主接線圖。
摘要 電能是現代工業生產的主要能源和動力。它既易於由其他形式的能量轉換而來，又易於轉換為其他形式的能量，它的輸送和分配既簡單經濟，又便於控制、調節和測量，又利於實現生產過程自動化，因此，電能在現代工業生產及整個國民經濟生活中應用極為廣泛。
工廠供電，主要研究的是電能的**和分配問題。通過此次課程設計，我們對於供配電過程有了乙個大致的了解，對於書本上空洞的知識有了進一步的認識和體會。此次設計中，我們各組深入a,b,c,d各棟樓的各層，逐個教室的統計各種用電裝置的個數，上網查詢各個用電裝置的標稱功率，查詢各種用電裝置的需要係數，功率因數等，讓我們切身體會到了負荷是如何算出來的。
為了節省電力，我們又進行了三相平衡的設計和計算，無功補償的設計。而後，進行了變電所位置的選擇，變壓器數量容量的選擇，變電所電氣主接線的設計，短路電流計算，變電所進一次裝置的選擇等……
模擬變電所供配電設計
課程設計任務書 i
課程設計評語 ii
摘要 iii
第一章負荷計算及功率補償 6
1、負荷計算的方法 6
2、無功功率補償 8
第二章變壓器與主接線方案的選擇 8
1、 變電所位置和容量的選擇 8
2、 供配電電壓的選擇 9
3、變電所主接線的選擇
第三章短路電流的計算 9
1、元件電抗表么值的計算
2、計算k1 k2點的短路引數
第四章變電所一次裝置的選擇 9
1、變電所裝置選擇的原則
2、電氣裝置的選擇和校驗 9
第五章設計總結 12
參考文獻 13
附錄 13
第一章負荷計算及功率補償
1.1負荷計算的內容和目的
（1）計算負荷又稱需要負荷或最大負荷。計算負荷是乙個假想的持續性的負荷，其熱效應與同一時間內實際變動負荷所產生的最大熱效應相等。在配電設計中，通常採用30分鐘的最大平均負荷作為按發熱條件選擇電器或導體的依據。
（2）計算負荷是使用者供電系統結構設計、供電線路截面選擇、變壓器數量和容量選擇、電氣裝置額定引數選擇等的依據。計算負荷過高，將增加供電裝置的容量，浪費有色金屬，增加建設投資。但若計算負荷過低，供電系統的線路由於承擔不了實際負荷電流而過熱，影響電氣系統正常可靠執行，同時對工業生產、商貿活動和居民生活造成不良影響。
本設計採用需要係數法確定。
主要計算公式有：
有功功率： = ，為係數
無功功率： = tan
視在功率： =
計算電流： =,為用電裝置的額定電壓（單位為kv）
1.2下面以a樓為例，計算該樓所需要的計算負荷：
（1（2）為了實現三相平衡，需要將各個用電裝置的個數平均分配到u v w 三相電源上，計算過程如下：
（3）均分後各相用電負荷統計如下：
（4）通過以上圖表可以看出，可以看出c相負荷最大，因此a樓的計算負荷可以按c相考慮：p= q= s=
同理 b c d 樓的負荷結果如下：
b: p= q= s=
c: p= q= s=
d: p= q= s=
(5)取同期係數為0.9,得：
p=q=s=教學樓中由於有大量的感性負荷，從而使功率因數降低。如在充分發揮裝置潛力、改善裝置執行效能、提供其自然功率因數的情況下，尚達不到規定的功率因數要求時，則需考慮人工補償。要求最大負荷時的功率因數不得低於0.
95，而由上面的計算可知=0.87＜0.95，因此需要進行無功補償，低壓側補償後的功率因數應達到0.
95。要使低壓側功率因數由0.87提高到0.
95，低壓側需裝設的併聯電容容量為：
tan - tan)=644.533[tan(arccos0.87) -tan(arccos0.95) ] =153.399kvar
綜合考慮到這裡採用併聯電容器進行高壓集中補償，
無功補償後，變電所低壓側補償後無功功率：
= -=369.56kvar -153.399kvar =216.16kvar
低壓側補償後視在功率：
=644.532kw
=216.16kvar
=679.81kv·a
無功率補償後的功率因數為：
=0.95
因此，符合設計的要求。
第二章變壓器與主接線方案的選擇
1、變電所位置和容量的選擇
（1）變電所位置的選擇
變電所的位置應盡量接近的負荷中心，並適當靠近電源進線方向，以便使有色金屬耗量最少和線路功率及電能損耗最小，同時還應考慮到變電所周圍的環境，進出線的方便和裝置運輸的方便。
若僅考慮對a b c d 四棟教學樓供電，可選擇箱式變電所。該變電所集配電變壓器和開關電器於一體，裝配在箱內，整體可獨立於戶外，具有體積小，安裝靈活，無需建築等特點。
（2）變壓器數量的選擇
由於學校屬於二級負荷，為保證供電可靠性，選擇兩台變壓器供電。
（3）變壓器容量的選擇
因此選兩台sl7-800/10型低損耗配電變壓器,變壓器的聯結組均為yyn0。
（4）兩變壓器同時執行，互為備用，以便減少投資和能耗量。
2、供配電電壓的選擇
（1）供電電壓的選擇
10kv
（2）配電電壓的選擇
380v
3、變電所主接線的選擇
（1）電氣主接線及其要求
電氣主接線表示電能從電源分配給用電裝置的主要電路，主接線圖應表示出所有裝置及其連線關係。由於三相交流電力裝置中三相連線方法相同，為清晰起見，主接線圖通常只表示電氣裝置的一相連線，因而主接線圖也稱為單線圖。
安全、可靠、靈活、經濟、是對變電所主接線的基本要求。因此，我們在設計主接線方案時要考慮到所設計的方案能保證裝置和人身安全，能滿足各級負荷對供電可靠性的要求，還能在保證安全可靠的前提下，適應不同的執行方式，還要在滿足以上要求的前提下盡量降低建設投資和年執行費用。
（2）10kv配電所的主接線形式的選擇
配電所是使用者電能的中轉站。10kv配電所接收來自電源或總降壓變壓器的電能並分配給饋出線的使用者，每個配電所是我饋出線一般不少於4-5回。此外，在配電母線上常設有電壓互感器、避雷器、靜電電容器、所用變壓器等。
配電所的母線可以是單母線或者單母線分段制。
（1） 10kv電源進線電源進線的常用接線方式如圖3-3所示。其中3-3a適用於外來電源進線或引自總降壓變壓器的二次側，用於需帶負荷操作或繼電保護和自動裝置有要求的情況；3-3b僅設乙個隔離開關，使用與專線供電，且繼電保護無要求的情況。本設計採用3-3a中所示的進線接法
（2） 10kv饋出線饋出線的常用接線方式如圖3-4所示。圖中3-4a適用於向負荷比較大或需要頻繁操作的下一級配電所或高壓用電裝置配電，如車間變壓器、電動機、電爐、併聯電容器組成等；對於沒有倒送電能的線路，如電動機、電爐、低壓側與其它電源無聯絡的變壓器等，可採用簡化的圖3-4b接線；對於小容量線路或裝置，如容量不大於500kv·a的輔助車間變壓器、容量不大於400kvar的併聯電容器組，當滿足保護和操作要求時可用帶熔斷器的負荷開關代替斷路器，如圖3-4d所示；對於電壓互感器、所用變壓器等很小容量的裝置，可採用圖3-4c接線方式以減少投資，熔斷器作為過流和短路的保護裝置，隔離開關兼作正常操作開關。
圖3-3配電所10kv電源進線圖3-4配電所10kv電源饋出線的接線方式
3．10kv變電所的主接線形式選擇
10kv變電所供電線路往往較短，並考慮到環境的美化因素，常採用電纜配電，此時10kv變電所主接線的典型方案如線圖3-5所示。3-5a在變壓器高壓側不設開關，變壓器的操作和保護在總降壓變電所或總配電所饋線處實現，低壓母線故障由低壓側斷路器保護。當需要在車間變電所操作空載變壓器時，可採用圖3-5b或圖3-5c所示方案，其中，圖3-5b適用於變壓器容量不大於630kv·a的變電所。
當10kv變電所由架空線供電時，其典型方案如圖3-6所示。其中3-6a、b適用於變壓器容量不大於630kv·a的變電所，圖3-6c適用於變壓器容量較大的變電所。通常，跌落式熔斷器安裝在變壓器室外牆上或架空線終端桿上。
圖3-5由電纜供電的10kv變電所典型主接線圖3-6由架空進線供電的10kv變電所典型主接線
關於10kv變電所低壓饋出線的接線方式，在滿足安全隔離、短路及過電流保護的要求下，接線比較靈活，
4．變電所主接線的繪製
變電所主接線中各支路的開關裝置及其連線關係通常作成標準高壓開關櫃和低壓配電屏以供選用，故而主接線的繪製應與櫃、屏的實際布局相對應。繪製變電所主接線時，所有電氣裝置均處於不帶電狀態。
變電所主接線圖應說明：（1） 電源電壓、電源進線和線路結構。（2） 變電所的接線方式和執行方式。
（3） 高壓開關櫃和低壓配電屏的型別和電路方案。（4） 高低壓電氣裝置的型號及規格。（5） 各條饋出線的迴路編號、名稱及容量等。
電氣主接線圖形見附錄
第三章短路電流的計算
第4章變電所一次裝置的選擇
裝置的額定電壓一般不應小於所在系統的額定電壓，即，高壓裝置的額定電壓應不小於其所在系統的最高電壓，即。=10kv， =11.5kv，高壓開關裝置、互感器及支柱絕緣額定電壓=12kv，穿牆套管額定電壓=11.
5kv，熔斷器額定電壓=12kv。
工廠供電課程設計要求
目錄摘要 1 第1章設計任務書 2 1.1 原始資料 2 本節中務必列出設計物件的全部原始資料 設計的是發電廠還是變電站 設計物件的規模如機組或變壓器的台數和容量 利用小時數等 幾個電壓等級 本廠或站與外部電力系統的聯接方式及引數 外部電力系統的引數如總容量或短路容量 歸算後的標么電抗等 本廠或站各...
《工廠供電》課程設計指導書
指導書變配電所在供配電系統中處於中心地位，設計好變配電所是供配電系統設計的關鍵，變電所設計要做到供電可靠 技術先進 經濟合理 維護方便和保障人身安全。變電所設計應根據工程特點 規模和5年 10年發展規劃，處理近期建設和遠期發展的關係，遠近結合，以近期為主。變電所設計應統籌兼顧，綜合負荷性質 用電容量...
08530080袁秀秀工廠供電課程設計
目錄前言一設計任務及要求 二負荷計算和無功功率計算及補償 三變電所位置和形式的選擇 四主變壓器台數和容量及主接線方案的選擇 五短路電流的計算 六變電所一次裝置的選擇與校驗 七變電所高 低壓導線的選擇 八變電所繼電保護選擇及整定 九防雷和接地裝置的確定 十設計總結 或心得和體會 十一參考文獻 十二附錄...