某塑料制品厂供配电系统设计课题研究报告Word文件下载.doc
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1.1课题目的和意义
通过本课程设计，熟悉供配电系统初步设计必须遵循的原则、基本内容、设
用等能力，并了解供电配电系统前沿技术及先进设备。
按照《工厂供电技术》以及所满足的必须原则进行初步设计、技术设计和施
工设计等三个阶段去实行。
满足所给的负荷条件、供电条件、技术条件和设备的
选择的可行性。
必须遵守国家的有关规程和标准，执行国家的有关方针政策，包
括节约能源、节约有色金属等技术经济政策。
应做到保障人身和设备的安全、供
电可靠、电能质量合格、技术先进和经济合理，应采用效率高、能耗低、性能较
先进的电气产品。
应根据工程特点、规模和发展规则，正确处理近期建设与远期
发展的关系，做到远近结合，以近期为主，适当考虑扩建的可能性。
必须从全局
出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和供电地区的条件等，合
理确定设计方案。
在塑料工厂里电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本
中所占的比重一般很小。
例如在机械工业中，电费的开支仅占产品成本的5%左右。
因此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总额中所占的
比重多少。
而在于工业生产实现电气自动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，改善工人的劳动条
件。
有利于实现生产过程的自动化。
所以一套完整的现代化供电系统对于一个工
厂实现生产自动化、提高成品质量是不可缺少的。
1.2某某塑料制品厂基本情况
工厂年最高气温39℃，年平均气温23℃，年最低气温-5℃,年最热月平均最
高气温33℃，年最热月平均气温26℃，年最热月地下0.8m处平均温度25℃．主导
风向为南风，年雷暴日数52。
平均海拔22m，地层以砂粘土为主。
在工厂供电的过程中要切实保证工厂生产和生活的需要，还要做好节能工作，
就应该做到以下要求：
可靠：
要满足供电可靠性的要求。
安全：
要满足在电能的使用中不应发生设备和人身事故。
优质：
要保证用户对电能质量的要求。
经济：
尽量减少供电系统中不必要的投资，并尽可能地节约电能。
此外，在设计工厂配电系统的时候还要考虑到当地的天气设计防雷接地装置，
合理地处理当前和长远的关系，既要节约能源，又要保证工厂生产和生活的需要。
1.3工厂的总平面布置图
2主接线的设计
从电力系统的某66/10KV变电站，用10KV架空线路向工厂馈电。
该
变电站在工厂南侧1km。
总配电所内的10KV母线采用母线不分
段，电源进线均用断路器控制。
2.1总配电所的主接线设计的原则和意义
一次接线图也叫做主接线图，是指在发电厂、变电所、电力系统中，为满足
预定的功率传送和运行等要求而设计的、表明高压电气设备之间相互连接关系的
传送电能的电路。
电路中的高压电气设备包括发电机、变压器、母线、断路器、
隔离刀闸、线路等。
电气一次设备是指直接用于生产、输送和分配电能的生产过
程的高压电气设备。
它包括发电机、变压器、断路器、隔离开关、自动开关、接
触器、刀开关、母线、输电线路、电力电缆、电抗器、电动机等。
对工厂变电所主接线应满足以下几点要求：
应符合有关国家标准和技术规范的要求，能充分保证人身和设备的安
全。
应满足电力负荷对供电可靠性的要求。
灵活：
应能适应必要的各种运行方式，便于操作和检修，且适应负荷的发展。
在满足上述要求的前提下，尽量使主接线简单，投资少，运行费用低，
并节约电能和有色金属消耗量。
2.2变配电所主接线方案的技术经济指标
设计变配电所主接线，应根据所选主变压器的容量以及负荷对供电可靠性的
要求，初步确定2～3个比较合适的主接线方案来进行技术经济比较，择其忧者作
为选定的变配电所主接线方案。
主接线的基本方式有以下四种：
单母线接线
母线是连接电源和引出线的中间环节，起汇集和分配电能的作用，只有一组
母线的接线称为单母线.单母线接线简单明了，操作方便，便于扩建，投资少。
双母线连线
在单母线连线的基础上，设备备用母线，就成为双母线。
它在供电可靠性和
运行灵活性方面是最好的一种主接线。
可投资大，开关电器多，配电装置复杂，
占地面积大，不适合一般配电所。
桥式接线
当配电所只有两回路电源进线和两台主变压器时，采用桥式接线用的断路器
台数最少，投资低。
线路一变压器组单元接线
当单回路单台变压器供电时，宜采用此进线，所有的电气设备少，配电装置
简单，节约建设投资。
3负荷计算
3.1负荷计算的意义
计算负荷是供电系统设计计算的基础，为选择变压器台数和容量，选择电气
设备，确定测量仪表的量程，选择继电保护装置等提供重要的数据依据。
所以负
荷计算准确与否直接影响着供电设计的质量。
工厂供电系统运行时的实际负荷并
不等于所有用电设备额定功率之和。
这是因为用电设备不可能全部同时运行，每
台设备也不可能全部满负荷，各种用电设备的功率因数也不可能完全相同。
因此，
工厂供电系统在设计过程中，必须找出这些用电设备的等效负荷。
所谓等效是指
这些用电设备在实际运行中所产生的最大热效应与等效负荷产生的热效应相等，
产生的最大温升与等效负荷产生的最高温升相等。
我们按照等效负荷，从满足用
电设备发热的条件来选择用电设备，用以计算的负荷功率或负荷电流称为“计算
负荷”。
通常规定取30分钟（min）平均最大负荷P、Q和S
作为该用户的“计
303030
算负荷”，并用P
荷。
、Q、S和I
分别表示其有功、无功、视在和电流计算负
js
计算负荷也称需要负荷或最大负荷，目的是为了合理地选择工厂各级电压供
电网络、变压器容量和设备型号等。
3.2负荷计算的方法
计算负荷的确定是工厂供电设计中很重要的一环，汁算负荷的确定是否合理，
直接影响到电气设备选择的合理性、经济性。
如果汁算负荷确定的过大，将使电
气设备选得过大，造成投资利有色金属的浪费；
而计算负荷确定的过小，则电气
设备运行时电能损耗增加，并产生过热，使其绝缘过于老化，甚至烧毁、造成经
济损失。
因此，在供电设计中，应根据不同的情况，选择正确的计算入法来确定
汁算负荷。
常用的负荷计算方法有需要系数法、二项式法、利用系数法和面积功
率法等。
在实际工程配电设计中，广泛采用系数法，因其计算方便，多采用方案
估算，初步设计和全厂大型车间变电所的施工设计。
按需要系数法确定计算，应从实际每台用电设备开始，逐级向电源推进，一
直计算到电源，用每一级的计算负荷为选择该用电器的依据。
需用系数法的计算，
现在己普遍应用于供配电设计中，其缺点是它未考虑到用电设备中少数容量特大
的设备对计算负荷的影响。
本设计的情况符合需要系数法，因此本设计中的负荷
计算都用需要系数法进行计算。
3.3.1工厂各车间的负荷情况及变电所的容量：
如表1。
表1各车间380V负荷计算表
车间（单
位）
设备
容量
/kW
计算负荷
S30
车间
变电所
代号
tanj
序
号
变压器台数及
容量/kVA
cosj
Kd
P30
Q30
I30
名称
/kW/kvar
/kVA
1400
/A
1
薄膜车间
0.6
0.60
1.33
840
1117.2
80.8
3
No.1车
变
1×
1000
原料库
30
10
25
0.25
0.8
0.50
1.0
1.73
7.5
8
12.98
15
0.87
0.46
生活间
成品库
（一）
0.3
0.5
（二）
24
29
7.2
8.7
12.46
15.05
14.4
17.4
0.83
包装材料
库
小计（KΣ
=0.95）
单丝车间
834
.96
831
1112.1
4
1390.
69
80.2
9
2
1385
20
0.65
0.80
1.17
0.75
972.27
1278.
46
73.8
No.2车1×
水泵房
13
9.75
16.25
1230.
0.94
71.0
注塑车间
801
.8
932.92
189
880
0.4
75.
6
100.55
409.64
484.68
143.24
125.8
7.26
No.3车2×
500
管材车间
0.35
308
512.5
29.5
364
.42
82.
606.3
35.0
备料车间
138
165.6
9.56
No.4车
315
浴室
0.23
0.69
0.52
2.22
锻工车间
原料间
仓库
100
10.53
13.85
12
4.5
7.79
29.25
机修模具
38.46
热处理车
间
150
180
0.70
1.02
90
91.8
128.5
7
7.42
铆焊车间
=0.87）
锅炉房
54
93.42
108
412.7
6.24
23.8
251
.69
140
327.15
200
125
110
0.7
0.88
123.2
54.06
38.06
12.97
186.6
10.7
No.5车
2×
250
试验室
0.2
31.
62.5
3.61
辅助材料
22
44
2.54
油泵房
9.7
加油站
办公楼、
食堂招待
所
50
7.8
13.49
40
15.6
0.9
2.89
=0.9）
216
.72
253.61
333.5
19.2
以NO.2变电所车间计算为例，计算过程如下：
（在计算各车间变电所负荷合
计时，同时系数取值：
k=0.95）
有功功率：
P30
（1）
无功功率：
Q30
（1）
KPe
=
d
=1385×
0.6=831KW
P
30
（1）
tanf=831×
1.17=972.27Kvar
视在功率：
S30
（1）
cosj=831÷
0.65=1278.46KV·
A
S
计算电流:
I=I30
3UN
=1278.46/√3/10=73.81A
P30
（2）
=20×
0.65=13KW
Q30
（2）
30
（2）
tanf=13×
0.75=9.75Kvar
S30
（2）
cosj=13÷
0.8=16.25KV·
=16.25/√3/10=0.94A
P30+Q30
22
视在计算负荷：
S
=√（（801.8）
=1869KV·
+（932.92）
22
=1869/√3/10=107.91A
4功率补偿计算
4.1功率补偿计算
供电单位一般对用电用企业要求要求功率因数达到0.9以上，当总功率因数
较低时，常采用提高用电设备的自然功率因数的方法提高总平均功率因数。
提高
负荷的功率因数，可以减少发电机送出的无功功率和通过线路、变压器传输的无
功功率，使线损大为降低，而且还可以改善电压质量、提高线路和变压器的输送
能力。
本设计采用并联电容器进行无功补偿，它是目前最行之有效且应用最广的无
功补偿的措施，它主要用于频率为50Hz的电网中提供功率因数，作为产生无功功
率的电源。
下面以NO.5变电所为例计算：
变电所的补偿前功率因数：
cosf=S
=216.72÷
333.59=0.65
补偿后功率因数：
cosf
=0.92
'
需要补偿的功率：
Q
=P
30（tanf-tanf
）
C
=161.05Kvar
n=
qc
补偿电容器的个数：
=161.05÷
50=3.221
所以实际补偿的功率：
=200Kvar（所以本设计中选用电容器的型号为
c
3WF10.5-50-1）
补偿后有功计算负荷：
P
补偿后无功计算负荷：
=P=216.72KW
=Q-Q=253.61-200=53.61Kvar
P30'
2+Q30'
=223.25KV·
补偿后视在计算负荷：
30'
补偿后的计算电流：
I
223.25=12.89A
10´
3
高压侧功率因数的校检：
DP=0.015S
T
=0.015×
223.25=3,.35KW
DQ
=0.06S
=0.06×
223.25=13.40Kvar
高压侧有功计算负荷：
=DP+P=220.07KW
高压侧无功计算负荷：
=DQ+Q=67.01Kvar
2+Q30'
=230.05KV·
高压侧视在计算负荷：
30'
230.05
=13.28A
3´
高压侧计算电流：
高压侧的功率因数：
cosf=S'
=0.957>
0.9，满足要求。
其他各变电所的计算方法相同，数据记录于表4.1
表4.1功率补偿计算结果
NO.1
NO.2
NO.3
NO.4
NO.5
补
偿
前
0.61
（KW）
834.96
1112.14
1390.69
80.29
801.8
1230.13
71.02
0.92
364.42
606.39
35.01
251.69
412.77
23.89
216.72
333.59
19.26
（Kvar）
（KV·
A）
（A）
I
后
312.14
891.40
51.47
332.92
868.17
50.12
0.904
814.82
385.01
901.20
52.03
134.68
388.51
22.43
0.919
370.25
157.99
402.55
23.24
77.15
263.25
15.20
0.935
255.64
96.78
273.35
15.78
53.61
223.25
12.89
0.957
220.07
67.01
13.28
Q30'
高
压
侧
0.918
cosf'
848.33
365.62
923.76
53.33
P30'
Q30'
S30'
5.成本计算
供电贴费和每月电费制：
每月基本电费按主变压器容量计为
18元/kVA，电费为0.5元/kW·
h。
此外，电力用户需按新装变压器容
量计算，一次性地向供电部门交纳供电贴费：
6～10kV为800元/kVA。
变压器成本：
（923.76+901.2+402.55+273.35+230.05）×
18=49156千元
电费成本：
5000×
0.5=6.827
千元
供电贴费：
（923.76+901.2+402.55+273.35+230.05）÷
10×
800=70784千元
6短路电流计算
6.1短路电流计算方法及意义
短路电流计算的方法，常用的有欧姆法和标幺制法，本设计采用标幺制法。
短路电流计算的目的主要是为了正确选择电气设备，以及进行继电保护装置的整
定计算。
6.2短路计算
6.2.1短路电流计算等效示意图
图5.1短路等效电路图
6.2.2短路电流及容量的计算
取基准容量S
=100MVA，高压侧基准电压U
C1=10.5kV
，
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