工厂供电课程设计报告示例文档格式.docx
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10
工具车间
360
0.6
0.9
4
电镀车间
250
0.5
5
3
热处理
车间
150
9
装配车间
180
0.70
机修车间
160
锅炉房
50
仓库
20
0.4
11
生活区
合计
3、供电电源情况按照工厂与当地供电部门签定的供用电合同规定，本厂可由附近一条10KV的公用电源干线取得工作电源。
该干线的走向参看工厂总平面图。
该干线的导线型号为LGJ-150，导线为等边三角形排列，线距为2m；
干线首端（即电力系统的馈电变电站）距离本厂约8km。
干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MVA。
此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为1.7s。
为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线由邻近单位取得备用电源。
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。
4、气象资料本厂所在地区的年最高气温为38°
C，年平均气温为23°
C，年最低气温为-8°
C，年最热月平均最高气温为33°
C，年最热月平均气温为26°
C，年最热月地下0.8m处平均温度为25°
C，当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20。
5、地质水文资料本厂所在地区平均海拔500m，地层土质以砂粘土为主，地下水位为2m。
6、电费制度本厂与当地供电部门达成协议，在工厂变电所的高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费制交纳电费。
每月基本电费按主变压器容量计为18元/KVA，动力电费为0.2元/KW·
h.，照明（含家电）电费为0.5元/KW·
h.。
工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.9。
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。
（四）设计任务
1、设计说明书需包括：
1）前言
2）目录
3）负荷计算和无功补偿
4）变电所位置和型式的选择
5）变电所主变压器台数、容量与类型的选择
6）变电所主接线方案的设计
7）短路电流的计算
8）变电所一次设备的选择与校验
9）变电所进出线的选择与校验
10）变电所二次回路方案的选择及继电保护的整定
11）防雷保护和接地装置的设计
12）附录——参考文献
2、设计图纸需包括
1）变电所主接线图1张（A2图纸）。
2）变电所平、剖面图1张（A2图纸）*。
3）其他，如某些二次回路接线图等*。
注：
标*号者为课程设计时间为两周增加的设计图纸。
（五）设计时间
自年月日至年月日（2周）
二、设计说明书（示例）
前言（略）
目录（略）
（一）负荷计算和无功补偿
1、负荷计算各厂房和生活区的负荷计算如表11-4所示。
表11-4XX机械厂负荷计算表
编号
名称
Pe/（KW）
tanφ
计算负荷
P30/（KW）
Q30/（Kvar）
S30/（KVA）
I30/（A）
1.02
90
91.8
—
4.8
小计
306
94.8
132
201
1.17
105
123
5.6
358
110.6
165
251
0.75
67.5
155
94
116
176
125
93.8
255
129
244
21
8.8
10.7
16.2
1.33
108
144
6.3
367
114.3
184
280
80
93.6
410
88
128
194
35
26.3
51
35.8
44.4
67
54
55.1
186
58.8
80.6
122
32
37.4
3.2
164
35.2
51.4
78
0.48
245
117.6
272
413
总计
（380V侧）
2220
1015.3
856.1
403
K∑p=0.8
计入
K∑q=0.85
812.2
727.6
1090
1656
2、无功功率补偿由表11-4可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因数只有
0.75．而供电部门要求该厂10KV侧最大负荷时的功率因数不应低于0.9。
考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时的功率因数应稍大于0.9，暂取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
参照图2-6，选PGJ1型低压自动补偿屏*，并联的日期为BW0.4-14-3型,采用其方案1（主屏）1台与方案3（辅屏）4台相组合，总容量84kvar×
5=420kvar。
因此，无功补偿后工厂380V侧和10KV侧的负荷计算如表11-5所示。
[注：
补偿屏*型式甚多，有资料的话，可以选择其他型式]
表11-5无功补偿后工厂的计算负荷
项目
380V侧补偿前负荷
380V侧无功补偿容量
-420
380V侧补偿后负荷
0.935
307.6
868.5
1320
主变压器功率损耗
0.015s30=13
0.06s30=52
10KV侧负荷总计
0.92
825.2
359.6
900
52
（二）变电所位置和型式的选择
变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心。
工厂的负荷中心按负荷功率矩法来确定，计算公式为式（3-2）和式（3-3）。
限于本书篇幅，计算过程从略。
（说明，学生设计，不能“从略”，下同。
）
（3-2）
（3-3）
由计算结果可知，工厂的负荷中心在5号厂房（仓库）的东南角（参看图11-3）。
考虑到周围环境及进出线方便，决定在5号厂房（仓库）的东侧紧靠厂房建造工厂变电所，其型式为附设式。
（三）变电所主变压器及主接线方案的选择
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，工厂变电所的主
变压器考虑有下列两种可供选择的方案：
（1）装设一台主变压器型号采用S9型，而容量根据式（3-4），选SNT=1000kVA＞S30=900kVA，即选一台S9-1000/10型低损耗配电变压器。
至于工厂二级负荷所需的备用电源，考虑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亦采用S9型，而每台变压器容量按式（3-5）和式（3-6）选择，即
且
因此选两台S9-630/10型低损耗配电变压器。
工厂二级负荷所需的备用电源，亦由与邻近单位相联的高压联络线来承担。
主变压器的联结组均采用Yyn0。
2、变电所主接线方案的选择按上面考虑的两种主变压器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如图11-5所示（低压侧主接线从略）。
（2）装设两台主变压器的主接线方案如图11-6所示（低压侧主接线从略）。
图11-5装设一台主变压器的主接线方案（附高压柜列图）
图11-5装设两台主变压器的主接线方案（附高压柜列图）
3、两种主接线方案的技术经济比较如表11-6所示。
表11-6两种主接线方案比较
比较项目
装设一台主变方案（见图11-5）
装设两台主变方案（见图11-6）
技
术
指
标
供电安全性
满足要求
供电可靠性
基本满足要求
供电质量
由于一台主变，电压损耗较大
由于两台主变并列，电压损耗略小
灵活方便性
只一台主变，灵活性稍差
由于两台主变，灵活性较好
扩建适应性
稍差一些
更好一些
经
济
电力变压器的综合投资额
由表3-1查得S9-1000/10的单价约为15.1万元，而由表4-1查得变压器综合投资约为其单价的2倍，因此其综合投资约为2×
15.1万元=30.2万元
由表3-1查得S9-630/10的单价约为10.5万元，因此两台变压器的综合投资约为4×
10.5万元=42万元，比一台主变方案多投资11.8万元
高压开关柜（含计量柜）的综合投资额
由表4-10查得GG-1A（F）型柜每台4万元计，而由表4-1知，其综合投资可按设备单价的1.5倍计，因此高压开关柜的综合投资约为4×
1.5×
4万元=24万元
本方案采用6台GG-1A（F）型柜，其综合投资约为6×
4万元=36万元，比一台主变方案多投资2万元
电力变压器和高压开关柜的年运行费用
按表4-2规定计算，主变的折旧费=30.2万元×
0.05=1.51万元;
高压开关柜的折旧费=24万元×
0.06=1.44万元;
变配电设备的维修管理费用=（30.2+24）万元×
0.06=3.25万元;
因此，主变和高压开关设备的折旧费和维修管理费用=（1.51+1.44+3.25）万元=6.2万元（其余从略）
主变的折旧费=42万元×
0.05=2.1万元;
高压开关柜的折旧费=36万元×
0.06=2.16万元;
变配电设备的维修管理费用=（42+36）万元×
0.06=4.68万元;
因此，主变和高压开关设备的折旧费和维修管理费用=（2.1+2.16+4.68）万元=8.94万元，比一台主变方案多耗资2.74万元
供电贴费
按主变容量每KVA900元计，供电贴费=1000KVA×
0.09万元/KVA=90万元
供电贴费=2×
630KVA×
0.09万元/KVA=113.4万元,比一台主变方案多交23.4万元×
从上表可以看出，按技术指标，装设两台主变的主接线方案（见图11-6）略优于装设一台主变的主接线方案（见图11-5），但按经济指标，则装设一台主变的主接线方案优于装设两台主变的主接线方案，因此决定采用装设一台主变的主接线方案（见图11-5）。
（说明：
如果工厂负荷近期可有较大增长的话，则宜采用装设两台主变的主接线方案。
（四）短路电流的计算
1、绘制计算电路如图11-7所示
图11-7短路计算电路
2、确定短路计算基准值,
设Sd=100MVA，Ud=Uc=1.05UN，即高压侧Ud1=10.5KV，低压侧Ud2=0.4KV，则
3、计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值。
（1）电力系统已知
，故
（2）
架空线路查表8-37得LGJ-150的
而线路长8km,故
（3）
电力变压器查表3-1，得UZ%=4.5，故
因此，短路计算等效电路图如图11-8所示。
图11-8短路计算等效电路
4、计算k-1点（10.5KV侧）的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量：
（1）总电抗标幺值
（2）三相短路电流周期分量有效值
（3）其他短路电流
（4）三相短路容量
5、计算k-2点（0.4KV侧）的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量：
以上短路计算结果综合如表11-7所示。
工程设计说明书中可只列出短路计算结果。
）
表11-7短路计算
短路计算点
三相短路电流（KA）
三相短路容量（MVA）
K-1
1.96
5.0
2.96
35.7
K-2
19.7
36.2
21.5
13.7
（五）变电所一次设备的选择与校验
1、10KV侧一次设备的选择校验如表11-8所示.
表11-810KV侧一次设备的选择校验
选择校验项目
电压
电流
断流
能力
动稳定度
热稳定度
其它
装置地点条件
参数
UN
IN
数据
10KV
57.7A
（I1N·
T）
1.96KA
5.0KA
1.962×
1.9=7.3
一次设备型号规格
额定参数
UN·
E
IN·
IOC
imax
I2t·
t
高压少油断路器SN10-10Ⅰ/630
10KV
630A
16KA
40KA
162×
2=512
高压隔离开关GN
200A
－
25.5KA
102×
5=500
高压熔断器RN2-10
0.5A
50KA
电压互感器JDJ-10
10/0.1KV
电压互感器JDZJ-10
KV
电流互感器LQJ-10
100/5A
225×
×
0.1=31.8
（90×
0.1）2×
1=81
二次负荷
0.6Ω
避雷器FS4-10
户外隔离开关GW4-12/400
12KV
400A
25KA
表11-8所选一次设备均满足要求。
2、380V侧一次设备的选择校验，如表11-9所示。
表11-9380V侧一次设备的选择校验
断流能力
380V
总1320A
19.7KA
36.2KA
19.72×
0.7=272
低压断路器DW15-1500/3D
1500A
低压断路器DZ20-630
（大于I30）
30KA
（一般）
低压断路器DZ20-200
低压刀开关
HD13-1500/30
380KV
电流互感器LMZJ1-0.5
500V
1500/5A
电流互感器LMZ1-0.5
160/5A
表11-9所选一次设备均满足要求。
3、高低压母线的选择参照表5-28,10KV母线选LMY-3（40×
4），即母线尺寸为40mm×
4mm；
380V母线选LMY-3（120×
10）+80×
6，即母线尺寸为120mm×
10mm，而中性线尺寸为80mm×
6mm。
.
（六）变电所进出线及与邻近单位联络线的选择
1、10KV高压进线和引入电缆的选择
（1）10KV高压进线的选择校验采用LJ型铝绞线架空敷设，接往10KV公用干线。
1）按发热条件选择由I30=I1N.T=57.7A及室外环境温度33℃，查表8-36初选LJ-16，其35℃时的Ial=93.5A≥I30，满足发热条件。
2）校验机械强度查表8-34，最小允许截面Amin=35mm2，因此按发热条件选择的LJ-16不满足机械强度要求，故改选LJ-35。
由于此线路很短，所以不需要校验电压损耗。
（2）由高压配电室至主变的一段引入电缆的选择校验采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。
1）按发热条件选择由I30=I1N.T=57.7A及土壤温度25℃，查表8-44，初选缆芯截面为25mm2的交联电缆，其Ial=90A＞I30，满足发热条件。
2）校验短路热稳定度按式（5-41）计算满足短路热稳定度的最小截面
Amin=
=1960×
mm2=22mm2＜A=25mm2
式中C值由表5-13差得；
按终端变电所保护动作时间0.5s，加断路器断路时间0.2s，再加0.05s计，故
=0.75s。
因此YJL22-10000-3×
25电缆满足短路热稳定条件。
2、380V低压出线的选择
（1）馈电给1号厂房（铸造车间）的线路采用VLV22-1000型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。
1）按发热条件选择由I30=210A及地下0.8m土壤温度为25℃，查表8-43初选缆芯截面120mm2，其Ial=212A＞I30，满足发热条件。
2）校验电压损耗由图11-3所示工厂平面图量得变电所至1号厂房的距离约为100m，而由表8-42查得1200mm2的铝芯电缆的R0=0.31Ω/km（按缆芯工作温度75℃计），X0=0.07Ω/km，又1号厂房的P30=94.8kw，Q30=91.8kar，因此按式（8-14）得：
<
故满足允许电压损耗的要求。
3）短路热稳定度校验按式（5-41）计算满足短路热稳定度的最小截面
=19700×
mm2=224mm2
由于前面按发热条件所选120mm2的缆芯截面小于Amin，不满足短路热稳定要求，故改选缆芯截面为240mm2的电缆，即选VLV22-1000-3×
240+1×
120的四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆，中性线芯按不小于相线芯一半选择，下同。
（2）馈电给2号厂房（锻压车间）的线路亦采用VLV22-1000-3×
120的四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设。
（方法同上，从略）。
（3）馈电给3号厂房（热处理车间）的线路亦采用VLV22-1000-3×
（4）馈电给4号厂房（电镀车间）的线路亦采用VLV22-1000-3×
（5）馈电给5号厂房（仓库）的线路由于仓库就在变电所旁边，而且共一建筑物，因此采用聚氯乙烯绝缘铝芯导线BLV-1000型（见表8-30）5根（包括3根相线、1根N线、1根PE线）穿硬塑料管埋地敷设。
1）按发热条件选择由I30=16.2A及环境温度（年最热月平均气温）为26℃，查表8-41，相线截面初选4mm2，其Ial≈19A＞I30，满足发热条件。
按规定，N线和PE线截面也都选4mm2，与相线截面相同。
即选BLV-1000-1×
4mm2塑料导线5根穿内径25mm的硬塑料管埋地敷设。
2）校验机械强度查表8-35，最小允许截面Amin=2.5mm2，因此上面所选4mm2的导线满足机械强度要求。
3）校验电压损耗所选穿管线，估计长50m，而由查表8-39查得R0=8
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