供电技术课程设计说明书

供电技术课程设计说明书

题 目 班 级 姓 名 学 号 设计时间

目录

第一章 绪论 .................................................................................................................. 3

1.1工厂供电的意义 ............................................................................................... 3 1.2 设计概述 .......................................................................................................... 3 1.3 设计出任务及设计方案 .................................................................................. 4 第二章 负荷计算及功率补偿 .................................................................................... 6

2.1 负荷计算的内容和目的 .................................................................................. 6 2.2 负荷计算的方法 .............................................................................................. 6 第三章 变电所一次系统设计 .................................................................................. 15

3.1 变电所的位置 ................................................................................................ 15 3.2 变压器的选择 ................................................................................................ 15

3.2.1 变压器型号的选择 .............................................................................. 15 3.2.2 变压器台数和容量的确定 .................................................................. 15 3.3 全厂变电所主接线设计 ................................................................................ 16

3.3.1 对变电所主接线的要求 ...................................................................... 16 3.3.2 变电所主接线方案 .............................................................................. 17 3.3.3 变电所主接线的设计 .......................................................................... 17 3.4电所的布置和结构设计 ................................................................................. 17 第四章 电气设备选择 ................................................................................................ 19

4.1 短路电流计算 ................................................................................................ 19 4.2 电气设备选择 ................................................................................................ 21 第五章 电力变压器继电保护设计 ............................................................................ 31

5.1 电力变压器继电保护配置 ............................................................................ 31 5.2 电力变压器继电保护原理图设计 ................................................................ 31 5.3 电力变压器继电保护整定计算 .................................................................... 31 第六章 厂区线路设计 ................................................................................................ 33

6.1 电力线路的接线方式 .................................................................................... 33 6.2 电力线路的结构 ............................................................................................ 33 6.4 厂区照明设计 ................................................................................................ 35 第七章 小结 ................................................................................................................ 36 参考文献 ...................................................................................................................... 37

1 变电所高压配电系统图 ............................................................................ 39 2变电所低压配电系统图 ............................................................................. 39 3 变电所布置结构图 .................................................................................... 39 4 电力变压器继电保护原理展开图 ............................................................ 39

5 厂区配电系统平面图 ........................................................................................... 39

第一章 绪论

1.1工厂供电的意义

在学完供电技术这门课程后，对电力系统和供配电系统的概念、电能的质量指标和电力负荷等基本知识有了基本的了解，电能是一种清洁的二次能源，它不仅能传送和分配，易于转换为其他的能源，而且便于控制、管理和调制，实现自动化。所以，电能已广泛应用于国民经济、社会生产和人们的日常生活之中。

根据负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等条件给出合理的设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。

工厂供电设计主要包括全厂变电所设计、车间配电系统所设计（车间变电所将6—10KV电压降为380∕220KV电压，供低压设备使用）车间动力和照明设计。 做好供配电工作，对于促进工业生产，降低产品成本，实现生产自动化和工业现代化及保障人民生活有着十分重要的意义，并且供配电的基本要求是：安全，可靠，优质，经济。

1.2 设计概述

1、工厂总平面图

2、各车间用电设计资料（参见附表1） 3、电源情况

* 电源电压等级10KV

* 电源线路，用一回架空非专用线向本厂供电，导线型号为LJ—70，线路长度

为5公里；

* 电源变电所10KV母线短路容量最大运行方式时为300MVA，最小运行方向时为

200MVA，单相接地电流为10A；

* 电源变电所10KV引出线继电保护的整定时限为1.6秒。 4、全厂功率因数要求不低于《供用电规程》 5、计量要求高供高量 6、二部电价制收费： §电度电价为0.058元/度

§设备容量电价4元/KVA月（或最高量电价6元/KW月）

7、工厂为二班制生产，全年工作时数4500小时，最大负荷利用小时3500小时（均

为统计参考值）

8、厂区内低压配电线路允许电压损失3.5~5% 9、本地气象、地壤等资料： （1）海拔高度9.2米 （2）最热月平均温度28.4℃ （3）最热月平均最高温度32.2℃ （4）极端最高温度38.5℃ （5）极端最低温度-15.5℃ （6）雷暴日数35.6日/年

（7）最热月地下0.8米的平均温度27.4℃

1.3 设计出任务及设计方案

1、设计任务

（1）设计说明书一份 其内容包括以下主要部分：

1）各车间与全厂的负荷计算，功率因数的补偿（放电电阻值） 2）变（配）电所位置的确定，变压器数量、容量的决定 3）全厂供电系统的接线方式与变电所主接线的确定 4）高气压电气设备与导线电缆的选择 5）短路电流的计算与电气设备的校验 6）继电保护整定电流 （2）设计图纸：

1）变(配)电所主接线图一张(或将高、低压分开画两张) 2）工厂变配电所和电力线路平面布置图一张 3）继电保护原理展开图一张

4）变配电所平剖面布置图一张（两张） （3）主要设备材料表一份 2、设计方案

我们根据工厂各车间的实际情况

* 利用需要系数法计算出各组设备容量、功率因数不满足供电规程，则进行无功补偿。

* 然后按功率距法确定负荷中心，根据变电所位置选择的原则确定了变电所的位置，如果车间的视在功率大于320KVA，则需设一个车间变电所。 * 再确定变压器的台数和容量，并选择了变压器的型号。

* 根据选择的额定容量计算短路电流，在选择电气设备时，一定要遵循选择的原则。

* 继电保护设计时，要就实际情况选择保护。

* 厂区采用电缆接线方式，高压电缆进线用硬铝母线，变压器室需抬高地平，窄面推进，双列，离墙安装。设计时尽量使设计的方案简单明了，不浪费资源。

第二章 负荷计算及功率补偿

2.1 负荷计算的内容和目的 (一)负荷计算的内容

负荷计算又称需要负荷或最大负荷。是供配电系统正常运行的计算，是正确选择供电系统中导线，电缆，开关电器，变压器等的基础，也是保障供配电系统安全可靠运行必不可少的环节

负荷计算首先应先将各车间设备分组，求出各设备组的设计容量，然后用需要系数法逐级由下向上求出各用电设备组的计算负荷，车间计算负荷和全场计算负荷。

按照要求高压侧的功率因数应该大于0.9，若不满足要求，需要对高压侧进行无功功率补偿。同时，无功功率补偿要考虑设备安装地点和控制方式，根据补偿要求选择相应的成套补偿装置。

(二)负荷计算的目的

工厂企业电力负荷计的主要目的是：

（1）全厂在工程设计的可行性研究阶段要对全厂用电量做出估算以便确定整个工程的方案；

（2）在设计工厂供电系统时，为了正确选择变压器的容量，正确选择各种电气设备和配电网络，以及正确选择无功补偿设备等，需要对电力负荷进行计算。

2.2 负荷计算的方法

※生活照明计算： ※车间负荷计算：第3车间 2.2.1 车间分类 1. 车间分类：

（1）电阻炉类、浴炉类，共9台;

Kd1=0.7 cosφ1=0.98 tanφ1=0.2 （2）泵、排风机、鼓风机,共17台；

Kd2=0.8 cosφ2=0.8 tanφ2=0.75 （3）冷加工车间，共12台；

Kd3=0.15 cosφ3=0.5 tanφ3=1.73

（4）起重机，共6台；

Kd4=0.15 cosφ40.5 tanφ4=1.73 （5）照明 Kd5=0.8 2计算负荷

（1）电阻炉类、浴炉类：

Pc1=Kd1*Pe1=0.7*（

70*1+60*1+76*1+91.5*1+78*1+36*1+12*2+75*1

=357.35KW

Qc1=Pc1*tanφ1=71.47kvar （2）泵、排风机、鼓风机类：

Pc2=Kd2*Pe2=0.8*（

4*3+10*2+15*1+7.5*1+7*3+7*3+1.7*2+30.6*1

=113.04KW

Qc2=Pc2*tanφ2=84.78kvar （3）冷加工车间：

Pc3=Kd3*Pe3=0.15*（0.18*5+1.5*3+0.6*4）=1.17KW Qc3=Pc3*tanφ3=2.02kvar （4）起重机：

Pc4=Kd4*Pe4=0.15*（2*√0.4*25+2.8*5）=6.843KW Qc4=Pc4*tanφ4=11.8kvar （5）照明：

Pc5=Kd5*Pe5=0.8*8=6.4KW

Pc=K∑p∑Pci=0.9*（357.35+113.04+1.17+6.843+6.4）=484.164KW Qc=K∑q∑Qci=0.9*（71.47+84.78+2.02+11.8）=153.063kvar Sc=√Pc2+Qc2=√(478.4032+153.0632)=507.7KVA Ic=Sc/√3UN=507.73/√3*0.38=771.52A

路灯： 比例1：2000，道路每米消耗3w

2条230m的道路，1条174m的道路，1条280m，1条312m的道路

路灯消耗功率 p=3.76×1=3.76kw

）

）

Pc=3.76×1=3.76kw

生活照明： 行政楼、食堂、宿舍楼每平方米消耗10w电,同时系数1，Kd=0.8, tg Φ=1

3层行政楼：测量长为2.2cm，宽为0.7cm

每层 S=2.2×0.7×400=616m2

3层P=616×10=6.16kw

食堂：

S=1.3×0.3×400＋0.7×2.2×400=772m2

P=772×10=7.72kw

宿舍： 2个完全一样大小的宿舍：测量长为1.6cm，宽为0.5cm

每个宿舍S=1.6×0.5×400=320m2

2个宿舍 S=2×320=640 m2

P=640×10=6.4kw

科技设计楼：科技设计楼每平方米消耗12w电,同时系数1，Kd=1, tgΦ=1

1层 S=1.6×0.5×400＋0.4×1×400=480m2

4层P=5.76×4=23.04kw

仓库、车库、门卫每平方米消耗7w电,同时系数1，Kd=1, tgΦ=1

车库： 测量长为0.5cm，宽为1.2cm

S=0.5×1.2×400=240 m2

P=240×7=1.68kw

门卫： 测量长为0.6cm，宽为0.5cm

S=0.6×0.5×400=120m2

P=120×7=0.84kw

仓库： 测量长为1.4cm，宽为0.6cm

每个仓库 S=1.4×0.6×400=336m2

3个仓库 S=2×336=672 m2

P=672×7=4.704kw

总的容量 P=62.86kw

Pc=62.86×1=62.86kw

设同时系数KƩp=KƩq=0.9

Pc=0.9×∑Pci

错误！未找到引用源。=0.9(14.78+6.18+25.6+23.04+4.704+0.84+1.68)

=56.58 KW

2.3无功功率补偿

×

全场计算负荷：

Pc1KPPci0.9105.65101.33537.96117.34105.523.7662.86

i17

1034.42KW

Qc1KqQci0.9154.53147.85153.06391.85474.47559.59KVAR

5

i1

Sc1Pc12Qc12.422559.5921175.7KVA

Ic1=Sc／（√(3)UN）=1175.7／（√(3)×0.38）= 1786.3A

取Kal=0.7，Krl=0.8

Cos1

12



1

2

0.85

KrlQc1KalPc1



10.8559.59

0.71034.42



变压器的功率损耗为:

Pt0.015Sc10.0151175.717.64kw

Qt0.06Sc10.061175.770.542kw

变电所高压侧总的计算负荷为

Pc2Pc1Pt1034.4217.641052.06kw

Qc2Qc1Qt559.5970.542630.132kvar

ScPc22

222Qc2.062630.1321226.33KVA

变电所高压侧的功率因数为

COS2Pc21052.06

Sc21226.33

0.84

不能达到要求则需要补偿到0.95

tan1tanarcos0.850.62 tan2tanarcos0.950.3287

Qc.cPc1tan1tan21034.420.620.3287301.33KVAR

查表A-2选BW0.4-14-1型电容器，需要数量为

n

QCC301.33

24 QNC14

变电所低压侧视在计算负荷为：

Sc1Pc12Qc1QC.C.422559.593361057.9KVA

2

2

此时变压器的功率损耗为

PT0.015Sc10.0151057.915.87KW 0.06Sc10.061057.963.47KVAR QC

变电所高压侧总的计算负荷为

P'c2P'c1P'T1034.4215.871050.29KW

Q'c2Q'c1Q'T(559.59336)63.47278.06KW

22Sc2Pc2Qc2.292278.0621086.47KVA

S1024.99847.22177.77KVA

变电所高压侧的功率因数为：

P'c1050.29

COS'0.94

S'c1086.47

符合要求。

表2-2 车间负荷计算表

第三章 变电所一次系统设计

3.1 变电所的位置

用负荷功率矩法确定负荷中心：

首先在平面图上建立直角坐标系，然后从平面图我们可以得出主要车间的坐标为p1 (5.5,2.3)、p2 (10,2.3)、p3 (5.5，6.3)、p4 (10，6.3)、p5（13.8,3）

总负荷 PPi105.65101.33537.96117.34105.524967.804KW中心坐标为：

Pixi105.655.5101.3310537.965.5117.3410105.52413



967.804Pi

7.33cm

Piyi105.652.3101.332.3537.966.3117.346.3105.5248.3Y

967.804PiX5.66cm

将坐标分别乘以200即为变电所实际位置

3.2 变压器的选择

3.2.1 变压器型号的选择 1.变压器的分类

按功能分：升压变压器和降压变压器； 按相数分：单相变压器和三相变压器； 按绕组导体的材质分：铜绕组和铝绕组变压器； 按用途分：普通变压器和特殊变压器；

按调压方式分：无载调压变压器和有载调压变压器;

2.变压器的分类

现在工厂供电一般选择节能型变压器S9、S10系列。本课程设计我们选用S9系列的节能变压器。 3.2.2 变压器台数和容量的确定 全厂变的变压器的台数和容量的确定： （1）变压器台数的确定

①应该满足用电负荷对可靠性的要求。在有一、二级负荷的变电所中，选择两台主变压器，当在技术、经济上比较合理时，主变压器选择也可多于两台；

②对季节性负荷或昼夜负荷变化较大的宜用经济运行方式的变电所，技术经济合理时刻选择两台主变压器；

③三级负荷一般选择一台主变压器，负荷较大时，也可选择两台主变压器。

（2）变压器容量的确定

选单台变压器时，其额定容量SN应能满足全部用电设备的计算负荷SC，考虑负

荷发展应留有一定的容量裕度，并考虑变压器的经济运行，即 SN≥（1.15~1.4）SC

选用两台主变压器时，其中任意一台主变压器容量SN应同时满足下列两个条件。

①任一台主变压器单独运行时，应满足总计算负荷的60%-70%的要求，即 SN=（0.6 ~0.7）SC

②任一台主变压器单独运行时，应满足全部一、二级负荷SC（Ⅰ+Ⅱ）的需要，即 SN≥ SC（Ⅰ+Ⅱ）

根据前面计算出来的负荷 SC=1175.7VA，可选2台变压器，根据：

SN≥0.7Sc=1175.7×0.7=823KVA

可选S9—1000/10型变压器2台

3.3 全厂变电所主接线设计

3.3.1 对变电所主接线的要求

变配电所由一次回路和二次回路构成。变配电所的主接线两种表现形式：系统式主接线、配置式主接线。基本要求：安全、可靠、灵活、经济。

3.3.2 变电所主接线方案

供配电系统变电所常用的主接线基本形式有线路—1.变压器组接线、2.单母线接线和3.桥式接线3种类型。

单母线接线又分为单母线不分段和单母线分段。桥式接线分内桥和外桥。 本次，我们选用的是单母线接线方式，一次侧用单母线不分段，二次侧变压器采用单母线分段接线。

3.3.3 变电所主接线的设计

高压侧选择KGN型高压开关柜，电流互感器采用两相式接线，电压互感器采用V-V型和Y0/Y0/Y0型，右侧电缆引入，左侧电缆引出。分别有进线柜、计量柜、互感器柜和2个出线柜。

(变电所高压配电系统图 见附录变电所高压配电系统图)

低压侧选择GGD型成套开关柜，两台无功电容补偿柜。

(变电所低压配电系统图 见附录变电所低压配电系统图)

3.4电所的布置和结构设计

变电所是接受电能、变换电压、分配电能的环节，是供配电系统的重要组成部分。变电所按其在供配电系统中的低位和作用，分为总降压变电所、独立变电所、车间变电所、杆上变电所、建筑物及高层建筑变电所。

3.4.1 变电所结构设计

3.4.2 变电所布置

变电所的位置选择应根据选择原则，经技术、经济比较后确定。

选择原则一般要求尽可能接近负荷中心，还要考虑进出线方便性、避免妨碍企业发展、设备运输方便等方面。本课设参考见附录2 厂区配电系统平面图。

第四章 电气设备选择

4.1 短路电流计算

1. 根据短路电流计算系统图画出等效电路图。如图所示

1

10.5

11.72

15.625

2

15.625

S

4-1 短路示意图

2. 取基准容量Sd=100MVA，基准电压Ud=Uav，2个电压等级的基准电压分别为Ua1=10kv，Ud2=0.4kv，相应的基准电流分别为Id2，Id2，则各原件电抗标幺值为： 系统S最大时，X1*-min

Sd100

0.333 Smax300

*

S最小时，X1-max

Sd100

0.5 Smax200

线路1WL，因为导线型号为LJ—70，设几何间距为1.25m，则

X10.358km

*X2X1l1

Sd100

0.35851.62 U210.52

d1

变压器T1和T2，因为两台变压器型号为S9—1000/10，所以UK%5

U%S5100

X**3X4

K100dS1001

5 N 3. K1点三相短路时的短路电流和容量的计算 （1）计算短路回路总阻抗标幺值

① S最大时，X***

K1minX1-minX20.3331.621.953

② S最小时，X***

K1maxX1-maxX20.51.622.12

（2）计算K1点所在电压级的基准电流

ISdd1U100

.5

5.5kA

d1310 （3）计算K1点短路电流各量

① S最大时，I*

K1max

1

X*



1

K11.953

0.512A min

I*

K1maxId1IK1max5.50.5122.816kA

ish-max2.55IK1max2.552.8167.18kASdK1max

SX

*

1000.51251.2MVA

K1min

② S最小时，I*

1

1

K1min

X*



K1max

2.12

0.47A I*

K1minId1IK1min5.50.472.585kA

ish-min1.84IK1min1.842.5854.756kA

SSdK1min

X

*

1000.4747MVA

K1max

4. K2点三相短路时的短路电流和容量的计算 （1）计算短路回路总阻抗标幺值 ① S最大且仅有T1工作时，

X***K2minXK1-minX31.95356.953

② S最小且T1和T2同时工作时， X****

K2maxXK1-maxX3//X42.125//54.62

（2）计算K2点所在电压级的基准电流

Idd2

S3U

100d2

30.4

144.34kA

（3）计算K2点短路电流各量

① S最大且仅有T1工作时，

I*K2max

1

X*



1

6.953

0.14 K2min

I*

K2maxId2IK2max144.340.1420.20kA

ish-max1.84IK2max1.8420.2037.17kA

SK2max

SdX

*

1000.1414MVA

K2min

② S最小且T1和T2同时工作时，

I*K2min

1

X*



1

K4.62

0.22 2max

I*

K2minId2IK2min0.5144.340.2215.88kA

ish-min1.84IK2min1.8415.8829.22kA

SSdK2minX

*

1000.2222MVA

K2max

4.2 电气设备选择

一 高压电气设备选择：

1、高压断路器:

Icc

SU1086.47

10.5

60A N

选择SN10-10I/630型少油断路器，其有关技术参数及装设地点的电气条件和计 算结果列于表4-2中，从中可以看出断路器的参数均大于装设地点的电气条件， 故所选断路器合格。

表4-2 高压断路器选择校验表

2、 高压隔离开关选择:

选择GN8610T/200型高压隔离开关。校验结果列于表4-3中

表4-3高压隔离开关校验表

3、 电压熔断器的选择：

（1） 熔断器的额定电压UN.FU应等于线路的额定电压UN，即 UN.FU=UN=10kv

（2） 熔体额定电流IN.FE不小于线路计算电流Ic，即 IN.FE≥Ic=64.64A

（3） 熔断器额定电流IN.FU不小于熔体的额定电流IN.FE,即 IN.FU≥IN.FE

（4） 保护电力变压器（高压侧）的熔断器熔体额定电流选择 INFE ≥(1.5 ~ 2.0)I1N.T 所以选择如下表的型号：

表4-4 熔断器选择表

4、电流互感器的选择:

额定电压UN=10kv，Ic=64.64A，所以选择LJQ-10-100/5A型电流互感器，Kes=225，Kt=90，t=1s，0.5级二次绕组的Z2N=0.4

(1) 准确度校验

S2NI22NZ2N520.410VA

S2SiI22NRWLRXC



2

0.50.535230.1

532.5

7.15VAS2N10VA

满足准确度要求

(2) 动稳定校验

Kes2I1N2251.4140.131.82KAish7.18KA

满足动稳定要求

(3) 热稳定校验

KtI1Nt900.1181KA2sI3tima2.8221.10.19.54KA2s

2

2

2

满足热稳定要求

所以选择LJQ-10-100/5A型电流互感器满足要求

5、 避雷器的选择

避雷器是用于保护电力系统中电气设备的绝缘免受沿线路传来的雷电过电压或有操作引起的内部过电压的损害的设备，是电力系统中重要的保护设备之一。本次课设选用FS-10.

表4-5 避雷器技术数据

二 低压侧设备的选择：

1、断路器（与母线相连的3个） Ic=1000/(

×0.38)=1519.3A

瞬时脱扣器额定电流选择及动作电流整定

（1） IN.OR≥Ic=1519.3A，故选取IN.OR=2000A脱扣器。

（2） Iop(0)≥Krel×Ipk=1.35×4×1519.3=8204.22A ( Ipk=4Ic )

根据所查的整定倍数，选择5倍整定倍数的瞬时脱扣器，则动作电流整定值为 5×2000=10000>8204.22A

所以选择DW15-2500，过流脱扣器额定电流为2000A. 2、电流互感器

选择变比为400/5A的LQJ-10型电流互感器

Kes=160 Kt=75 t=1s

0.5级二次绕组的Z2N=0.4

(1) 准确度校验

S2NI2N2Z2N=520.4=10VA

S2Si+I2N2RWL+RXC

（0.50.53）52 2/532.5+0.1

=7.15VA

（2） 动稳定校验

Kes2I1N1601.4140.490.50KAish37.17KA

满足要求

(3) 热稳定校验

(KTI1N)t=(75x0.4)x1=900KA2s>I(3)ttma20.208(1.10.1)490.04KA2s 满足热稳定要求。

所以选择选择变比为400/5A的LQJ-10型电流互感器满足要求

2

2

3、车间进线的设备选择  8根进线

第一根 电阻炉类、浴炉类：

Pc1=Kd1*Pe1=0.7*（36*1+12*2+75*1）=94.5KW Qc1=Pc1*tanφ1=18.9kvar Pc=K∑p∑Pci=0.9*94.5=85KW Qc=K∑q∑Qci=0.9*18.9=17kvar Sc=√Pc2+Qc2=√(852+172)=87KVA Ic=Sc/√3UN=87/√3*0.38=132A

第二根 泵、排风机、鼓风机类：

Pc2=Kd2*Pe2=0.8*（4*3+10*2+15*1+7.5*1+7*3）=75.5KW Qc2=Pc2*tanφ2=56.6kvar Pc=K∑p∑Pci=0.9*75.5=68KW Qc=K∑q∑Qci=0.9*56.6=51kvar

Sc=√Pc2+Qc2=√(682+512)=85KVA Ic=Sc/√3UN=87/√3*0.38=129A

第三根起重机、照明、冷加工车间： Pc5=Kd5*Pe5=0.8*8=6.4KW Pc=K∑p∑Pci=0.9*6.4=5.76KW Ic=Sc/√3UN=5.76/√3*0.38=8.8A Kd4=0.15 cosφ40.5 tanφ4=1.73

Pc4=Kd4*Pe4=0.15*（2*√0.4*25+2.8*5）=6.843KW Qc4=Pc4*tanφ4=11.8kvar Pc=K∑p∑Pci=0.9*6.843=6.15KW Qc=K∑q∑Qci=0.9*11.8=10.62kva Sc=√Pc2+Qc2=√(6.152+10.622)=12.3KVA Ic=Sc/√3UN=12.3/√3*0.38=19A

Kd3=0.15 cosφ3=0.5 tanφ3=1.73

Pc3=Kd3*Pe3=0.15*（0.18*5+1.5*3+0.6*4）=1.17KW Qc3=Pc3*tanφ3=2.02kvar

Pc=K∑p∑Pci=0.9*1.17=1.053KW Qc=K∑q∑Qci=0.9*2.02=1.818kvar Sc=√Pc2+Qc2=√(1.0532+1.818172)=2.1KVA Ic=Sc/√3UN=2.1/√3*0.38=3.2A Ic总=8.8+3.2＋19=31A

第四根有风扇干燥箱、叶氏鼓风机Kd2=0.8 cosφ2=0.8 tanφ2=0.75 Pc2=Kd2*Pe2=0.8*（7*3+1.7*2+30.6*1）=44KW Qc2=Pc2*tanφ2=33kvar Pc=K∑p∑Pci=0.9*44=39.6KW Qc=K∑q∑Qci=0.9*33=29.7kvar Sc=√Pc2+Qc2=√(39.62+29.72)=49.5KVA Ic=Sc/√3UN=49.5/√3*0.38=75.2A

第五根 牛式气体渗碳电阻炉 Kd1=0.7 cosφ1=0.98 tanφ1=0.2

Pc1=Kd1*Pe1=0.7*91.5=45.75kw Qc1=Pc1*tanφ1=0.2*45.75 =9.15kw Pc=K∑p∑Pci=0.9*45.75=41.175KW Qc=K∑q∑Qci=0.9*9.15=8.235kvar Sc=√Pc2+Qc2=√(41.1752+8.2352)=42KVA Ic=Sc/√3UN=42/√3*0.38=64A

第六根 箱式电阻炉 Kd1=0.7 cosφ1=0.98 tanφ1=0.2

Pc1=Kd1*Pe1=0.7*136=95.2kw Qc1=Pc1*tanφ1=0.2*95.2 =19.04kw Pc=K∑p∑Pci=0.9*95.2=85.68KW Qc=K∑q∑Qci=0.9*19.04=17.136kvar Sc=√Pc2+Qc2=√(85.682+17.1362)=87KVA Ic=Sc/√3UN=87/√3*0.38=133A

第七根 井式加热电阻炉、井式回火电阻炉 Kd1=0.7 cosφ1=0.98 tanφ

1=0.2

Pc1=Kd1*Pe1=0.7*148=103.6kw Qc1=Pc1*tanφ1=0.2*103.6 =20.72kw Pc=K∑p∑Pci=0.9*103.6=93.24KW Qc=K∑q∑Qci=0.9*20.72=18.648kvar Sc=√Pc2+Qc2=√(93.242+18.6482)=95KVA Ic=Sc/√3UN=95/√3*0.38=144A

断路器选择和整定：

IN.OR≥IC=144A ，故选 IN.OR=200A脱扣器。 IOP(0)≥ Krel Ipk= 1.35×144×3=583.2A

查表A-9-5的整定倍数，选择3倍整定倍数的瞬时脱扣器，则动作电流整定值为

3×200=600>583.2A

与保护线路的配合(电缆载流量=181A,选用VLV02-1000-3×70型电力电缆)

故满足要求

=600A4.5=4.5181=814.5A

长延时过电流脱扣器的动作电流整定 IOP ( 1 )≥Krel Ic=1.1×144=158.4A

查表A-9-5，选取80~200中整定电流为160A（0.8倍）的脱扣器，则 Iop(1)=160A （1） 与保护线路的配合

Iop=160A

查表A-9-4，选400A DW15系列断路器，Ioc=50KA。 （4）断流能力校验

Ioc50kAIK

(3)

20.20KA

同理：1WL、2WL、6WL选400A DW15系列断路器，取IN.OR=200A脱扣器； 3WL/4WL、5WL、选200A DW15系列断路器，取IN.OR=100A脱扣器； 

选择 VLV02—1000—3*70 IC=144A

INC=1.05IC =1.05×144=151.2A

K

用线型号的确定：

al-'o6528.4

0.85

al-6515

153 I'alKIal0.85181>INC=151.2A

满足。（8根电缆线全选用此型号）

第一条线路刀开关的选择

刀开关只需要校验额定电流和额定电流即可，因为它主要是用来切断电路保证电路正确的切断。 查表3-33（供电技术参考资料书）

表4-6刀开关检验表

1WL、2WL、6WL、7WL线路采用DW15-400A的断路器，HD12-200的刀开关。

其余六条线开关。 查表3-33（供电技术参考资料书）

刀开关校验表

3WL/4WL、5WL线路采用DW15-200A的断路器，HD12-100的刀开关。

 其余车间设备选择

表4-7 各车间短路器选择表

4、照明设备断路器选择：

1.瞬时脱扣器额定电流选择及动作电流整定 (1)IN.OR≥Ic=92.12A，故选取IN.OR=100A脱扣器。

(2)Iop(0)≥Krel Ipk=1.35×3×92.12=373A ( Ipk=3Ic )

查书本中A-9-5的整定倍数，选择4倍整定倍数的瞬时脱扣器，则动作电流整定值为

4×100=400>373A (3)与保护线路的配合

(载流量=141A，绝缘导线穿钢管选用BLV-500-3×25型) Iop(0)=400≤4.5Ial=4.5×141=634.5A

故满足要求。

2.长延时过电流脱扣器的动作电流整定 （1） 动作电流整定

Iop(1)≥Krel Ic=1.1×92.12=101.33A

查表 选取80~200中整定电流为120A（0.6倍）的脱扣器，则 Iop(1)=120A （2） 与保护线路的配合

Iop=120A

（3） 断路器额定电流选择 IN.QF≥IN.OR=100A

查表A-9-4，选200A DW15系列断路器，Ioc=50KA。 （4）断流能力校验

Ioc50kAI(3)

K

20.21KA

第五章 电力变压器继电保护设计

5.1 电力变压器继电保护配置

电力变压器继电保护配置的一般原则：

（1）装设过电流保护和电流速断保护保护装置用于保护相间短路；

（2）800KVA以上油浸式变压器和400KVA及以上车间内油浸式变压器应装设气体保护装置用于保护变压器的内部故障和油面降低；

（3）单台运行的变压器容量在10000KVA及以上和并列运行的变压器每台容量在6300KVA及以上或电流速断保护的灵敏度不满足要求时应装设差动保护装置用于保护内部故障和引出线相间短路；

（4）装设过负荷保护和温度保护装置分别用于保护变压器的过负荷和温度升高。 由于我们变压器的视在功率为630KVA，为了安全可以采用温度保护。

5.2 电力变压器继电保护原理图设计

电力线路装设带有时限的过电流保护和瞬时电流速断保护，保护动作于断路器跳闸，作为相间短路的保护。

电力线路装设绝缘监视装置（零序电压保护）或单相接地保护（零序电流保护），保护动作于信号，作为单相接地故障保护。经常发生过负荷的电缆线路，装过负荷保护，动作于信号。

具体图见附录

5.3 电力变压器继电保护整定计算

（1）定时限过电流保护 动作电流整定

Iop.KA(OC)=

KrelKW

KrelKi

1.5~3.0I1N

=

1.21.01000

28.15A

0.85201.73210

选DL-11/10电流继电器，线圈并联，动作电流整定Iop.KA(OC)-=9A 保护一次侧动作电流为

Iopl=

Ki20

IOP.KA（oc）9180A KW1.0

动作时间整定

t1=t2＋△t =1＋0.5=1.5 s 灵敏度校验

I

(2)'

KS

2.minIopl

120.4

15880

1.751.5 180

（2）电流速断保护

动作电流整定

Iop.KA(qb)

KrelKW（3）1.31.00.4

I'K2.max2020052.52AKi2010

选DL-11/100电流继电器，线圈并联动作电流整定 Iop.KA（qb）=53A。保护一次侧动作电流为

IpolKiIop.KA(qb)20531060A

Kw

灵敏度校验

I(2)'K1.min0.8725852.122.0 KS

Iopl1060

变压器电流保护灵敏度满足要求

（3）变压器的过负荷保护：（两台变压器时需要过负荷保护） IC

SC3UN

1086.47310.5

50.93A

Iop.KA

KrelKW1.21.0

IIN50.933.6A KreKi0.8520

选DL-11/10电流继电器，线圈并联，动作电流整定

Iop.KA(OC)4A

动作时限：避开允许的短时工作过负荷（如电动机启动或自启动）时间，

一般10-15s

第六章 厂区线路设计

6.1 电力线路的接线方式

接线方式是指由电源端（变、配电站）向负荷端（电能用户或用电设备）输送电能时采用的网络形式。

高压电力线路的接线方式和低压电力线路的接线方式都是一样的，常用的接线方式有：放射式、树干式和环式三种。

在本次的设计中我们采用的接线方式是放射式，该接线方式接线清晰简单，操作维护方便，引出线发生故障时互不影响，供电可靠性高。

6.2 电力线路的结构

1．架空线路

架空线路时指室外架设在电线杆上用于输送电能的线路。由于要经常承受自身重量和各种外力的作用，且需承受大气中有害物质的侵蚀，所以导线材质必须具有良好的导电性、耐腐蚀性和机械强度。 2．电缆线路的结构

电缆线路有电路电缆和电缆头组成。

由于其故障大部分情况发生在接头处，故对电缆头的安装质量尤其要重视，要求密封性好，有足够的机械强度，耐压强度不低于电缆本身的耐压强度。

6.3 导线和电缆的选择

用线型号的确定：

1、选择车间电缆 VLV02—1000—3*70 IC=142.6A

INC=1.05IC =1.05×142.6=149.1A

K

al-'o6528.4

0.85

al-6515

I'alKIal0.85181153>INC=149.1A

满足要求

同理：其余线路由于电流差不多，小于最高电流，不做额外计算，都选择VLV02—1000—3*70 其余车间:

第一车间 四根进线选VLV02-1000-3×70型电力电缆 第三车间 八根 选择 VLV02—1000—3×70 第四、五车间 四根 选择 VLV02—1000—3×70

2、高压侧母线选择：

选择硬铝母线，按经济电流密度选择，计算过程如下： 年最大负荷利用小时数3500h，查表得： jec=1.15（A/mm2）

IC

SC

62.73A

3UN

IC

54.55mm2 Jec

Sec

选择 LMY-20×3型号的导线 载流量校验：Ial=215A>Ic=62.73A

故高压侧母线满足条件。 3、低压侧母线选择：

选择硬铜母线，按经济电流密度选择，计算过程(同高压侧计算过程)： 年最大负荷利用小时数3500h，查表得： jec=2.25（A/mm2） Ic=1607.3A，Sec=714.13mm2

选择TMY-100×8型

载流量校验：Ial=1690A>1607.3A 中性线选择：SO0.5Sec，选择So=360mm2 低压侧母线选：TMY-(100×8）+（60×6）

低压侧母线满足条件。

4、相线截面选择（高压进线）：

按允许电压损失选择导线： 根据U%

pRqX

5%的原则，取R=1.03，X=0.092， 2

10UN

U%

pRqX854.521.03357.490.092

0.9满足要求， 2

10UN1000

所以选择ZLL12—3×35型电力电缆。

6.4 厂区照明设计

（一）工厂常用光源的类型：

分为热辐射光源和气体放电光源两种。热辐射光源是利用物体加热到白炽灯状态时辐射发光的原理制成的光源，如白炽灯，卤钨灯；电气放电光源是利用气体放电时发光的原理所制成的光源，如荧光灯、高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯等。

（二）选择照明器时主要考虑以下几点：

1)配光能否满足厂房性质、生产条件的药要求。

2)照明器的效率与寿命如何，效率太低的照明器不宜选用。 3)照明器的种类与使用环境是否想相匹配。 4)价格如何。

5)清扫和更换灯泡是否容易。

6)照明器的安装高度以及安装是否简便。

（三）照明的方式有一半照明，局部照明和混合照明

根据工厂的实际面积，我们在工厂道路的一侧安装了路灯，每相邻两杆的距离大约30~40米左右。选择的照明器是金属卤化物灯。因为它的照射范围广、光效高、寿命长、紫外线辐射少、透雾性好。。 四、照明的种类：

照明按其用途可分为工作照明、事故照明、值班照明、警卫照明和障碍照明等。 照明设计：照明分为车间照明、生活照明和路灯电气照明是工厂供电中不可缺少的组成部分。合理的电气照明时保证安全生产，提高劳动生产产率，保证生产和工作人员视力将抗的必要条件。因此，照明设计的主要任务就是根据生活得要求，结合和技术经济的可能性，正确选择光源的灯具，提供合理的照明方式 （全厂变配电所及厂区线路平面图 见附录变电所布置结构图）

第七章 小结

感谢学院安排，让我们在学习课本知识的同时，能够拥有这样的好机会去 实践学习，更要感谢指导老师的悉心指导，否则我们不可能这么快、效率高地去 完成这样一次高质量的课程设计。

这次供配电课设是大学三年来最复杂、工程量最大的课程设计。 设计开始，我们小组分配好任务，接着主要分五阶段:

阶段一：先把各车间计算负荷算出来。由于高压侧功率因数较低，我们进行低压侧功率补偿。

阶段二：根据各车间负荷，我们确定负荷中心，接下来的工作就是选择变压器，我们选用了2台（一台备用）S9—1000/10型变压器，采取单母线接线方式，一次侧用单母线不分段，二次侧变压器采用单母线分段接线。下一步工作，确定变电所位置。

阶段三：进行高压设备选择。通过计算，算出了变压器在最大最小运行方式的短路电流，根据短路电流，我们依次去选择高压隔离开关、高压断路器、熔断器、高压电流互感器及避雷器。根据各参数再进行校验。

阶段四：具体到各车间，进行各车间低压设备选择和继电保护。安排好分工，先把各车间的进线的计算电流求出。再进行各车间的低压短路器、刀开关、低压电流互感器的计算与校验。为防止出现短路情况，我们又在高压侧进行了继电保护，这是设计车间很重要的一部分。这阶段的最后工作，把高压电缆线、高低压母线、中心线选择出来并计算校验，负荷车间负载要求。

阶段五：是最后一个工作模块。各组员根据前面做的高低压草图，手工绘出厂区配电系统平面图、变电所高压配电系统图、变电所低压配电系统图、变电所布置结构图、厂区配电系统平面图。根据老师要求，做出电子论文，准备翌日答辩。

因为投入百分百，所以学到了很多东西。在这，我们全组人员再次感谢柴老师悉心指导。

。

参考文献

【1】 唐志平 . 供配电技术 .2版. 北京：电子工业出版社, 2008.

【2】 唐志平 . 供配电技术设计参考资料. 常州：常州工学院, 2012.

【3】 唐志平 . 供电技术课程设计指导书. 常州：常州工学院, 2012.

【4】 刘介才 . 工厂供电 .3版. 北京：机械工业出版社, 1998.

【5】 何永华. 新标准电气工程制图: 中国水电水利出版社, 1998.

附录 1 设备材料表

序号

名称

型号及规格1电力变压器S9-1000/102高压开关柜KGN-073高压开关柜KGN-024高压开关柜KGN-545低压配电屏GGD-126低压配电屏GGD-137低压配电屏GGD-398无功补偿屏GGD1-429支柱绝缘子ZA-10Y

10套管绝缘子CWL-10/60011母线（高）LMY-3(20×3)

12母线（低）TMY-3(80×8)+(60×6)13电压表16L1-V45014电流表16L1-A200015电流表16L1-A40016电流表16L1-A600

17电缆VLV02-1000-3×7018电度表DT619开关刀HD1320开关刀

HD12

21电流互感器LQG-10-1000/522电流互感器LQG-10-400/623电压互感器JDZJ-1024避雷器FS-1025熔断器

RN1-10

26高压隔离开关GN8/6-10T/20027

少油断路器SN10-10I

单位台面面面面面面面只只米米个个个个米个个个个个个个个个个

备注

[***********][1**********]0

数量

150

附录2 设计图纸

1 变电所高压配电系统图 2变电所低压配电系统图 3 变电所布置结构图

4 电力变压器继电保护原理展开图 5 厂区配电系统平面图