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题目：机械厂降压变电所的电气设计

系别：电气工程系 第一章 设计任务

1.1设计要求

要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置和型式，确定变电所主变压器的台数、容量和类型，选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护，确定防雷和接地装置。最后按要求写出设计说明书，绘出设计图纸。

1.2 设计依据

1.2.1工厂总平面图

(4)(5)(8)(1)(6)(9)(2)(7)(10)(3)

图1.1 工厂平面图

1.2.2 工厂负荷情况

本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为4600h，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二级负荷外，其余均属三级负荷。本厂的负荷统计资料如表1.1所示。 1.2.3 供电电源情况

按照工厂和当地供电部门签定的供用电协议规定，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。该干线的导线牌号为LGJ-150，导线为等边三角形排列，线距为2m；干线首端距离本厂约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1.7s。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。已知和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。

1.2.4 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℃，年最热月平均气温为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。 1.2.5 地质水文资料

本厂所在地区平均海拔500m，地层以砂粘土为主，地下水位为2m。

表1.1 工厂负荷统计资料

厂房编号 厂房名称 1 2 7 6 4 3 9 10 8 5 铸造车间 锻压车间 金工车间 工具车间 电镀车间 热处理车间 装配车间 机修车间 锅炉车间 仓库 生活区 1.2.6 电费制度 本厂和当地供电部门达成协议，在工厂变电所高压侧计量电能，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为18元/kVA，动力电费为0.9元/Kw.h，照明电费为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，一次性向供电部门交纳供电贴费：6~10VA为800/kVA。

负荷类别 动力 照明 动力 照明 动力 照明 动力 照明 动力 照明 动力 照明 动力 照明 动力 照明 动力 照明 动力 照明 照明 设备容量/kW 300 5 350 8 400 10 360 7 250 5 150 5 180 6 160 4 50 1 20 1 350 需要系数 0．3 0．8 0．3 0．7 0．2 0．8 0．3 0．9 0．5 0．8 0．6 0．8 0．3 0．8 0．2 0．8 0．7 0．8 0．4 0．8 0．7 功率因数 0．7 1．0 0．65 1．0 0．65 1．0 0．6 1．0 0．8 1．0 0．8 1．0 0．7 1．0 0．65 1．0 0．8 1．0 0．8 1．0 0．9 第二章 负荷计算和无功功率补偿

2.1 负荷计算

2.1.1单组用电设备计算负荷的计算公式 a)有功计算负荷（单位为KW）

P30=KdPe ， Kd为系数

b)无功计算负荷（单位为kvar）

Q30= P30tan?

c)视在计算负荷（单位为kvA）

S30=

P30 cos?d)计算电流（单位为A）

I30=

S303UN

, UN为用电设备的额定电压（单位为KV）

2.1.2多组用电设备计算负荷的计算公式 a)有功计算负荷（单位为KW）

P30=K??p?P30?i

式中?P30?i是所有设备组有功计算负荷P30之和，K??p是有功负荷同时系数，可取0.85~0.95

b)无功计算负荷（单位为kvar）

Q30=K??q?Q30?i，?Q30?i是所有设备无功Q30之和；K??q是无功负荷同时系数，可取

0.9~0.97

c)视在计算负荷（单位为kvA） d)计算电流（单位为A）

22 S30=P30 ?Q30 I30=

S303UN

经过计算，得到各厂房和生活区的负荷计算表，如表2.1所示（额定电压取380V）

表2.1

编号 设备容量名称 类别 动力 照明 小计 动力 照明 小计 动力 照明 小计 动力 照明 小计 动力 照明 各厂房和生活区的负荷计算表

cos? 0．7 1．0 1．0 1．0 0．6 1．0 0．8 1．0 计算负荷 tan? 1.02 0 0 0 1.33 0 0.75 0 需要系数 Pe/kW 300 5 305 350 8 358 400 10 410 360 7 367 250 5 Kd 0．3 0．8 —— 0．3 0．7 —— 0．2 0．8 —— 0．3 0．9 —— 0．5 0．8 P30/kW 90 4.0 94 105 5.6 110.6 80 8 88 108 6.3 114.3 125 4 Q30/kvar 91.8 0 91.8 123 0 123 93.6 0 93.6 144 0 144 93.8 0 S30/kVA —— —— 132 —— —— 165 —— —— 128 —— —— 184 —— —— I30/A —— —— 201 —— —— 251 —— —— 194 —— —— 280 —— —— 1 铸造 车间 锻压 车间 金工 车间 工具 车间 电镀 车间 0．65 1.17 2 0．65 1.17 7 6 4