供配电设计方案

目录

目录 ................................................................................................................................................ 1 1 负荷计算....................................................................................................................................... 2

1.1 各车间的负荷计算 ............................................................................................................ 2 1.2 车间变电所的预计选择 .................................................................................................... 2

1.2.1 各变电所位置及全厂供电平面草图 ..................................................................... 2 1.2.2 供电平面图 ............................................................................................................. 2

2 各车间变电所变压器容量和台数选择 ....................................................................................... 4

2.1 变电所Ⅰ变压器容量和台数选择 .................................................................................... 4 2.2变电所Ⅱ变压器容量和台数选择 ..................................................................................... 5 2.3 变电所Ⅲ变压器容量和台数选择 .................................................................................... 5 3 配电线路中导线及设配的选择 ................................................................................................... 7

3.1 导线截面积的选择 ............................................................................................................ 7

3.1.1 供给变电所Ⅰ的10kv线路截面的选择 ............................................................... 7 3.1.2 供给变电所Ⅱ的10kv线路截面的选择 ............................................................... 8 3.1.3 供给变电所Ⅲ的10kv线路截面的选择 ............................................................. 10 3.1.4邻厂备用电源线路导线选择（仅供给车间1,5,9） ........................................... 11 3.2 设备的选择 ...................................................................................................................... 12

3.2.1 10kv高压短路电流及容量 ................................................................................ 12 3.2.2 380v低压短路电流及容量 ................................................................................... 12 3.3 工厂高低压配变电所的主接线图 .................................................................................. 14 4 继电保护的配置 ......................................................................................................................... 15 附表 ................................................................................................................................................ 16 5 设计心得..................................................................................................................................... 17

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1 负荷计算

1.1 各车间的负荷计算

计算负荷如下表： 车间编号 车间名称 设备容量 有功功率P/Kw 无功功率Q/Kvar 140.4 119 146.4 139.1 171.3 104 80 68.6 49 3.9 视在功率S/Kva 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 铸造车间 锻压车间 金工车间 工具车间 电镀车间 热处理室 装配车间 机修车间 锅炉房 仓库 300 350 400 380 280 170 160 160 80 20 120 70 120 114 168 102 64 48 48 8 184.6 116.7 184.6 175.4 240 145.7 48 49 68.6 8.9 1.2 车间变电所的预计选择

1.2.1 各变电所位置及全厂供电平面草图

根据地理位置及各车间计算负荷大小，决定设立3个车间变电所，如下 变电所Ⅰ∶锻造车间 锻压车间 金工车间 变电所Ⅱ∶工具车间 电镀车间 机修车间

变电所Ⅲ∶热处理室 装配车间 锅炉房 仓库

1.2.2 供电平面图

如下图

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4.工具车间 1.锻造车间 5电镀车间 变电所Ⅱ 8.机修车间 2.锻压车间 6.热处9.锅炉车间 房 配电变电变电室 所Ⅰ 所Ⅲ . 7.装配车间 3.金工车间 10.仓库 各变电所位置及全厂供电平面草图

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2 各车间变电所变压器容量和台数选择

2.1 变电所Ⅰ变压器容量和台数选择

1.变电所Ⅰ（1，2，3）的供电负荷统计

P301(P1P2P3)0.85263.5kWQ301(Q1Q2Q3)0.9365.2kvar S301P3012Q3012450.3kVAcosα1P3010.585S301tanα11.385

2.变电所Ⅰ（1，2，3）的无功补偿（提高功率因数到 cosα'=0.9即tanα'=0.48）

QC1P301(tanα－tanα，）263.5(1.385－0.48）238.48kvarS30P301(Q301－QC1)22

2263.52(365.2－238.48）293kVA 3.变电所Ⅰ（1，2，3）的变压器选择

为保证供电的可靠性，选用两台变压器，每台可供总负荷的70%。 即 SNT10.7S300.7293205kVA

选择变压器型号为S9—250/10，额定容量为250KVA，两台。 4.计算每台变压器的功率损耗

11S30293146.5kVA22 ΔPT10.015S300.015146.5KVA2.2kVA

ΔQT10.06S300.06146.5KVA8.79kvarS301

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2.2变电所Ⅱ变压器容量和台数选择

1.变电所Ⅱ（4，5，8）的供电负荷统计

P302(P4P5P8)0.85326.4kWQ302(Q4Q5Q8)0.9341.1kvar S302P3022Q3022472.1kVAcosα2P3020.69S302tanα21.04

2.变电所Ⅱ（4，5，8）的无功补偿（提高功率因数到 cosα'=0.9及tanα'=0.48）

QC2P302(tanα2－tanα，）326.4(1.04－0.48）182.78kvarS302P302(Q302－QC2)22

2326.42(341.5－182.78）363kVA3.变电所Ⅱ（4，5，8）的变压器选择

为保证供电的可靠性，选用两台变压器，每台可供总负荷的70%。 SNT20.7S3020.7363254kVA

选择变压器型号为S9-250/10，额定容量为250KVA，两台。 4.计算每台变压器的功率损耗

11S302363181.5kVA22 ΔPT20.015S3020.015181.5kVA2.72kVA

ΔQT20.06S3020.06181.5kVA10.89kVAS302

2.3 变电所Ⅲ变压器容量和台数选择

1.变电所Ⅲ（6，7，9，10）的供电负荷统计

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P303(P6P7P9P10)0.85188.7kWQ303(Q6Q7Q9Q10)0.9244.08kvar S303P3032Q3032308.5kVAcosα3P3030.67S303tanα31.29

2.变电所Ⅲ（6，7，9,10）的无功补偿（提高功率因数到 cosα'=0.9及tanα'=0.48）

QC3P303(tanα3－tanα，）188.7(1.29－0.48）152.85kvar S303P3032(Q303－QC3)22188.72(244.08－152.85）

210kva3.变电所Ⅲ（6，7，9，10）的变压器选择

为保证供电的可靠性，选用两台变压器，每台可供总负荷的70%。 SNT30.7S3030.7210147

选择变压器型号为S9-250/10，额定容量为250KVA，两台。 4.计算每台变压器的功率损耗

11S303210105kVA22 ΔPT30.015S3030.015105kVA1.58kVA

ΔQT30.06S3030.06105kVA6.3kVAS303

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3 配电线路中导线及设配的选择

3.1 导线截面积的选择

3.1.1 供给变电所Ⅰ的10kv线路截面的选择

为保证供电可靠性，选用两回路供电线路，每回路供电线路 计算负荷：

1263.5131.75kW21 Q301365.2182.6kvar

2P301 计及变压器的损耗：

P'1P301PT131.752.2133.95kWQ'1Q301QT182.68.79191.39kvar S'1P'21Q'21233.6kVAS'1233.6I30113.5A3UN310

已知，年最大负荷利用小时数4500h，查表可得：架空线路的经济电流密度

jec=1.15A/mm2

则经济截面为AecI30113.511.74mm2 jec1.15

可选导线型号为LJ-16，其允许截流量为

Ial86.1A 则：

Ro2.07/kmXo0.42/km

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供配电技术设计方案

1oal按发热条件效验：K_o0.96

al IalKIal82.65I301

故所选导线符合长期发热条件。

由于配电所和变电所Ⅰ相邻很近，所以线路中的功率损耗和电压损 耗可忽略不计。

，

低压侧变电所Ⅰ到车间（1，2，3）的导线选择： 车间名称 S30 /KVA I30 /A 导线型号 1oalK_o0.96 al校正I30K LJ-120 LJ-70 LJ-120 铸造车间 锻压车间 金工车间 184.6 116.7 184.6 279.7 180 280 I30K=268.53.1.2 供给变电所Ⅱ的10kv线路截面的选择

为保证供电可靠性，选用两回路供电线路，每回路供电线路 计算负荷：

1326.4163.4kW21 Q302341.5170.75kvar

2P302 计及变压器的损耗：

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P'2P302PT163.42.72166.12kWQ'2Q302QT170.7510.89181.65kvar S'2P'22Q'22246.2kVAS'2246.2I30214.1A3UN310

已知，年最大负荷利用小时数4500h，查表可得：架空线路的经济电流密度

jec=1.15A/mm2

则经济截面为：AecI30214.112.26mm2 jec1.15

可选导线型号为LJ-16，其允许截流量为

Ial86.1A 则： Ro2.07/km

Xo0.42/km1o按发热条件效验：Kal_o0.96

al IalKIal82.65I302 故所选导线符合长期发热条件。

低压侧变电所Ⅱ到车间（4，5，8）的导线选择： 车间名称 ，S30 /KVA I30 /A 导线型号 1oalK_o0.96 al校正I30K 工具车间 175.4 电镀车间 240 机修车间 49 270 363.6 103.9 LJ-120 LJ-185 LJ-25 I30K=259.2第 9 页 共 17 页

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3.1.3 供给变电所Ⅲ的10kv线路截面的选择

为保证供电可靠性，选用两回路供电线路，每回路供电线路 计算负荷：

1188.794.35kW21 Q303244.08122.04kvar

2P303 计及变压器的损耗：

P'3P303PT94.351.5895.93kWQ'3Q303QT122.046.3128.34kvar S'3P'23Q'23160.2kVAS'3160.2I3039.2A3UN310

已知，年最大负荷利用小时数4500h，查表可得：架空线路的经济电流密度

jec=1.15A/mm2

则经济截面为：AecI3039.28mm2 jec1.15

可选导线型号为LJ-16，其允许截流量为

Ial86.1A 则： Ro2.07/km

Xo0.42/km1oal按发热条件效验：K_o0.96

al IalKIal82.65I303 故所选导线符合长期发热条件。

低压侧变电所Ⅱ到车间（6，7，9，10）的导线选择：

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，供配电技术设计方案

车间名称 S30 /KVA I30 /A 导线型号 1oalK_o0.96 al校正I30K 热处理室 145.7 装配车间 48 锅炉房 仓库 68.6 8.9 220 121.2 103.9 13.5 LJ-95 LJ-35 LJ-25 LJ-16 I30K=221.23.1.4邻厂备用电源线路导线选择（仅供给车间1,5,9）

负荷计算：

P30'P301P305P309336kW

Q30'Q301Q305Q309360.7kvar

S30'S301S305S309493.2kVA I30'S3028.4A

3*10变压器的总损耗：

PT2(PT1PT2PT3)13kW

QT2(QT1QT2QT3)51.96kvar

计及变压器的损耗： P30P30'PT349kW

Q30Q30'QT412.66

S30P30'2Q30'2540.5kVA

I30S3031.2A

3*10已知，年最大负荷利用小时数4500h，查表可得：架空线路的经济电流密度

jec=1.15A/mm2

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供配电技术设计方案

I3031.227.1mm2 jec1.15 则经济截面为：Aec可选导线型号为LJ-35，其允许的载流量为

Ial139A 则：

Ro0.95/kmXo0.4/km

3.2 设备的选择

3.2.1 10kv高压短路电流及容量

电抗计算：（SOC400MVA,UC110.5KV）

UC12X10.27SOCX2X0L2.72X(K1)X1X22.99

三相短路电流周期分量有效值：

IK1(3)UC11.45kA

3(K1)三相短路次暂态电流和稳态电流有效值：

I''(3)I(3)IK1(3)1.45kA

三相短路冲击电流及第一周期短路电流有效值：

ish（3）2.55I''(3)3.69kAIsh1.51I（3）''(3)

2.19kA三相短路容量：

SK1(3)3UC1IK1(3)26.73MVA

所以高压断路器的选择型号为SN10-10Ⅰ

3.2.2 380v低压短路电流及容量

电抗计算：（SOC400MVA,UC20.4kV）

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供配电技术设计方案

UC22X14104SOCUC22X2'X0L()3.9103 UC1UZ%UC22'X3100SNX(K2)X1'X2'X3'//X4'4.42103'三相短路电流周期分量有效值：

IK2(3)UC252kA

3(K2)三相短路次暂态电流和稳态电流有效值：

I''(3)I(3)IK2(3)52kA

三相短路冲击电流及第一周期短路电流有效值：

ish（3）1.84I''(3)95.68kAIsh1.09I（3）''(3)

56.68kA三相短路容量：

SK2(3)3UC2IK2(3)36MVA

所以低压断路器选择的型号为DW15-200

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供配电技术设计方案

3.3 工厂高低压配变电所的主接线图

如下

铸造车间锻压车间金工车间工具车间电镀车间机修车间热处理室装配车间锅炉房仓库 第 14 页 共 17 页

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4 继电保护的配置

4.1 配电室所需要的继电保护装置

变电所的保护：

1瓦斯保护：防御变压器内部短路和油面降低，轻瓦斯动作与信号，重瓦斯动作与跳闸。

2.电流速断保护：防御变压器线圈和引出线的多段短路。动作与跳闸

3.过电流保护：防御变压器外部相间短路，并作为瓦斯保护，及电流速断保护的后备保护动作与跳闸

4.过负荷保护防御变压器本身的对称过负荷及外部短路引起的过载

4.2 10 KV线路保护

1.过电流保护 防御电路相间短路保护动作于跳闸

2.过负荷保护 防御配电变压器的对称过负荷即各用电设备超负荷运行

4.3 380V线路装有熔断器过电流保护

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供配电技术设计方案

附表

所选变压器型号及台数如下表：

变电所编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ

用电器容量KVA 293 363 210 变压器型号 S9-250/10 S9-250/10 S9-250/10 变压器台数 2 2 2 断路器的型号及数量为

高低压侧 高压侧(10KW) 低压侧（380V）

断路器型号 SN10-10Ⅰ DW15-200 数量 8 6

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供配电技术设计方案

5 设计心得

经过这一个星期的设计，在我们组六人的精心合作下终于完成了某机械加工工厂的配电设计。从开始接到课程设计要求到任务的完成，再到课程设计说明书的完成，每一步对我来说都是新的的尝试与挑战。在这段时间里，我学到了很多知识也有很多感受，当然设计过程中也遇到了许许多多的困难，但老师的讲解，同学的讨论，通过上网和去图书馆查看相关的资料和书籍，让自己头脑模糊的概念逐渐清晰，使自己逐步设计下来，每一次设计出来的结果都是我们学习的收获，当最后设计结束时，我真是感到莫大的欣慰。我相信其中的酸甜苦辣最终都会化为甜美的结果。

在这一周的课程设计中，总体上来说是获益匪浅。通过本次设计，所学理论知识很好的运用到了实际的工程当中，在具体的设计过程中，将所学知识很好的系统了一遍，体会到了学以致用的乐趣，使自己的实际工程能力得到了很大的提高，主要体现在以下几个方面。 一、 将知识系统化的能力得到提高

由于设计过程中要运用很多的知识，且做好设计的前提也是掌握足够多的系统理论知识，对于已经一个学期没有接触这门课程的我们来说，无疑是一件很困难的事情，所以每天都必须复习曾经学的知识，并巩固知识，努力将知识系统化就是这次课程设计的关键。如本设计中用到的单层厂房供配电的绝大多数的基础理论和设计方案，因此在设计过程中侧重了知识系统化能力的培养，为今后的工作打下了很好的理论基础。 二、计算准确度，绘图能力得到提高

由于本次设计包含了大量的计算和绘图，因此要求要很好的计算和绘图能力。通过本次的锻炼，使自己的一次计算准确度有了进步；绘图方面，使我自己对autaCAD软件的掌握更加的熟练。

这次课程设计的经历也会使我终身受益，我感受到做课程设计是要用心去做的一件事，是真正的自己学习的过程和研究的过程，没有学习就不可能有研究的能力，没有自己的研究，就不会有所突破。通过这次课程设计，我在匡老师的精心指导和严格要求以及同学的合作和帮助下获得了丰富的理论知识，极大地提高了实践能力，这对我今后进一步学习供配电方面的知识有了极大的帮助。 最后，感谢在设计过程中老师的讲解，也感谢同学们的帮忙，在你们的帮助下，我才设计出最终的结果。此次课程设计已经结束，但我相信在这一周的课程设计中学到的知识是我未来踏入社会的利剑。

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