工厂供电课程设计。
姓名：郭文斌。
学号： 09312109
系部：机电工程系。
班级：09机电1班。
指导教师：张乐平颜。
2023年1月13日。
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、容量与类型，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
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5h。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**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
按照工厂与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6km。
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。
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-8℃，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。
1.2.6 电费制度
本厂与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0.2元/照明电费为0.
5元/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。
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）
，为系数。
b)无功计算负荷（单位为kvar）
tanc)视在计算负荷（单位为kva）
d)计算电流（单位为a） ,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
式中是所有设备组有功计算负荷之和，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），是所有设备无功之和；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
取= 0.9; =0.95
根据上表可算出：∑ 6520kw; =5463kvar
则= =0.9×6520kw = 5999kw
= 0.95×5463kvar = 5190kvar
(+1/2 ≈7932kv·a
/ 94.5a
cosф =5999/7932≈ 0.75
2.2 无功功。
率补偿 无功功率的人工补偿装置：主要有同步补偿机和并联电抗器两种。由于并联电抗器具有安装简单、运行维护方便、有功损耗小以及组装灵活、扩容方便等优点，因此并联电抗器在供电系统中应用最为普遍。
由表2.1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进线侧最大负荷时功率因数不低于0.9。考虑到主变压器的无功损耗元大于有功损耗，因此380v侧最大负荷时功率因数应稍大于0.
9，暂取0.92来计算380v侧所需无功功率补偿容量：
(tan - tan)=810.8[tan(arccos0.75) -tan(arccos0.92) ]369.66 kvar
参照图2，选pgj1型低压自动补偿评屏，并联电容器为bw0.4-14-3型，采用其方案1（主屏）1台与方案3（辅屏）4台相结合，总共容量为84kvar5=420kvar。补偿前后，变压器低压侧的有功计算负荷基本不变，而无功计算负荷=（727.
6-420）kvar=307.6 kvar，视在功率=867.2 kva，计算电流=1317.
6 a,功率因数提高为cos==0.935。
在无功补偿前，该变电所主变压器t的容量为应选为1250kva,才能满足负荷用电的需要；而采取无功补偿后，主变压器t的容量选为1000kva的就足够了。同时由于计算电流的减少，使补偿点在供电系统中各元件上的功率损耗也相应减小，因此无功补偿的经济效益十分可观。因此无功补偿后工厂380v侧和10kv侧的负荷计算如表3所示。
图2.1 pgj1型低压无功功率自动补偿屏的接线方案。
表2.2 无功补偿后工厂的计算负荷。
第三章变电所位置与型式的选择。
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。在工厂平面图的下边和左侧，分别作一直角坐标的轴和轴，然后测出各车间（建筑）和宿舍区负荷点的坐标位置，、、分别代表厂房..10号的功率，设定（2.
5，5.6）、（3.6，3.
6）、（5.7，1.5）、（4，6.
6）、（6.2，6.6）、（6.
2，5.2）、（6.2，3.
5）、（8.8，6.6）、（8.
8，5.2）、（8.8，3.
5），并设（1.2，1.2）为生活区的中心负荷，如图3-1所示。
而工厂的负荷中心假设在p(,)其中p=++因此仿照《力学》中计算中心的力矩方程，可得负荷中心的坐标：
把各车间的坐标代入（1-1）、（2-2），得到=5.38， =5.38 。
由计算结果可知，工厂的负荷中心在6号厂房（工具车间）的西北角。考虑到周围环境及进出线方便，决定在6号厂房的西侧紧靠厂房建造工厂变电所，器型式为附设式。
图3-1 按负荷功率矩法确定负荷中心。
第四章变电所主变压器及主接线方案的选择。
4.1 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：
a)装设一台变压器型号为s9型，而容量根据式，为主变压器容量，为总的计算负荷。选=1000 kva>=898.9 kva，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，考虑由邻近单位相联的高压联络线来承担。
b)装设两台变压器型号为s9型，而每台变压器容量根据式（4-1）、（4-2）选择，即。
898.9 kva=（539.34~629.23）kva （4-1）
(134.29+165+44.4) kva=343.7 kva4-2）
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，考虑由邻近单位相联的高压联络线来承担。主变压器的联结组均为yyn0 。
4.2 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：
4.2.1装设一台主变压器的主接线方案如图4-1所示。
图4-1 装设一台主变压器的主接线方案。
4.2.2装设两台主变压器的主接线方案如图4-2所示。
图4-2 装设两台主变压器的主接线方案。
4.3 主接线方案的技术经济比较
表4-1 主接线方案的技术经济比较。
从上表可以看出，按技术指标，装设两台主变的主接线方案略优于装设一台主变的主接线方案，但按经济指标，则装设一台主变的主接线方案远由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。
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