福建电力职业技术学院。
课程设计报告。
2010～2011 学年第二学期 )
题目工厂10kv降压配电所设计。
课程名称工厂供电。
专业电气自动化技术。
班级 09（三）电气自动化（2）班。
学号。姓名。
指导教师洪雪燕。
设计时间：自 2023年 6 月 20 日至 2011 年 7月 1 日（2周）
前言。电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以**用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。
因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。
从另一方面来说，如果工厂的电能**突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。
工厂供电工作要很好地为工业生产务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求： （1） 安全在电能的**、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。 （2） 可靠应满足电能用户对供电可靠性的要求。
（3） 优质应满足电能用户对电压和频率等质量的要求 （4） 经济供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。 在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。
一） 设计题目。
1、某工厂10kv降压变电所设计。
二） 设计依据。
1、 工厂负荷情况。
该厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为4000h，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**负荷。
2、 供电电源情况。
1） 本厂可由附近一条10kv的共用电源干线取得工作电源。干线首端距离本厂约8km。干线首端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。
2） 为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为80km，电缆线路长度为25km。
3、 气象资料。
本厂所在地区年最高气温为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0.8m处年平均气温为25℃。当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20。
4、 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。
5、 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计为18元/kva，动力电费为0.20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。
目录。一）、负荷计算和无功功率及补偿。
二）、变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择。
三）、短路电流的计算。
四）、变电所一次设备的选择与校验。
五）、变电所进出线的选择与校验。
六）、变电所二次回路方案选择及继电保护的整定（可选）
七）、防雷和接地装置的确定（可选）
八）、附录参考文献。
一）负荷计算和无功功率计算及补偿：
1）负荷计算和无功功率计算：
机械厂负荷统计资料。
3） 无功补偿计算：
2、无功功率补偿。
取。740.3kw
704.61kvar
0.8*740.3=592.24kw （1-5）
0.85*704.61=598.91kvar （1-6）
842.28kva因此未进行无功补偿时 。低压侧功率因数为。592.24/842.28=0.70 （1-7）
842.28/(1.732*0.38)=1279.32a
无功补偿容量：，工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.9，考虑变压器的有功损耗和无功损耗，所以功率因数暂时取cos=0.92
低压侧需装设的并联电容器容量为：
qc=592.24(tanarccos0.70-tanarccos0.92) kvar=351.87 kvar
取351kvar，采用bcmjo.4-30-3型电容，额定容量为30kvar；选取12个；总容量为360 kvar。
无功补偿后=(598.9-360)kvar=238.9kvar
无功补偿后638.61kva
变压器的功率损耗为：
0.05*= 0.05 * 638.61 = 31.93kvar （1-12）
=0.015*s30=0.01*638.61=6.39kw（1-13）
变电所高压侧计算负荷为：
592.24+6.39=598.63kw
238.9+31.93=270.83 kvar
657.04kva （1-16）
无功率补偿后，工厂的功率因数为：
则工厂的功率因数为：
因此，符合本设计的要求。
因为变压器高压侧的所以符合要求。
二）、变电所主变压器台数和容量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：
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=800 kva>=657.04kva，即选一台s9-800 /10(6)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。
st≥（0.6-0.7）×657.04=（394.22～459.93）kva
（ⅰ+131.05+133.65+42.45=307.15kva （4-1）
因此选两台s9-500/10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 。
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：
装设一台主变压器的主接线方案：
装设一台主变压器的主接线方案。
s9系列电力变压器的主要技术数据：
a） 装设两台主变压器的主接线方案：
s9系列电力变压器的主要技术数据：
装设两台主变压器的主接线方案。
4） 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小于装设两台主变的主接线方案，因此本着工厂以盈利为原则，决定采用装设一台主变的主接线方案。
s9系列电力变压器的主要技术数据：（表1-1）
三） 短路电流的计算：
由原始材料知除铸造车间，电镀车间和锅炉房属于二级负荷外，其余的均属**负荷，故选用1台变压器，其型号为s9-800.
1） 求k-1点的三相短路电流和短路容量（10.5kv）
1)电力系统的点抗：已知断路器的断流容量为500mva，因此。
2) 架空线电抗：由下表得=0.35/km
因此绘制k-1点短路计算等效电路如图5-2所示。
图4-2 k-1点短路计算等效电路。
其电路总电抗。
2） 计算三相短路电流和短路容量。
1)三相短路电流周期分量有效值。
2）三相短路次暂态电流和稳态电流有效值。
3）三相短路冲击电流及其有效值。
4） 三相短路容量。
（3） 求k-2点的三相短路电流和短路容量（）
1)电力系统电抗：
2）架空线路的电抗：
3）电力变压器的电抗：由表查得，因此。
4）k-2点的短路等效电路图如下图所示。
图4-3 k-2点短路计算等效电路。
其总电抗为：
4） 计算三相短路电流和短路容量。
1）三相短路电流周期分量有效值。
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