工厂供电大作业

某机械厂降压变电所的电气设计

一、设计的主要内容：

1、设计内容：

根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并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，最后按要求写出设计说明书，绘制设计图。

2、设计依据：

（1）气象资料：工厂所在地区的年最高气温为36℃，年平均气温为18℃，年最低气温为-10℃，年最热月平均最高气温为30℃，年最热月平均气温为20℃，年最热月地下0.8m处平均温度为22℃。当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20。

（2）地质水文资料：工厂所在地区平均海拔1500m，地层以砂粘土为主，地下水位为2m。

（3）电费制度：工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/kw.h，照明电费为0.50元/kw.h。工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.90，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：6~10KV为800元/KVA。

（4）工厂负荷情况：

本厂多数车间为两班制，年最大利用小时为4000h，该厂除铸造车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。电气照明及家用电器均为单相，额定电压为220V本厂的符合统计资料见下表：

（5）供电电源情况：

按照工厂与当地供电部门签订的供电合同规定，本厂可由附近一条10KV的公用电源干

线取得工作电源。该干线的导线型号为LGJ-90，导线为等边三角形排列，线距为1.2m；干

线手段距离本厂约6km。为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线由邻近单位取得备

用电源。

二、设计的基本要求：

1、设计及计算要求

（1）说明书要求书写整齐，条理分明，表达正确，语言简练。

（2）主要计算过程和步骤完整无误，不能只列出计算表，需有整个计算步骤，计算结果保

留小数点后两位四舍五入，分析论证过程简单明了，各设计内容列表汇总。

2、设计说明书内容

（1）前言

（2）目录

（3）负荷计算和无功功率补偿

（4）变电所主变压器台数、容量与类型的选择

（5）变电所主接线方案的设计

（6）短路电流的计算

（7）变电所一次设备的选择与校验

（8）变电所进出线的选择与校验

（9）总结

（10）附录——参考文献

2、图纸

绘制电气主接线图，接线图要求用标准符号绘制，布置均匀，设备符号大小合适清晰美

观，接线图中标出设备。

三、设计步骤

全厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负

荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况。解决对各部门的安全可靠，经济的分配电能

问题。其基本内容有以下几方面。

1、负荷

全厂总降压变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的。考虑车间变电所变

压器的功率损耗，从而求出全厂总降压变电所高压侧计算负荷及总功率因数。列出负荷计算

表、表达计算成果。

2、工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量选择

电源进线方向，综合考虑设置总降压变电所的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩

建和备用的需要，确定变压器的台数和容量。

3、工厂总降压变电所主结线设计

根据变电所配电回路数，负荷要求的可靠性级别和计算负荷数综合主变压器台数，确定

变电所高、低接线方式。对它的基本要求，即要安全可靠有要灵活经济，安装容易维修方便。

4、厂区高压配电系统设计

根据厂内负荷情况，从技术和经济合理性确定厂区配电电压。参考负荷布局及总降压变

电所位置，比较几种可行的高压配电网布置放案，计算出导线截面及电压损失，由不同方案

的可靠性，电压损失，基建投资，年运行费用，有色金属消耗量等综合技术经济条件列表比

值，择优选用。按选定配电系统作线路结构与敷设方式设计。用厂区高压线路平面布置图，敷设要求和架空线路杆位明细表以及工程预算书表达设计成果。

5、工厂供、配电系统短路电流计算
工厂用电，通常为国家电网的末端负荷，其容量运行小于电网容量，皆可按无限容量系统供电进行短路计算。由系统不同运行方式下的短路参数，求出不同运行方式下各点的三相及两相短路电流。

6、改善功率因数装置设计
通过查表或计算求出达到供电部门要求数值按负荷计算求出总降压变电所的功率因数，
所需补偿的无功率。由手册或厂品样本选用所需移相电容器的规格和数量，并选用合适的电容器柜或放电装置。如工厂有大型同步电动机还可以采用控制电机励磁电流方式提供无功功率，改善功率因数。

7、变电所高、低压侧设备选择
参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值，选择变电所高、低压侧电器设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。并根据需要进行热稳定和力稳定检验。用总降压变电所主结线图，设备材料表和投资概算表达设计成果。

8、继电保护及二次结线设计
为了监视，控制和保证安全可靠运行，变压器、高压配电线路移相电容器、高压电动机、母线分段断路器及联络线断路器，皆需要设置相应的控制、信号、检测和继电器保护装置。并对保护装置做出整定计算和检验其灵敏系数。

设计包括继电器保护装置、监视及测量仪表，控制和信号装置，操作电源和控制电缆组成的变电所二次结线系统，用二次回路原理接线图或二次回路展开图以及元件材料表达设计成果。35kv及以上系统尚需给出二次回路的保护屏和控制屏屏面布置图。

9、变电所防雷装置设计
参考本地区气象地质材料，设计防雷装置。进行防直击的避雷针保护范围计算，避免产生反击现象的空间距离计算，按避雷器的基本参数选择防雷电冲击波的避雷器的规格型号， 进行避雷灭弧电压，频放电电压和最大允许安装距离检验以及冲击接地并确定其接线部位。

电阻计算。