电气工程设计综合实验报告
题目名称：某冶金机械厂全厂供电系统电气设计
学 院：
专 业
班 级
学 号：
学生姓名：
指导老师：
2015年X月 X 日
前言
关键词：供电系统供电容量企业
电现代工业生产源动力电易形式量转换易转换形式量供应电输送分配简单济便控制调节测量利实现生产程动化电现代工业生产整国民济生活中应极广泛
工厂里电然工业生产源动力产品成中占重般（电化工业外）电工业生产中重性产品成中投资总额中占重少工业生产实现电气化增加产量提高产品质量提高劳动生产率降低生产成减轻工劳动强度改善工劳动条件利实现生产程动化方面说果工厂电供应突然中断工业生产造成严重果
做工厂供电工作发展工业生产实现工业现代化具十分重意义源节约工厂供电工作重方面源节约国家济建设具十分重战略意义做工厂供电工作节约源支援国家济建设具重作
工厂供电工作工业生产服务切实保证工厂生产生活电需做节工作必须达基求：
1 安全： 电供应分配中应发生身事设备事
2 ： 应满足电户供电性求
3 优质： 应满足电户电压频率等质量求
4 济： 供电系统投资少运行费低节约电减少色金属消耗量
外供配电工作中应合理处理局部全局前长远等关系顾局部前利益全局观点顾全局适应发展
目录
概述…………………………………………………………………………… 1
1 设计背景……………………………………………………………………… 1
2 设计求……………………………………………………………………… 1
二 设计原始资料………………………………………………………………… 2
三 系统负荷计算………………………………………………………………… 4
31 三相电设备组负荷计算方法………………………………………… 4
32 计算负荷…………………………………………………………………… 4
33 全厂负荷功率……………………………………………………………… 6
34 年耗电量估算…………………………………………………………… 7
35 负荷中心估算……………………………………………………………… 7
四变压器台数容量类型选择………………………………………… 8
41 变压器台数选择……………………………………………………… 8
42 变压器容量选择……………………………………………………… 8
43 变压器类型选择……………………………………………………… 9
五 高低压电力网导线选择………………………………………………… 9
51 导线截面选择原………………………………………………………… 9
52 高压线路导线选择……………………………………………………… 10
53 低压线路导线选择……………………………………………………… 11
54 低压出线导线选择………………………………………………………… 11
六 改善功率数装置设计……………………………………………………… 13
七 变电结线方案设计…………………………………………………… 14
71 变配电结线选择原……………………………………………… 14
72 结线方案选择较…………………………………………………… 15
八短路电流计算……………………………………………………………… 18
81 短路电流计算目方法……………………………………………… 18
82 设计采标幺制法进行短路计算……………………………………… 18
九变电次设备选择校验……………………………………………… 20
91 变电高压次设备选择……………………………………………… 20
92 变电高压次设备校验……………………………………………… 21
921 设备动稳定校验…………………………………………………… 21
922 高压设备热稳定性校验…………………………………………… 22
93 变电低压次设备选择……………………………………………… 23
94 变电低压次设备校验……………………………………………… 24
十 继电保护装置设计………………………………………………………… 25
101 继电保护整定…………………………………………………………… 25
102 变压器继电保护…………………………………………………………… 25
103 10KV 侧继电保护……………………………………………………………26
104 038KV 侧低压断路器保护…………………………………………………27
十 变电防雷装置设计……………………………………………………… 28
111 防雷设备…………………………………………………………………… 28
112 防雷措施…………………………………………………………………… 28
113 接装置设计…………………………………………………………… 30
114 确定接电阻……………………………………………………………… 30
十二 心体会…………………………………………………………………… 32
参考文献…………………………………………………………………………… 33
附录
次接线图
概述
1 设计背景
着国济快速增长电已成制约国济发展重素保证正常供配电求兴建系列供配电装置工厂飞速发展国家带具收益时电负荷越越特点负荷容量电设备选10kV文针变电特点阐述10kV变电设计思路设计步骤进行相关设备计算校验关键介绍接线变电重组成部分决定着变电功建设投资运行质量维护条件供电性熟悉变电设计求设计程事电力工程设计障分析判断非常益
设计意义：通设计系统复巩固工厂供电基知识提高设计计算力综合分析力工作奠定基础
2 设计求
求根厂取电源厂电负荷情况适考虑工厂生产发展安全技术先进济合理求确定变电位置型式确定变电变压器台数容量选择变电接线方案高低压设备进出线确定二次回路方案选择整定继电保护装置确定防雷接装置求提交设计计算书说明书绘出设计图纸
二设计原始资料
1 设计总面布置图图示
2 全厂车间负荷计算表示
厂房编号
电单位名称
负荷性质
设备容量kW
需系数
功率数
1
仓库
动力
72
025
060
明
4
075
10
2
铸造车间
动力
320
04
065
明
10
075
10
3
锻压车间
动力
250
025
065
明
10
075
10
4
金工车间
动力
240
025
065
明
8
075
10
5
工具车间
动力
350
025
060
明
10
075
10
6
电镀车间
动力
220
05
075
明
10
075
10
7
热处理车间
动力
200
05
075
明
8
075
10
8
装配车间
动力
200
04
070
明
10
075
10
9
机修车间
动力
150
025
065
明
6
075
10
10
锅炉房
动力
160
05
065
明
3
075
10
宿舍区
明
250
08
10
3 供电协议
工厂供电部门签订供电协议规定厂附条10Kv公电源线取工作电源该干线走参工厂总面图该干线导线牌号LGJ－185导线等边三角形排列线距12米电力系统馈电变电站距厂6km该干线首端装高压断路器断流容量500MVA断路器配备定时限电流保护电流速断保护定时限电流保护整定动作时间15秒满足工厂二级负荷求采高压低压联络线邻单位取备电源
4 负荷情况
厂数车间两班制年负荷利时4800h日负荷持续时间8h该厂铸造车间电镀车间锅炉房属二级负荷外余均属三级负荷低压动力设备均三相额定电压380V明家电器均单相额定电压220V
5 然条件
气象条件
（1）热月均高气温315
（2）年高气温40
（3）土壤中08米深处年中热月均温度287
（4）年雷暴日313天
（5）土壤冻结深度11米
（6）夏季导风东风
质水文条件
厂区均海拔130m层沙粘土水位3m
6 设计容步骤
1 负荷计算
2 电力变压器台数容量类型
3 选择高低压电力网导线型号截面
4改善功率数装置设计（高压侧负荷时功率数应低09低压侧应低085）
5变电结线方案设计
6短路电流计算
7变电次设备选择校验
8 继电保护装置设计
9 变电防雷装置设计（选做）
三系统负荷计算
31三相电设备组负荷计算方法
功计算负荷（kW）
功计算负荷（kvar）
视负荷计算（kV·A）
计算电流（A）
32 计算负荷
确定负荷计算方法种包括估算法需系数法二项式法单相复合计算里采需系数法
单组电设备计算负荷公式：
功功率： 功功率：
视功率： 计算电流：
式中：——该电设备组需系数
——功率数角正切值
——该电设备组额定电压单位kV
铸造车间计算程例：
动力部分
P(30)320kw×04128kw
S(30)128kw0651969kvA
Q(30)128kw×11714976kvar
明部分
P(30)10kw×07575kw
S(30)75kw175kvA
Q(30)0
式方法算出厂房计算负荷整理成表格：
厂房编号
电单位名称
负荷性质
设备容量kW
需系数
功率数
计算负荷
厂房计算P30
P30k
w
Q30k
ar
S30k
A
1
仓库
动力
72
025
060
18
24
30
21
明
4
075
10
3
0
3
2
铸造车间
动力
320
04
065
128
1496
1969
1355
明
10
075
10
75
0
75
3
锻压车间
动力
250
025
065
625
731
962
70
明
10
075
10
75
0
75
4
金工车间
动力
240
025
065
60
701
923
66
明
8
075
10
6
0
6
5
工具车间
动力
350
025
060
875
1167
1458
95
明
10
075
10
75
0
75
6
电镀车间
动力
220
05
075
110
968
1467
1175
明
10
075
10
75
0
75
7
热处理车间
动力
200
05
075
100
882
1333
106
明
8
075
10
6
0
6
8
装配车间
动力
200
04
070
80
816
1143
875
明
10
075
10
75
0
75
9
机修车间
动力
150
025
065
375
438
577
42
明
6
075
10
45
0
45
10
锅炉房
动力
160
05
065
80
935
1231
8225
明
3
075
10
225
0
225
宿舍区
明
250
08
10
200
0
200
200
总计
102275
8861
33全厂功率负荷：
取全场时系数：K∑p095 K∑q097
全场负荷：
P(30)095×10227597161kw
Q(30) 097×886185952kvar
S(30) 129723kvA
I（30）129723kvA(×038kv)197094A
时功率数：P(30) S(30) 97161kw129723kvA075
34 年耗电量估算
年功电消耗量年功电耗电量式计算：
年功电消耗量：
年功电耗电量：
结合厂情况年负荷利时数4800h数车间两班制取年均功负荷系数年均功负荷系数厂：
年功耗电量06*97161KW*4800h27982k kwh
年功耗电量：065*85952KW*4800h26817k kwh
35 负荷中心估算
变电位置形式选择：变电位置应量接工厂负荷中心
厂负荷中心负荷功率矩法确定工厂面图边左侧作直角坐标X轴Y轴然测出车间（建筑）宿舍区负荷点坐标位置例P1(x1y1) P2(x2y2) P3(x3y3)等分代表厂房12310号功率工厂负荷中心假设P()中P+++仿力学中计算中心力矩方程负荷中心坐标：
例K工厂面图中测出车间宿舍区负荷点坐标位置表31示
电源电源干线Y轴横电源干线X轴测出具体坐标
表31车间宿舍区负荷点坐标位置
坐标轴
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
宿舍区
X(㎝)
11
12
15
31
32
33
34
75
76
99
05
Y(㎝)
20
33
47
27
32
40
48
27
32
47
50
X[(11*21)+(12*1355)+(15*70)+(31*66)+(32*95)+(33*1175)+(34*106)+(75*875)+(76*42)+(99*8225)+（05*200）]102275336cm
Y([(20*21)+(33*1355)+(47*70)+(27*66)+(32*95)+(40*1175)+(48*106)+(27*875)+(32*42)+(47*8225)+（50*200）]102275395cm
计算结果知x336 y395工厂负荷中心6号厂房东北面考虑方便进出线周围环境情况决定6号厂房东北侧紧厂房修建工厂变电结合厂实际情况里变电采单独设立方式
四变压器台数容量类型选择
41 变压器台数选择
该厂负荷中铸造车间电镀车间锅炉房属二级负荷电源供电性求较高宜采两台变压器便台变压器发生障检修时台变压器二三级负荷继续供电选两台变压器
42 变压器容量选择
装设两台变压器变电台变压器容量ST应时满足两条件：
（1）台单独运行时ST（0607）*S30
（2）台单独运行时ST≥S30（Ⅰ+Ⅱ）满足全部二三级负荷需求
代入数：ST（0607）*129723（77833—90806）KV*A
时考虑未年发展取ST1000 KV*A
第二变压器容量计算：
ST(2)S(铸造车间)+S（电镀车间）+S（锅炉房）
1969KW+75KW+1467KW+75KW+1231KW+225KW
48395KVA
取变压器容量500KVA
43变压器类型选择
考虑安全性问题确定变压器SC9系列箱型干式变压器型号技术求指标表示：
变压器型号
额定 容量 KV*A
额定电压
KV
联结组型号
损耗
KV
空载电流
I
短路
阻抗Uk
高
压
低
压
空
载
负
载
SC9100010
1000
105
04
Dyn11
140
751
08
6
SC50010
500
105
04
Dyn11
09
45
10
4
五高低压电力网导线选择
保证供电安全优质济选择导线电缆时应满足列条件：发热条件电压损耗条件济电流密度机械强度
根设计验：般10KV高压线路低压动力线路通常先发热条件选择导线电缆截面校验电压损耗机械强度低压明线路电压水求较高通常先允许电压损耗进行选择校验发热条件机械强度
51 导线截面选择原
导线电缆截面选择求必须满足安全济条件选择原：
1 发热条件 满足短路稳定度条件架空线路散热性较作稳定性校验绝缘导线电缆应进行热稳定校验母线校验热稳定
2 电压损耗 允许电压损失选择导线截面导线电缆（包括母线）通正常负荷电流（计算电流）时线路产生电压损失应超正常运行时允许电压损失
3 济电流密度 济电流密度选择导线电缆截面济电流密度指线路年运行费支出电流密度种原选择导线电缆截面称济截面
4 机械强度 机械强度选择导线电缆截面架空线路言求选截面允许截面电缆必校验机械强度
根设计验：般10KV高压线路低压动力线路通常先发热条件选择导线电缆截面校验电压损耗机械强度低压明线路电压水求较高通常先允许电压损耗进行选择校验发热条件机械强度
52 高压线路导线选择
母线支柱绝缘子固定开关柜矩形母线型母线母线材料铜铝目前变电母线电流采铜母线外般量采铝母线变电高压开关柜高压母线通常选硬铝矩形母线（LMY）
年均负荷传输容量较时母线截面宜济电流密度选择
1）选择济截面
铝母线年负荷利时数4800时根工厂供电教材（第4版刘介著）180页表53导线电缆济密度115
129723kvA(×10kv)749A
749115651
选择标准截面160单排矩形铝母线宽*厚40×4LMY(40×4)
2）校验发热条件
SminI307×1000× 124<160
3）校验机械强度
设10KV母线水放档距12m档数2相邻相间距离200mm
导体截面系数
Wb2 h6(005) 2×0005621×10 6m3
F173(ish (3))2(la) 107
173(307×103) 2（1202）10 7
978N
MFl10978121012N·m
σc MW12(21×10 6)057MPa
σal 70MPa>057MPa
53 低压线路导线选择
相母线：低压侧母线济电流密度选择硬铝矩形母线
计算电流 19709A
1970911517139
选择时应选偏截面电损耗费年运行费电流较时变化较考虑负荷计算值偏变化规律理计算电损耗稍实际值截面选择计算稍节省初投资色金属消耗量选标准截面2000单排矩形铝母线宽*厚200*10
中性母线：般三相四线制线路中中性线截面应相线截面半1000选择单排矩形铝母线宽*厚100*10
54低压出线导线选择
户外架空线380V电压等级般采绝缘导线绝缘导线线芯材料铝心铜心两种绝缘导线外皮绝缘材料塑料绝缘橡胶绝缘塑料绝缘绝缘性良价格低节约橡胶棉纱室敷设取代橡胶绝缘线橡胶绝缘线现已塑料绝缘线宜户外免高温时软化低温时变硬变脆低压出线户外架空线选择常BLX型橡皮绝缘导线
车间电设备均低压电中导线电缆截面选择满足条件：
1) 相线截面选择满足发热条件
2) 中性线（N线）截面选择里采般三相四线满足
3) 保护线（PE线）截面选择
时
二 时
三 时
4) 保护中性线（PEN）选择取（N线）（PE）截面
车间分选择变电低压出线中动力负荷导线允许载流量选择标准载流量导线环境温度25时载流量实际载流量厂区实际环境温度载流量满足0845
发热条件选择导线采BLX500型铝芯橡皮导线明敷三条导线作相线选中性线(N线)保护线(PE线)选线路导线型号规格：
表 BLX500型导线截面
厂房编号
厂房名称
A
相线
PE线
N线
1
铸造车间
3125
150
95
70
2
锻压车间
2385
95
50
50
3
金工车间
2419
95
50
50
4
工具车间
2742
120
70
70
5
电镀车间
3305
150
95
95
6
热处理车
2193
70
35
35
7
装配车间
1389
35
25
25
8
机修车间
982
25
16
16
9
锅炉房
1289
35
25
25
10
仓库
380
6
4
4
11
生活
4862
240
120
120
外送车间明线路均137A采：芯线截面25
六改善功率数装置设计
系统负荷计算数知该厂功率数低国家标准值进行功率补偿
方案：高压集中补偿
该补偿补偿总降压变电6~10KV母线前供配电系统中功功率产生影响功功率企业部供配电系统引起损耗法补偿补偿范围济效果差
方案二：低压集中补偿
该补偿方式补偿范围介前两者间高压集中补偿该补偿方式变压器视功率减变压器容量选较较济
方案三：补偿
该补偿方式范围效果投资较果补偿设备停止运行话电容器组切电容利率低时存容量容器单位价格电容器已收机械振动环境条件影响等缺点种补偿方式适长期稳定运行功功率需较距离电源较远便实现补偿装置场合
功补偿装置选择：
功补偿装置三种：
① 联电容器组种静态功补偿装置进行补偿称联电容补偿
② 步调相机
③ 静止功补偿器两者属动态功补偿装置
题中直接采联电容器方法提高功率数
高压侧功率数090低压侧补偿功率数应高090取： 低压侧功率数075提高095低压侧需装设联电容器容量：
取540补偿变电低压侧视计算负荷：
计算电流
变压器功率损耗：
变电高压侧计算负荷：
补偿功率数：满足（低090）求
选取电容容量53730Kvar
型号 BWF1051001(容量100Kvar)联6满足
七变电结线方案设计
71 变配电结线选择原
（1） 满足运行求时应量少断路器节省投资
（2）变电两台变压器时运行时二次侧应采断路器分段单母线接线
（3）供电电源回线路变电装设单台变压器时宜采线路变压器组结线
（4）限制配出线短路电流具台变压器时运行变电应采变压器分列运行
（5）接线路避雷器宜装设隔离开关接母线避雷器电压互感器合组隔离开关
（6）6～10KV固定式配电装置出线侧架空线路反馈电缆出线回路中应装设线路隔离开关
（7）采6～10 KV熔断器负荷开关固定式配电装置时应电源侧装设隔离开关
（8）区电网供电变配电电源出线处宜装设供计费专电压电流互感器（般安装计量柜）
（9）变压器低压侧04KV总开关宜采低压断路器隔离开关继电保护动切换电源求时低压侧总开关母线分段开关均应采低压断路器
（10）低压母线双电源变压器低压侧总开关母线分段开关采低压断路器时总开关出线侧母线分段开关两侧宜装设刀开关隔离触头
72 结线方案选择较
根工厂情况该工厂附条10KV公电源干线电压降落应电损失少该工厂中二级负荷采高压联络线附单位取备电源工厂总配电种方案现中两种方案作技术济分析确定优结线方案
根面设计原求两种方案进行选择较设计较：
方案：高压侧母线低压侧单母线分段双台变压器变电接线方式
图2 高压侧母线低压侧单母线分段双台变压器变电接线图
优点：
供电性高意台变压器电源进线停电检修发生障时该变压器通闭合低压母线分段开关迅速恢复整变电供电果两台变压器低压侧开关（采电磁电动机合闸操作万式低压断路器）装设互备电源动投入装置（APD）变压器低压开关电源断电（失压）跳闸时变压器低压侧开关低压母线分段开关APD作动合闸恢复整变压正常供电种接线供二级负荷
方案二：高压采母线低压双母线接线接线图图3示
图3 高压侧母线低压双母线接线图
优点：
种方案性运行灵活通两组母线隔离开关倒换操作轮流检修组母线致供电中断组母线检修时回路均中断供电 检修回路母线侧隔离开关时中断该回路供电 检修回路断路器时母联断路器代工作扩建方便种方案广泛进出线回路较容量场合
缺点：
(1)运行方式改变时需母线隔离开关进行倒闸操作操作步骤较复杂容易出现误操作导致身设备事
(2)回路断路器检修时该回路需停电短时停电
(3)增加量母线侧隔离开关母线长度配电装置结构较复杂占面积投资增加
两种方案较
安全性两种接线方式满足国家标准技术规范求充分保证身设备安全满足供电求
性方案性方案二差方案二回路断路器检修时该回路需停电短时停电
灵活性方案操作方案二更简单方案二双母线机构复杂维修维护程度
济方案二采量断路器母线长度方案幅度增加初投资成高线路维护工作量运行成高方案低压单母线接线方案次侧接法方案二样低压双母线接法低压断路器数明显低压单母线投资增
根该工厂工作环境条件厂属二级负荷接线方案选择方案工厂车间变电低压配电系统接线附录 示
八短路电流计算
81 短路电流计算目方法：
厂供电系统简图图示采两路电源供线路距厂6km馈电变电站LGJ185架空线（系统∞电源计）该干线首段装高压断路器断流容量500MVA路邻厂高压联络线面计算厂变电高压10kV母线k1点短路低压380V母线k2点短路三相短路电流短路容量
SC950010
82 设计采标幺制法进行短路计算
（1）确定基准值
取：
：
（2）计算短路电路中元件电抗标幺值：（忽略架空线变电电缆电抗）
1）电力系统电抗标幺值
2） 架空线路（X0 032Ωkm）
（查表122供配电技术P378）
3）电力变压器（UK 6）
绘等效电路图图示：
(3)求k1点短路电路总电抗标幺值三相短路电流短路容量
1）总电抗标幺值：
2）三相短路电流周期分量效值：
3）三相短路电流：
4）三相短路容量：
(4)求k2点短路电路总电抗标幺值三相短路电流短路容量
1)总电抗标幺值：
2)三相短路电流周期分量效值：
3)三相短路电流：
4)三相短路容量：
九 变电次设备选择校验
91 变电高压次设备选择
面计算出高压侧短路电流数分
三相短路电流周期分量效值：
三相短路电流：
高压断路器选择条件必须：
查供配电技术第三版P364（部分高压断路器技术数表）
初步选择高压断路器ZN2410125020
高压熔断器需短路电流达击电流前熔断：
网获数选取高压熔断器：RN21005 50
选取电流互感器：LZZQB610052005
选取电压互感器：JDZJ10
接开关：选取JN31025
电源进线选择：
10kv架空线般采铝绞线
母线选择：
母线型号：TMY3（504）TMY3（8010）+1（606）
绝缘子型号：ZA10Y抗弯强度：375kN（户支柱绝缘子）
高压配电柜引出10kV三芯电缆采交联聚乙烯绝缘电力电缆型号：YJV350钢铠护套缆芯高工作温度
92 变电高压次设备校验
电压电流断流力选择设备基础选高压侧设备进行必需动稳定校验热稳定度校验
921．设备动稳定校验
1) 高压电器动稳定度校验
校验条件： 需选取高压断路器
短路电流计算40921kA 4325KA查找选设备
数资料较：
高压断路器ZN2410125020 50kA40921kA 满足条件
电流互感器LZZQB610052005 79kA 40921kA满足条件
JN31025接开关 63 kA40921kA 满足条件
2) 绝缘子动稳定度校验
校验条件： 母线采放绝缘子方式：（中200mm900mm）
：
满足求
3) 母线动稳定校验
校验条件： TMY母线材料允许应力 140MPa
10kV母线短路电流4325KA40921KA 三相短路时受电动力：
母线弯曲力矩：
母线截面系数：
母线三相短路时计算应力：
140MPa满足动稳定性求
922高压设备热稳定性校验
1) 高压电器热稳定性校验
校验条件： 查阅产品资料：高压断路器：315kAt4s
电流互感器：445kA t1s接开关：25kAt4s取2511KA数代入式计算电器均满足热稳定性求
2) 高压母线热稳定性校验
校验条件：查产品资料铜母线C171取
母线截面：A504200
允许截面：
该母线满足热稳定性求
3) 高压电缆热稳定性校验
校验条件：
允许截面：
选电缆YJV350截面 A50该电缆满足热稳定性求
93变电低压次设备选择
面短路电流计算
三相短路电流周期分量效值：
三相短路电流：
查供配电技术第三版附表3部分万式低压断路器技术数选取
低压断路器：DW151000
低压熔断器：NT系列 电压互感器：JDZ1系列
电流互感器：LMZJ1 LMZ1 系列
母线型号： TMY3（8010）+1（606）
绝缘子型号：ZA6Y抗弯强度：375kN（户支柱绝缘子）
外功补偿柜选2GCJ101型柜子采动补偿满足补偿求
94变电低压次设备校验
根低压次设备选择校验项目条件进行低压次侧设备选择需熔断器刀开关断路器进行校验关低压电流互感器电压互感器电容器母线电缆绝缘子等校验项目高压侧相应电器相里仅列出低压母线校验：380kV侧母线母线动稳定性校验：校验条件：
TMY母线材料允许应力140MPa
380V母线短电流
三相短路时受电动力：
母线弯曲力矩：
母线截面系数：
母线三相短路时计算应力：
140MPa1821MPa满足动稳定性求
380V侧母线热稳定性校验：校验条件：
查产品资料铜母线C171取
母线截面： A8010800
允许截面：
满足热稳定性求
十继电保护装置设计
101继电保护整定
继电保护求具选择性速动性性灵敏性
厂高压线路长容量继电保护装置较简单线路相间短路保护采带时限电流保护瞬时动作电流速断保护线路单相接保护采绝缘监视装置装设变电高压母线动作信号
继电保护装置接线方式采两相两继电器式接线继电保护装置操作方式采交流操作电源供电中分流跳闸操作方式（接线简单灵敏）带时限电流保护采反时限电流保护装置型号采GL2510 优点：继电器数量减少时实现电流速断保护采交流操作运行简单济投资降低
次设计变压器装设电流保护速断保护装置低压侧采相关断路器实现三段保护
102变压器继电保护
变电装台1004kV1000kVA台1004kv500kVA变压器低压母线侧三相短路电流高压侧继电保护电流互感器变2005A继电器采GL2510型接成两相两继电器方式面整定该继电器动作电流动作时限速断电流倍数
a)电流保护动作电流整定：
1732A
动作电流：
动作电流整定7A
b)电流保护动作时限整定
变电终端变电电流保护10倍动作电流动作时限整定
c)电流速断保护速断电流倍数整定
取 速断电流：
速断电流倍数整定：
103 10KV侧继电保护
选GL2510型继电器条件计算数：变压器次侧电流保护10倍动作时限整定05s电流保护采两相两继电器式接线高压侧线路首端三相短路电流271kA变2005A保护电流互感器动作电流7A面高压母线处电流保护装置进行整定（高压母线处继电保护电流互感器变2005A）
整定动作电流
取
根GL2510型继电器规格动作电流整定7A
整定动作时限：
母线三相短路电流反映中电流：
动作电流倍数：
反时限电流保护动作时限整定曲线确定实际动作时间：06s
实际动作时间：
母线三相短路电流反映中电流：
动作电流倍数：
10倍动作电流动作时限曲线查动作时限：
104 038KV侧低压断路器保护
整定项目：
(a)瞬时流脱扣器动作电流整定：
满足
：万断路器取135塑壳断路器取2～25
(b)短延时流脱扣器动作电流动作时间整定：
满足 取12
外应满足前保护装置选择性求前级保护动作时间级少长时间级差02s(04s06s)
(c)长延时流脱扣器动作电流动作时间整定：
满足： 取11
(d)流脱扣器保护线路配合求：
满足： ：绝缘导线电缆允许短时负荷倍数(瞬时短延时流脱扣器般取45长延时流脱扣器取11～12)
(e)热脱扣器动作电流整定：
满足： 取11般应通实际运行进行检验
根整定求参考相关产品资料低压侧NA1TMS30系列低压断路器进行整定详述
十变电防雷装置设计
111防雷设备
防雷设备接闪器避雷器中接闪器专门接受直接雷击（雷闪）金属物体接闪金属称避雷针接闪金属线称避雷线称架空线接闪金属带称避雷带接闪金属网称避雷网
避雷器防止雷电产生电压波线路侵入变配电建筑物免危保护设备绝缘避雷器应保护设备联装保护设备电源侧线路出现危设备绝缘雷电电压时避雷器火花间隙击穿高阻变低阻电压放电保护设备绝缘避雷器型式阀式排气式等
112 防雷措施
（1） 架空线路防雷措施
进行波保护
1．架设避雷线 防雷效措施造价高66KV架空线路全线装设35KV架空线路般进出变配电段线路装设10KV线路般装设避雷线
2提高线路身绝缘水 架空线路采木横担瓷横担高级绝缘子提高线路防雷水10KV架空线路防雷基措施
3利三角形排列顶线兼作防雷保护线 3～10KV线路中性点接系统三角形排列顶线绝缘子装保护间隙出现雷电电压时顶线绝缘子保护间隙击穿通接引线泄放雷电流保护面两根导线会引起线路断路器跳闸
4装设动重合闸装置 线路雷击放电产生短路电弧引起断路器跳闸电弧行熄灭果采次ARD断路器05s稍长点时间动重合闸电弧通常会复燃恢复供电般户会什影响
5绝缘薄弱点加装避雷器 架空线路绝缘薄弱点跨越杆转角杆分支杆带拉线杆木杆线路中金属杆等处装设排气式避雷器保护间隙
（2）变配电防雷措施
直击雷保护：
1装设避雷针 室外配电装置应装设避雷针防护直接雷击果变配电处附高建（构）筑物防雷设施保护范围变配电身室型时必考虑直击雷保护
2高压侧装设避雷器 保护变压器免雷电击波高压线路侵入变电损坏变电关键设备求避雷器应量变压器安装阀式避雷器3～10KV变压器电气表
雷雨季节常运行进线路数
1
2
3
≥4
避雷器变压器电气距离m
15
23
27
30
避雷器接端应变压器低压侧中性点金属外壳等连接起路进线终端段母线均装阀式避雷器果进线具段引入电缆架空线路架空线路终端电缆头处装设阀式避雷器排气式避雷器接端电缆头外壳相联接
3低压侧装设避雷器 雷区防止雷电波低压线路侵入击穿电力变压器绝缘变压器低压侧中性点接时（IT系统）中性点装设阀式避雷器金属氧化物避雷器保护间隙
设计中配电屋顶边缘敷设避雷带直径8mm镀锌圆钢筋直径应等10mm镀锌圆钢
113 接装置设计
（1）接接装置
电气设备某部分间做良电气连接称接埋入中直接接触金属导体称接体称接极专门接装设接体称工接体兼作接体直接接触种金属构件金属道建筑物钢筋混凝土基础等称然接体连接接体设备装置接部分金属导体称接线接线设备装置正常运行情况载流障情况通接障电流
接线接体合称接装置干接体中相互接线连接起整体称接网中接线分接干线接支线接干线般应采少两根导体点接网连接
（2） 确定配电公接装置垂直接钢连接扁钢
114确定接电阻
1 相关资料确定配电公接装置接电阻应满足两条件：
RE ≤ 250VIE
RE ≤ 10Ω
式中IE计算
IE IC 60×(60＋35×4)A350 343A
RE ≤ 350V343A 102Ω
综知配电总接电阻应RE≤10Ω
2接装置初步方案
现初步考虑围绕变电建筑四周距变电2～3m入圈直径50mm长25m钢接体隔5m入根间40×4mm2扁钢焊接
3 计算单根钢接电阻
题目资料该区砂粘土查相关资料土质ρ 100Ω•m
单根钢接电阻RE(1) ≈ 100Ω•m25m 40Ω
4确定接钢数接方案
根RE(1)RE 404 10考虑间屏蔽效应初选15根直径50mm长25m钢作接体n 15al 2查关资料ηE ≈ 066 n RE(1)(ηERE) 40Ω(066×4)Ω ≈ 15
考虑接体均匀称布置选16mm根直径50mm长25m钢作接体40×4mm^2扁钢连接环形布置选择双针等高避雷
十二心体会
课设做难涉东西前计算量较复杂更觉棘手东西课堂没学需步步书组学交流尤设备参数刚开始时真片乱麻说串数知道该渐渐学探讨查找关书籍学会开始筛选较常数 万事开头难亘古变道理刚开始负荷计算选择变压器容量台数费劲决定两分工头苍蝇样乱撞提高效率整体方握然刚开始负荷计算花费量时间发现面设备选择真正拦路虎处理数更繁杂弄懂数适情况环节俩起完成基出现种设备会起讨直家意见致参数选择设备
做完课设感觉轻松许收获许完成程中断查阅书籍网收集资料量够学致学理知识课设种动手力较强实践程相结合起达融会贯通效果通次电气工程课程设计仅巩固学知识学会autocad 绘制电气次系统接线图感觉特成感方次课程设计加强专业知识搜索力预力需某专业相关课程进行预解决遇困难
次课程设计时间紧凑力限设计程中存足中知识需进步学完全掌握知识掌握熟练会返回次设计进行修改完善
说实话工厂供电解皮毛需做更实践通种课程设计更加巩固专业知识
参考文献
1 熊信银 发电厂电气部分(第三版) 北京：中国电力出版社2004
2 熊信银张步涵 电气工程基础 武汉：华中科技学出版社2005
3 曹绳敏 电力系统课程设计毕业设计参考资料 北京：水利电力出版社1995
4 陈跃 电气工程专业毕业设计指南·电力系统分册 北京：中国水利水电出版社2003
5 西北电力设计院东北电力设计院 电力工程设计手册(第册) 海民出版社1972
6 相关资料
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电气工程设计综合实验报告
题目名称：某冶金机械厂全厂供电系统电气设计
学 院：
专 业
班 级
学 号：
学生姓名：
指导老师：
2015年X月 X 日
前言
关键词：供电系统供电容量企业
电现代工业生产源动力电易形式量转换易转换形式量供应电输送分配简单济便控制调节测量利实现生产程动化电现代工业生产整国民济生活中应极广泛
工厂里电然工业生产源动力产品成中占重般（电化工业外）电工业生产中重性产品成中投资总额中占重少工业生产实现电气化增加产量提高产品质量提高劳动生产率降低生产成减轻工劳动强度改善工劳动条件利实现生产程动化方面说果工厂电供应突然中断工业生产造成严重果
做工厂供电工作发展工业生产实现工业现代化具十分重意义源节约工厂供电工作重方面源节约国家济建设具十分重战略意义做工厂供电工作节约源支援国家济建设具重作
工厂供电工作工业生产服务切实保证工厂生产生活电需做节工作必须达基求：
1 安全： 电供应分配中应发生身事设备事
2 ： 应满足电户供电性求
3 优质： 应满足电户电压频率等质量求
4 济： 供电系统投资少运行费低节约电减少色金属消耗量
外供配电工作中应合理处理局部全局前长远等关系顾局部前利益全局观点顾全局适应发展
目录
概述…………………………………………………………………………… 1
1 设计背景……………………………………………………………………… 1
2 设计求……………………………………………………………………… 1
二 设计原始资料………………………………………………………………… 2
三 系统负荷计算………………………………………………………………… 4
31 三相电设备组负荷计算方法………………………………………… 4
32 计算负荷…………………………………………………………………… 4
33 全厂负荷功率……………………………………………………………… 6
34 年耗电量估算…………………………………………………………… 7
35 负荷中心估算……………………………………………………………… 7
四变压器台数容量类型选择………………………………………… 8
41 变压器台数选择……………………………………………………… 8
42 变压器容量选择……………………………………………………… 8
43 变压器类型选择……………………………………………………… 9
五 高低压电力网导线选择………………………………………………… 9
51 导线截面选择原………………………………………………………… 9
52 高压线路导线选择……………………………………………………… 10
53 低压线路导线选择……………………………………………………… 11
54 低压出线导线选择………………………………………………………… 11
六 改善功率数装置设计……………………………………………………… 13
七 变电结线方案设计…………………………………………………… 14
71 变配电结线选择原……………………………………………… 14
72 结线方案选择较…………………………………………………… 15
八短路电流计算……………………………………………………………… 18
81 短路电流计算目方法……………………………………………… 18
82 设计采标幺制法进行短路计算……………………………………… 18
九变电次设备选择校验……………………………………………… 20
91 变电高压次设备选择……………………………………………… 20
92 变电高压次设备校验……………………………………………… 21
921 设备动稳定校验…………………………………………………… 21
922 高压设备热稳定性校验…………………………………………… 22
93 变电低压次设备选择……………………………………………… 23
94 变电低压次设备校验……………………………………………… 24
十 继电保护装置设计………………………………………………………… 25
101 继电保护整定…………………………………………………………… 25
102 变压器继电保护…………………………………………………………… 25
103 10KV 侧继电保护……………………………………………………………26
104 038KV 侧低压断路器保护…………………………………………………27
十 变电防雷装置设计……………………………………………………… 28
111 防雷设备…………………………………………………………………… 28
112 防雷措施…………………………………………………………………… 28
113 接装置设计…………………………………………………………… 30
114 确定接电阻……………………………………………………………… 30
十二 心体会…………………………………………………………………… 32
参考文献…………………………………………………………………………… 33
附录
次接线图
概述
1 设计背景
着国济快速增长电已成制约国济发展重素保证正常供配电求兴建系列供配电装置工厂飞速发展国家带具收益时电负荷越越特点负荷容量电设备选10kV文针变电特点阐述10kV变电设计思路设计步骤进行相关设备计算校验关键介绍接线变电重组成部分决定着变电功建设投资运行质量维护条件供电性熟悉变电设计求设计程事电力工程设计障分析判断非常益
设计意义：通设计系统复巩固工厂供电基知识提高设计计算力综合分析力工作奠定基础
2 设计求
求根厂取电源厂电负荷情况适考虑工厂生产发展安全技术先进济合理求确定变电位置型式确定变电变压器台数容量选择变电接线方案高低压设备进出线确定二次回路方案选择整定继电保护装置确定防雷接装置求提交设计计算书说明书绘出设计图纸
二设计原始资料
1 设计总面布置图图示
2 全厂车间负荷计算表示
厂房编号
电单位名称
负荷性质
设备容量kW
需系数
功率数
1
仓库
动力
72
025
060
明
4
075
10
2
铸造车间
动力
320
04
065
明
10
075
10
3
锻压车间
动力
250
025
065
明
10
075
10
4
金工车间
动力
240
025
065
明
8
075
10
5
工具车间
动力
350
025
060
明
10
075
10
6
电镀车间
动力
220
05
075
明
10
075
10
7
热处理车间
动力
200
05
075
明
8
075
10
8
装配车间
动力
200
04
070
明
10
075
10
9
机修车间
动力
150
025
065
明
6
075
10
10
锅炉房
动力
160
05
065
明
3
075
10
宿舍区
明
250
08
10
3 供电协议
工厂供电部门签订供电协议规定厂附条10Kv公电源线取工作电源该干线走参工厂总面图该干线导线牌号LGJ－185导线等边三角形排列线距12米电力系统馈电变电站距厂6km该干线首端装高压断路器断流容量500MVA断路器配备定时限电流保护电流速断保护定时限电流保护整定动作时间15秒满足工厂二级负荷求采高压低压联络线邻单位取备电源
4 负荷情况
厂数车间两班制年负荷利时4800h日负荷持续时间8h该厂铸造车间电镀车间锅炉房属二级负荷外余均属三级负荷低压动力设备均三相额定电压380V明家电器均单相额定电压220V
5 然条件
气象条件
（1）热月均高气温315
（2）年高气温40
（3）土壤中08米深处年中热月均温度287
（4）年雷暴日313天
（5）土壤冻结深度11米
（6）夏季导风东风
质水文条件
厂区均海拔130m层沙粘土水位3m
6 设计容步骤
1 负荷计算
2 电力变压器台数容量类型
3 选择高低压电力网导线型号截面
4改善功率数装置设计（高压侧负荷时功率数应低09低压侧应低085）
5变电结线方案设计
6短路电流计算
7变电次设备选择校验
8 继电保护装置设计
9 变电防雷装置设计（选做）
三系统负荷计算
31三相电设备组负荷计算方法
功计算负荷（kW）
功计算负荷（kvar）
视负荷计算（kV·A）
计算电流（A）
32 计算负荷
确定负荷计算方法种包括估算法需系数法二项式法单相复合计算里采需系数法
单组电设备计算负荷公式：
功功率： 功功率：
视功率： 计算电流：
式中：——该电设备组需系数
——功率数角正切值
——该电设备组额定电压单位kV
铸造车间计算程例：
动力部分
P(30)320kw×04128kw
S(30)128kw0651969kvA
Q(30)128kw×11714976kvar
明部分
P(30)10kw×07575kw
S(30)75kw175kvA
Q(30)0
式方法算出厂房计算负荷整理成表格：
厂房编号
电单位名称
负荷性质
设备容量kW
需系数
功率数
计算负荷
厂房计算P30
P30k
w
Q30k
ar
S30k
A
1
仓库
动力
72
025
060
18
24
30
21
明
4
075
10
3
0
3
2
铸造车间
动力
320
04
065
128
1496
1969
1355
明
10
075
10
75
0
75
3
锻压车间
动力
250
025
065
625
731
962
70
明
10
075
10
75
0
75
4
金工车间
动力
240
025
065
60
701
923
66
明
8
075
10
6
0
6
5
工具车间
动力
350
025
060
875
1167
1458
95
明
10
075
10
75
0
75
6
电镀车间
动力
220
05
075
110
968
1467
1175
明
10
075
10
75
0
75
7
热处理车间
动力
200
05
075
100
882
1333
106
明
8
075
10
6
0
6
8
装配车间
动力
200
04
070
80
816
1143
875
明
10
075
10
75
0
75
9
机修车间
动力
150
025
065
375
438
577
42
明
6
075
10
45
0
45
10
锅炉房
动力
160
05
065
80
935
1231
8225
明
3
075
10
225
0
225
宿舍区
明
250
08
10
200
0
200
200
总计
102275
8861
33全厂功率负荷：
取全场时系数：K∑p095 K∑q097
全场负荷：
P(30)095×10227597161kw
Q(30) 097×886185952kvar
S(30) 129723kvA
I（30）129723kvA(×038kv)197094A
时功率数：P(30) S(30) 97161kw129723kvA075
34 年耗电量估算
年功电消耗量年功电耗电量式计算：
年功电消耗量：
年功电耗电量：
结合厂情况年负荷利时数4800h数车间两班制取年均功负荷系数年均功负荷系数厂：
年功耗电量06*97161KW*4800h27982k kwh
年功耗电量：065*85952KW*4800h26817k kwh
35 负荷中心估算
变电位置形式选择：变电位置应量接工厂负荷中心
厂负荷中心负荷功率矩法确定工厂面图边左侧作直角坐标X轴Y轴然测出车间（建筑）宿舍区负荷点坐标位置例P1(x1y1) P2(x2y2) P3(x3y3)等分代表厂房12310号功率工厂负荷中心假设P()中P+++仿力学中计算中心力矩方程负荷中心坐标：
例K工厂面图中测出车间宿舍区负荷点坐标位置表31示
电源电源干线Y轴横电源干线X轴测出具体坐标
表31车间宿舍区负荷点坐标位置
坐标轴
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
宿舍区
X(㎝)
11
12
15
31
32
33
34
75
76
99
05
Y(㎝)
20
33
47
27
32
40
48
27
32
47
50
X[(11*21)+(12*1355)+(15*70)+(31*66)+(32*95)+(33*1175)+(34*106)+(75*875)+(76*42)+(99*8225)+（05*200）]102275336cm
Y([(20*21)+(33*1355)+(47*70)+(27*66)+(32*95)+(40*1175)+(48*106)+(27*875)+(32*42)+(47*8225)+（50*200）]102275395cm
计算结果知x336 y395工厂负荷中心6号厂房东北面考虑方便进出线周围环境情况决定6号厂房东北侧紧厂房修建工厂变电结合厂实际情况里变电采单独设立方式
四变压器台数容量类型选择
41 变压器台数选择
该厂负荷中铸造车间电镀车间锅炉房属二级负荷电源供电性求较高宜采两台变压器便台变压器发生障检修时台变压器二三级负荷继续供电选两台变压器
42 变压器容量选择
装设两台变压器变电台变压器容量ST应时满足两条件：
（1）台单独运行时ST（0607）*S30
（2）台单独运行时ST≥S30（Ⅰ+Ⅱ）满足全部二三级负荷需求
代入数：ST（0607）*129723（77833—90806）KV*A
时考虑未年发展取ST1000 KV*A
第二变压器容量计算：
ST(2)S(铸造车间)+S（电镀车间）+S（锅炉房）
1969KW+75KW+1467KW+75KW+1231KW+225KW
48395KVA
取变压器容量500KVA
43变压器类型选择
考虑安全性问题确定变压器SC9系列箱型干式变压器型号技术求指标表示：
变压器型号
额定 容量 KV*A
额定电压
KV
联结组型号
损耗
KV
空载电流
I
短路
阻抗Uk
高
压
低
压
空
载
负
载
SC9100010
1000
105
04
Dyn11
140
751
08
6
SC50010
500
105
04
Dyn11
09
45
10
4
五高低压电力网导线选择
保证供电安全优质济选择导线电缆时应满足列条件：发热条件电压损耗条件济电流密度机械强度
根设计验：般10KV高压线路低压动力线路通常先发热条件选择导线电缆截面校验电压损耗机械强度低压明线路电压水求较高通常先允许电压损耗进行选择校验发热条件机械强度
51 导线截面选择原
导线电缆截面选择求必须满足安全济条件选择原：
1 发热条件 满足短路稳定度条件架空线路散热性较作稳定性校验绝缘导线电缆应进行热稳定校验母线校验热稳定
2 电压损耗 允许电压损失选择导线截面导线电缆（包括母线）通正常负荷电流（计算电流）时线路产生电压损失应超正常运行时允许电压损失
3 济电流密度 济电流密度选择导线电缆截面济电流密度指线路年运行费支出电流密度种原选择导线电缆截面称济截面
4 机械强度 机械强度选择导线电缆截面架空线路言求选截面允许截面电缆必校验机械强度
根设计验：般10KV高压线路低压动力线路通常先发热条件选择导线电缆截面校验电压损耗机械强度低压明线路电压水求较高通常先允许电压损耗进行选择校验发热条件机械强度
52 高压线路导线选择
母线支柱绝缘子固定开关柜矩形母线型母线母线材料铜铝目前变电母线电流采铜母线外般量采铝母线变电高压开关柜高压母线通常选硬铝矩形母线（LMY）
年均负荷传输容量较时母线截面宜济电流密度选择
1）选择济截面
铝母线年负荷利时数4800时根工厂供电教材（第4版刘介著）180页表53导线电缆济密度115
129723kvA(×10kv)749A
749115651
选择标准截面160单排矩形铝母线宽*厚40×4LMY(40×4)
2）校验发热条件
SminI307×1000× 124<160
3）校验机械强度
设10KV母线水放档距12m档数2相邻相间距离200mm
导体截面系数
Wb2 h6(005) 2×0005621×10 6m3
F173(ish (3))2(la) 107
173(307×103) 2（1202）10 7
978N
MFl10978121012N·m
σc MW12(21×10 6)057MPa
σal 70MPa>057MPa
53 低压线路导线选择
相母线：低压侧母线济电流密度选择硬铝矩形母线
计算电流 19709A
1970911517139
选择时应选偏截面电损耗费年运行费电流较时变化较考虑负荷计算值偏变化规律理计算电损耗稍实际值截面选择计算稍节省初投资色金属消耗量选标准截面2000单排矩形铝母线宽*厚200*10
中性母线：般三相四线制线路中中性线截面应相线截面半1000选择单排矩形铝母线宽*厚100*10
54低压出线导线选择
户外架空线380V电压等级般采绝缘导线绝缘导线线芯材料铝心铜心两种绝缘导线外皮绝缘材料塑料绝缘橡胶绝缘塑料绝缘绝缘性良价格低节约橡胶棉纱室敷设取代橡胶绝缘线橡胶绝缘线现已塑料绝缘线宜户外免高温时软化低温时变硬变脆低压出线户外架空线选择常BLX型橡皮绝缘导线
车间电设备均低压电中导线电缆截面选择满足条件：
1) 相线截面选择满足发热条件
2) 中性线（N线）截面选择里采般三相四线满足
3) 保护线（PE线）截面选择
时
二 时
三 时
4) 保护中性线（PEN）选择取（N线）（PE）截面
车间分选择变电低压出线中动力负荷导线允许载流量选择标准载流量导线环境温度25时载流量实际载流量厂区实际环境温度载流量满足0845
发热条件选择导线采BLX500型铝芯橡皮导线明敷三条导线作相线选中性线(N线)保护线(PE线)选线路导线型号规格：
表 BLX500型导线截面
厂房编号
厂房名称
A
相线
PE线
N线
1
铸造车间
3125
150
95
70
2
锻压车间
2385
95
50
50
3
金工车间
2419
95
50
50
4
工具车间
2742
120
70
70
5
电镀车间
3305
150
95
95
6
热处理车
2193
70
35
35
7
装配车间
1389
35
25
25
8
机修车间
982
25
16
16
9
锅炉房
1289
35
25
25
10
仓库
380
6
4
4
11
生活
4862
240
120
120
外送车间明线路均137A采：芯线截面25
六改善功率数装置设计
系统负荷计算数知该厂功率数低国家标准值进行功率补偿
方案：高压集中补偿
该补偿补偿总降压变电6~10KV母线前供配电系统中功功率产生影响功功率企业部供配电系统引起损耗法补偿补偿范围济效果差
方案二：低压集中补偿
该补偿方式补偿范围介前两者间高压集中补偿该补偿方式变压器视功率减变压器容量选较较济
方案三：补偿
该补偿方式范围效果投资较果补偿设备停止运行话电容器组切电容利率低时存容量容器单位价格电容器已收机械振动环境条件影响等缺点种补偿方式适长期稳定运行功功率需较距离电源较远便实现补偿装置场合
功补偿装置选择：
功补偿装置三种：
① 联电容器组种静态功补偿装置进行补偿称联电容补偿
② 步调相机
③ 静止功补偿器两者属动态功补偿装置
题中直接采联电容器方法提高功率数
高压侧功率数090低压侧补偿功率数应高090取： 低压侧功率数075提高095低压侧需装设联电容器容量：
取540补偿变电低压侧视计算负荷：
计算电流
变压器功率损耗：
变电高压侧计算负荷：
补偿功率数：满足（低090）求
选取电容容量53730Kvar
型号 BWF1051001(容量100Kvar)联6满足
七变电结线方案设计
71 变配电结线选择原
（1） 满足运行求时应量少断路器节省投资
（2）变电两台变压器时运行时二次侧应采断路器分段单母线接线
（3）供电电源回线路变电装设单台变压器时宜采线路变压器组结线
（4）限制配出线短路电流具台变压器时运行变电应采变压器分列运行
（5）接线路避雷器宜装设隔离开关接母线避雷器电压互感器合组隔离开关
（6）6～10KV固定式配电装置出线侧架空线路反馈电缆出线回路中应装设线路隔离开关
（7）采6～10 KV熔断器负荷开关固定式配电装置时应电源侧装设隔离开关
（8）区电网供电变配电电源出线处宜装设供计费专电压电流互感器（般安装计量柜）
（9）变压器低压侧04KV总开关宜采低压断路器隔离开关继电保护动切换电源求时低压侧总开关母线分段开关均应采低压断路器
（10）低压母线双电源变压器低压侧总开关母线分段开关采低压断路器时总开关出线侧母线分段开关两侧宜装设刀开关隔离触头
72 结线方案选择较
根工厂情况该工厂附条10KV公电源干线电压降落应电损失少该工厂中二级负荷采高压联络线附单位取备电源工厂总配电种方案现中两种方案作技术济分析确定优结线方案
根面设计原求两种方案进行选择较设计较：
方案：高压侧母线低压侧单母线分段双台变压器变电接线方式
图2 高压侧母线低压侧单母线分段双台变压器变电接线图
优点：
供电性高意台变压器电源进线停电检修发生障时该变压器通闭合低压母线分段开关迅速恢复整变电供电果两台变压器低压侧开关（采电磁电动机合闸操作万式低压断路器）装设互备电源动投入装置（APD）变压器低压开关电源断电（失压）跳闸时变压器低压侧开关低压母线分段开关APD作动合闸恢复整变压正常供电种接线供二级负荷
方案二：高压采母线低压双母线接线接线图图3示
图3 高压侧母线低压双母线接线图
优点：
种方案性运行灵活通两组母线隔离开关倒换操作轮流检修组母线致供电中断组母线检修时回路均中断供电 检修回路母线侧隔离开关时中断该回路供电 检修回路断路器时母联断路器代工作扩建方便种方案广泛进出线回路较容量场合
缺点：
(1)运行方式改变时需母线隔离开关进行倒闸操作操作步骤较复杂容易出现误操作导致身设备事
(2)回路断路器检修时该回路需停电短时停电
(3)增加量母线侧隔离开关母线长度配电装置结构较复杂占面积投资增加
两种方案较
安全性两种接线方式满足国家标准技术规范求充分保证身设备安全满足供电求
性方案性方案二差方案二回路断路器检修时该回路需停电短时停电
灵活性方案操作方案二更简单方案二双母线机构复杂维修维护程度
济方案二采量断路器母线长度方案幅度增加初投资成高线路维护工作量运行成高方案低压单母线接线方案次侧接法方案二样低压双母线接法低压断路器数明显低压单母线投资增
根该工厂工作环境条件厂属二级负荷接线方案选择方案工厂车间变电低压配电系统接线附录 示
八短路电流计算
81 短路电流计算目方法：
厂供电系统简图图示采两路电源供线路距厂6km馈电变电站LGJ185架空线（系统∞电源计）该干线首段装高压断路器断流容量500MVA路邻厂高压联络线面计算厂变电高压10kV母线k1点短路低压380V母线k2点短路三相短路电流短路容量
SC950010
82 设计采标幺制法进行短路计算
（1）确定基准值
取：
：
（2）计算短路电路中元件电抗标幺值：（忽略架空线变电电缆电抗）
1）电力系统电抗标幺值
2） 架空线路（X0 032Ωkm）
（查表122供配电技术P378）
3）电力变压器（UK 6）
绘等效电路图图示：
(3)求k1点短路电路总电抗标幺值三相短路电流短路容量
1）总电抗标幺值：
2）三相短路电流周期分量效值：
3）三相短路电流：
4）三相短路容量：
(4)求k2点短路电路总电抗标幺值三相短路电流短路容量
1)总电抗标幺值：
2)三相短路电流周期分量效值：
3)三相短路电流：
4)三相短路容量：
九 变电次设备选择校验
91 变电高压次设备选择
面计算出高压侧短路电流数分
三相短路电流周期分量效值：
三相短路电流：
高压断路器选择条件必须：
查供配电技术第三版P364（部分高压断路器技术数表）
初步选择高压断路器ZN2410125020
高压熔断器需短路电流达击电流前熔断：
网获数选取高压熔断器：RN21005 50
选取电流互感器：LZZQB610052005
选取电压互感器：JDZJ10
接开关：选取JN31025
电源进线选择：
10kv架空线般采铝绞线
母线选择：
母线型号：TMY3（504）TMY3（8010）+1（606）
绝缘子型号：ZA10Y抗弯强度：375kN（户支柱绝缘子）
高压配电柜引出10kV三芯电缆采交联聚乙烯绝缘电力电缆型号：YJV350钢铠护套缆芯高工作温度
92 变电高压次设备校验
电压电流断流力选择设备基础选高压侧设备进行必需动稳定校验热稳定度校验
921．设备动稳定校验
1) 高压电器动稳定度校验
校验条件： 需选取高压断路器
短路电流计算40921kA 4325KA查找选设备
数资料较：
高压断路器ZN2410125020 50kA40921kA 满足条件
电流互感器LZZQB610052005 79kA 40921kA满足条件
JN31025接开关 63 kA40921kA 满足条件
2) 绝缘子动稳定度校验
校验条件： 母线采放绝缘子方式：（中200mm900mm）
：
满足求
3) 母线动稳定校验
校验条件： TMY母线材料允许应力 140MPa
10kV母线短路电流4325KA40921KA 三相短路时受电动力：
母线弯曲力矩：
母线截面系数：
母线三相短路时计算应力：
140MPa满足动稳定性求
922高压设备热稳定性校验
1) 高压电器热稳定性校验
校验条件： 查阅产品资料：高压断路器：315kAt4s
电流互感器：445kA t1s接开关：25kAt4s取2511KA数代入式计算电器均满足热稳定性求
2) 高压母线热稳定性校验
校验条件：查产品资料铜母线C171取
母线截面：A504200
允许截面：
该母线满足热稳定性求
3) 高压电缆热稳定性校验
校验条件：
允许截面：
选电缆YJV350截面 A50该电缆满足热稳定性求
93变电低压次设备选择
面短路电流计算
三相短路电流周期分量效值：
三相短路电流：
查供配电技术第三版附表3部分万式低压断路器技术数选取
低压断路器：DW151000
低压熔断器：NT系列 电压互感器：JDZ1系列
电流互感器：LMZJ1 LMZ1 系列
母线型号： TMY3（8010）+1（606）
绝缘子型号：ZA6Y抗弯强度：375kN（户支柱绝缘子）
外功补偿柜选2GCJ101型柜子采动补偿满足补偿求
94变电低压次设备校验
根低压次设备选择校验项目条件进行低压次侧设备选择需熔断器刀开关断路器进行校验关低压电流互感器电压互感器电容器母线电缆绝缘子等校验项目高压侧相应电器相里仅列出低压母线校验：380kV侧母线母线动稳定性校验：校验条件：
TMY母线材料允许应力140MPa
380V母线短电流
三相短路时受电动力：
母线弯曲力矩：
母线截面系数：
母线三相短路时计算应力：
140MPa1821MPa满足动稳定性求
380V侧母线热稳定性校验：校验条件：
查产品资料铜母线C171取
母线截面： A8010800
允许截面：
满足热稳定性求
十继电保护装置设计
101继电保护整定
继电保护求具选择性速动性性灵敏性
厂高压线路长容量继电保护装置较简单线路相间短路保护采带时限电流保护瞬时动作电流速断保护线路单相接保护采绝缘监视装置装设变电高压母线动作信号
继电保护装置接线方式采两相两继电器式接线继电保护装置操作方式采交流操作电源供电中分流跳闸操作方式（接线简单灵敏）带时限电流保护采反时限电流保护装置型号采GL2510 优点：继电器数量减少时实现电流速断保护采交流操作运行简单济投资降低
次设计变压器装设电流保护速断保护装置低压侧采相关断路器实现三段保护
102变压器继电保护
变电装台1004kV1000kVA台1004kv500kVA变压器低压母线侧三相短路电流高压侧继电保护电流互感器变2005A继电器采GL2510型接成两相两继电器方式面整定该继电器动作电流动作时限速断电流倍数
a)电流保护动作电流整定：
1732A
动作电流：
动作电流整定7A
b)电流保护动作时限整定
变电终端变电电流保护10倍动作电流动作时限整定
c)电流速断保护速断电流倍数整定
取 速断电流：
速断电流倍数整定：
103 10KV侧继电保护
选GL2510型继电器条件计算数：变压器次侧电流保护10倍动作时限整定05s电流保护采两相两继电器式接线高压侧线路首端三相短路电流271kA变2005A保护电流互感器动作电流7A面高压母线处电流保护装置进行整定（高压母线处继电保护电流互感器变2005A）
整定动作电流
取
根GL2510型继电器规格动作电流整定7A
整定动作时限：
母线三相短路电流反映中电流：
动作电流倍数：
反时限电流保护动作时限整定曲线确定实际动作时间：06s
实际动作时间：
母线三相短路电流反映中电流：
动作电流倍数：
10倍动作电流动作时限曲线查动作时限：
104 038KV侧低压断路器保护
整定项目：
(a)瞬时流脱扣器动作电流整定：
满足
：万断路器取135塑壳断路器取2～25
(b)短延时流脱扣器动作电流动作时间整定：
满足 取12
外应满足前保护装置选择性求前级保护动作时间级少长时间级差02s(04s06s)
(c)长延时流脱扣器动作电流动作时间整定：
满足： 取11
(d)流脱扣器保护线路配合求：
满足： ：绝缘导线电缆允许短时负荷倍数(瞬时短延时流脱扣器般取45长延时流脱扣器取11～12)
(e)热脱扣器动作电流整定：
满足： 取11般应通实际运行进行检验
根整定求参考相关产品资料低压侧NA1TMS30系列低压断路器进行整定详述
十变电防雷装置设计
111防雷设备
防雷设备接闪器避雷器中接闪器专门接受直接雷击（雷闪）金属物体接闪金属称避雷针接闪金属线称避雷线称架空线接闪金属带称避雷带接闪金属网称避雷网
避雷器防止雷电产生电压波线路侵入变配电建筑物免危保护设备绝缘避雷器应保护设备联装保护设备电源侧线路出现危设备绝缘雷电电压时避雷器火花间隙击穿高阻变低阻电压放电保护设备绝缘避雷器型式阀式排气式等
112 防雷措施
（1） 架空线路防雷措施
进行波保护
1．架设避雷线 防雷效措施造价高66KV架空线路全线装设35KV架空线路般进出变配电段线路装设10KV线路般装设避雷线
2提高线路身绝缘水 架空线路采木横担瓷横担高级绝缘子提高线路防雷水10KV架空线路防雷基措施
3利三角形排列顶线兼作防雷保护线 3～10KV线路中性点接系统三角形排列顶线绝缘子装保护间隙出现雷电电压时顶线绝缘子保护间隙击穿通接引线泄放雷电流保护面两根导线会引起线路断路器跳闸
4装设动重合闸装置 线路雷击放电产生短路电弧引起断路器跳闸电弧行熄灭果采次ARD断路器05s稍长点时间动重合闸电弧通常会复燃恢复供电般户会什影响
5绝缘薄弱点加装避雷器 架空线路绝缘薄弱点跨越杆转角杆分支杆带拉线杆木杆线路中金属杆等处装设排气式避雷器保护间隙
（2）变配电防雷措施
直击雷保护：
1装设避雷针 室外配电装置应装设避雷针防护直接雷击果变配电处附高建（构）筑物防雷设施保护范围变配电身室型时必考虑直击雷保护
2高压侧装设避雷器 保护变压器免雷电击波高压线路侵入变电损坏变电关键设备求避雷器应量变压器安装阀式避雷器3～10KV变压器电气表
雷雨季节常运行进线路数
1
2
3
≥4
避雷器变压器电气距离m
15
23
27
30
避雷器接端应变压器低压侧中性点金属外壳等连接起路进线终端段母线均装阀式避雷器果进线具段引入电缆架空线路架空线路终端电缆头处装设阀式避雷器排气式避雷器接端电缆头外壳相联接
3低压侧装设避雷器 雷区防止雷电波低压线路侵入击穿电力变压器绝缘变压器低压侧中性点接时（IT系统）中性点装设阀式避雷器金属氧化物避雷器保护间隙
设计中配电屋顶边缘敷设避雷带直径8mm镀锌圆钢筋直径应等10mm镀锌圆钢
113 接装置设计
（1）接接装置
电气设备某部分间做良电气连接称接埋入中直接接触金属导体称接体称接极专门接装设接体称工接体兼作接体直接接触种金属构件金属道建筑物钢筋混凝土基础等称然接体连接接体设备装置接部分金属导体称接线接线设备装置正常运行情况载流障情况通接障电流
接线接体合称接装置干接体中相互接线连接起整体称接网中接线分接干线接支线接干线般应采少两根导体点接网连接
（2） 确定配电公接装置垂直接钢连接扁钢
114确定接电阻
1 相关资料确定配电公接装置接电阻应满足两条件：
RE ≤ 250VIE
RE ≤ 10Ω
式中IE计算
IE IC 60×(60＋35×4)A350 343A
RE ≤ 350V343A 102Ω
综知配电总接电阻应RE≤10Ω
2接装置初步方案
现初步考虑围绕变电建筑四周距变电2～3m入圈直径50mm长25m钢接体隔5m入根间40×4mm2扁钢焊接
3 计算单根钢接电阻
题目资料该区砂粘土查相关资料土质ρ 100Ω•m
单根钢接电阻RE(1) ≈ 100Ω•m25m 40Ω
4确定接钢数接方案
根RE(1)RE 404 10考虑间屏蔽效应初选15根直径50mm长25m钢作接体n 15al 2查关资料ηE ≈ 066 n RE(1)(ηERE) 40Ω(066×4)Ω ≈ 15
考虑接体均匀称布置选16mm根直径50mm长25m钢作接体40×4mm^2扁钢连接环形布置选择双针等高避雷
十二心体会
课设做难涉东西前计算量较复杂更觉棘手东西课堂没学需步步书组学交流尤设备参数刚开始时真片乱麻说串数知道该渐渐学探讨查找关书籍学会开始筛选较常数 万事开头难亘古变道理刚开始负荷计算选择变压器容量台数费劲决定两分工头苍蝇样乱撞提高效率整体方握然刚开始负荷计算花费量时间发现面设备选择真正拦路虎处理数更繁杂弄懂数适情况环节俩起完成基出现种设备会起讨直家意见致参数选择设备
做完课设感觉轻松许收获许完成程中断查阅书籍网收集资料量够学致学理知识课设种动手力较强实践程相结合起达融会贯通效果通次电气工程课程设计仅巩固学知识学会autocad 绘制电气次系统接线图感觉特成感方次课程设计加强专业知识搜索力预力需某专业相关课程进行预解决遇困难
次课程设计时间紧凑力限设计程中存足中知识需进步学完全掌握知识掌握熟练会返回次设计进行修改完善
说实话工厂供电解皮毛需做更实践通种课程设计更加巩固专业知识
参考文献
1 熊信银 发电厂电气部分(第三版) 北京：中国电力出版社2004
2 熊信银张步涵 电气工程基础 武汉：华中科技学出版社2005
3 曹绳敏 电力系统课程设计毕业设计参考资料 北京：水利电力出版社1995
4 陈跃 电气工程专业毕业设计指南·电力系统分册 北京：中国水利水电出版社2003
5 西北电力设计院东北电力设计院 电力工程设计手册(第册) 海民出版社1972
6 相关资料
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