工厂供电技术课程设计
题目：高压配电系统设计
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目录
1 设计任务与要求 0
1.1 用户供电系统 0
1.2 工厂变配电所的设计原则 0
1.3 设计背景 (1)
2 变电所负荷计算和无功补偿的计算 (2)
2.1 变电站的负荷计算 (2)
2.1.1 负荷统计全厂的用电设备统计 (3)
2.1.2 负荷计算 (3)
2.2 无功补偿的目的和方案 (4)
2.3 无功补偿的计算及设备选择 (4)
3 短路电流计算 (8)
3.1 短路电流及其计算 (7)
3.2 三相短路电流计算 (7)
4 系统主接线方案 (10)
4.1 主接线的基本要求 (10)
4.2 主接线的方案与分析 (10)
4.3 电气主接线的确定 (12)
5 变压器选择 (13)
5.1 变压器的选择原则 (13)
5.2 变压器类型的选择 (13)
5.3 变压器台数的选择 (13)
5.4 变压器容量的选择 (14)
6 高压设备选择 (15)
6.1 用电单位总计算负荷 (15)
6.2 高压进线的选择与校验 (15)
6.2.1 架空线的选择 (15)
6.2.2 电缆进线的选择 (15)
6.3 变电所一次设备的选择 (16)
6.3.1 高压断路器的选择 (16)
6.3.2 高压隔离开关的选择 (17)
6.3.3 高压熔断器的选择 (17)
6.3.4 电流互感器的选择 (18)
7 结论 (19)
1 设计任务与要求
1.1 用户供电系统
电力用户供电系统由外部电源进线、用户变配电所、高低压配电线路和用电设备组成。按供电容量的不同，电力用户可分为大型（10000kV·A以上）、中型（1000-10000kV·A）、小型（1000kV·A及以下）
变电所是电力系统的一个重要组成部分，由电器设备和线路按一定的接线方式所构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。
1.大型电力用户供电系统
大型电力用户的用户供电系统，采用的外部电源进线供电电压等级为35kV 及以上，一般需要经用户总降压变电所和车间变电所两级变压。总降压变电所将进线电压降为6-10kV的内部高压配电电压，然后经高压配电线路引至各个车间变电所，车间变电所再将电压变为220/380V的低电压供用电设备使用。
某些厂区环境和设备条件许可的大型电力用户也有采用所谓“高压深入负荷中心”的供电方式，即35kV的进线电压直接一次降为220/380V的低压配电电压。
2中型电力用户供电系统
一般采用10kV的外部电源进线供电电压，经高压配电所和10kV用户内部高压配电线路馈电给各车间变电所，车间变电所再将电压变换成220/380V的低电压供用电设备使用。高压配电所通常与某个车间变电所合建。
3.小型电力用户供电系统
一般小型电力用户也用10kV外部电源进线电压，通常只设有一个相当于车间变电所的降压变电所，容量特别小的小型电力用户可不设变电所，采用低压220/380V直接进线。
1.2 工厂变配电所的设计原则
1.必须遵守国家的有关规程和标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源、节约有色金属等技术经济政策。
2.应做到保障人身和设备安全、供电可靠、电能质量合格、技术先进和经济合理，应采用效率高、能耗低、性能较先进的电气产品。
3.应根据工程特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远、近期结合，以近期为主，适当考虑扩建的可能性。
4.必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。
1.3 设计背景
现要新建一个10/0.4kV的变配电所，向公司生产区、办公楼、职工住宅区及其生活水泵组供电。
原先变电所只能满足两个车间、办公楼和生活区的用电负荷。随着近年来，联合能源公司的企业内部的调整，下属子公司之间的相互合并等原因，安装公司扩充了规模，兼并了原来其他单位的一些用电设备，因此，原先的变电所已经不能满足需要，要在原址旁边新建一座10/0.4kV变配电所，以满足单位改革后用电负荷的要求。
鉴于联合能源公司用电的特殊性，新建变电所的电源取自3km外联合能源公司一专用35kV变电站和3km外市供电公司另一相同容量的35kV变电站。
新变电所建成后，能满足现有的生产、生活用电，有效地提高负荷转移能力，进一步提高供电可靠性。
2 变电所负荷计算和无功补偿的计算
2.1 变电站的负荷计算
2.1.1负荷统计全厂的用电设备统计
表2-1 用电负荷统计
用电设备
负荷统计（kW ） 负荷类别 机床设备组
433.45 三级 电焊机设备组
129.35 三级 起重机组
113.2 三级 办公楼
30 三级 住宅区水泵组
176 二级 住宅用电
768 三级 厂区照明
29 三级 2.1.2 负荷计算
按需要系数法计算各组负荷：
有功功率 P= K d ⨯Σpei （2.1） 无功功率 Q=P ⨯ϕtan （2.2） 视在功率 S=22Q P + （2.3） 上述三个公式中：ΣPei ：每组设备容量之和，单位为kW ；K d ：需要用系数；ϕcos :功率因数。
1 小批量生产的金属冷加工机床电动机：
K d =0.16-0.2（取0.2）ϕcos =0.5 ϕtan =1.73
有功负荷 P C1=K d P S1=0.2*433.45=86.69kW
无功负荷 Q C1=P C1ϕtan =86.69*1.73=149.97kvar
视在功率 S C1=2121C C Q P +=174.74kV·
A 2 电焊机组的计算负荷：
K d =0.35 ϕcos =0.35 ϕtan =2.68
有功负荷 P C2=K d P S2=0.35*129.35=45.27kW
无功负荷 Q C2=P C2ϕtan =45.27*2.68=121.33kvar
视在功率 S C2=22C 22C Q P +=129.5kV·
A 3 起重机的计算负荷：
Kd=0.1-0.15（取0.15） ϕcos =0.5 ϕtan =1.73
有功负荷 P C3=K d P S3=0.15*113.2=16.98kW
