课 程 设 计
课 程 电力系统分析课程设计
题 目 某机械厂供配电系统电气设计
院 系 机电信息学院
专业班级 电气工程动化
学生姓名
学生学号
指导教师
2013年 X月 X日
目录
课程设计务书 2
绪 3
1负荷计算功率数补偿计算 4
11负荷计算 4
12 功率数补偿计算 9
2变电位置型式选择 10
3变电变压器接线方案选择 11
31 变电变压器台数选择 11
32 变电变压器容量选择 11
33接线方案选择 11
4 短路电流计算 14
41 短路基概念 14
42 短路原 14
43 短路果 15
44 短路形成 15
45 三相短路电流计算目 15
46 短路电流计算 16
5 次设备选择 19
51断路器 19
52隔离开关 20
53电压互感器 20
54熔断器 21
55避雷器 21
56校验动稳定性 21
57校验热稳定性 21
6变压进出线邻单位联络线选择 22
61 10kV高压进线引入电缆选择 22
62 380低压出线选择 22
63 作备电源高压联络线选择校验 25
7变电二次回路方案选择继电保护整定 26
71二次回路方案选择 26
72继电保护整定 27
结束语 29
参考文献 30
课程设计务书
容
求根厂取电源厂电负荷实际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类型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确定防雷接装置求写出设计说明书绘出设计图纸
1) 工厂负荷情况
厂数车间两班制年负荷利时4600h日负荷持续时间6h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厂负荷统计资料表11示
2) 供电电源情况
工厂供电部门签定供电协议规定厂附条10kV公电源干线取工作电源该干线走参工厂总面图该干线导线牌号LGJ150导线等边三角形排列线距2m干线首端距离厂约8km干线首端装设高压断路器断流容量500MVA断路器配备定时限流保护电流速断保护定时限流保护整定动作时间17s满足工厂二级负荷求采高压联络线邻单位取备电源已知厂高压侧电气联系架空线路总长度80km电缆线路总长度25km
参考设计容目录
· 负荷计算功功率补偿
· 变电位置型式选择
· 变电变压器接线方案选择
· 短路电流计算
· 变电次设备选择校验
· 变压进出线邻单位联络线选择
· 变电二次回路方案选择继电保护整定
绪
众周知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
机械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
具体程步骤根工厂总面图工厂负荷情况供电电源情况气象资料区水文资料电费制度等先计算电力负荷判断否进行功功率补偿接着进行变电位置型式选择确定变电变压器台数容量 接线方案选择进行短路电流计算变电次设备选择校验高低压线路选择
文设计首先计算电力负荷变压器台数容量利学知识确定变电位置计算出短路电流选出型号变压器进确定变压器连接组画出必变电接线图
关键词：接线图短路电流电力负荷变压器
1负荷计算功率数补偿计算
11负荷计算
111负荷计算意义
负荷计算根已知工厂电设备安装容量确定预期变假想负荷发热条件选择工厂电力系统供电线路导线截面变压器容量开关电器互感器等额定参数非常重估算高增加供电设备容量工厂电网复杂浪费色金属增加初投资运行理工作量特工厂企业国家电力户合理工厂电力需量作基础国家电力系统建设整国民济建设带危害果估算低会工厂投入生产供电系统线路电器设备承担实际负荷电流热加速绝缘老化速度降低寿命增电损耗影响供电系统正常运行
112 负荷计算方法
常负荷计算方法(1)需系数法(2)二项式系数法(3)形状系数法
次选择设计中设备台数较 台设备容量相差太悬殊考虑采需系数法
需系数法步骤：
（1）电设备分组求出组电设备总额定容量
(2) 查出组电设备相应需系数应功率数
(3) 需系数法求车间全厂计算负荷时需级配电点期系数K
需系数法计算程：先电端起逐级电源方计算：首先需系数法求车间低压侧功功计算负荷加车间变电变压器功功功率损耗车间变电高压侧计算负荷次全厂车间高压负荷相加时加厂区配电线路功率损耗时系数便出工厂总降压变电低压侧计算负荷然考虑功功率影响总降压变电变压器功率损耗总全厂计算负荷
需系数法计算公式：
计算负荷
计算公式
适条件
功
P30Kd Pe
已知三相电设备组电单位（工厂车间）设备容量功率数求计算负荷
功
Q30P30tanφ
视
S30P30cosφ
电流
I30S303UN
113 车间负荷计算：
1)铸造车间：
动力部分：P300×0390kw Q90×102918kvar S90÷071286kVA I1286÷(3×038)1954A
明部分：P6×0848kw Q0kvar S48÷148kVA I48÷(3×022)1260A
2)锻压车间：
动力部分： P350×03105kw Q105×1171228kvar S105÷0651615kVA I1615÷（√3×038）24544A
明部分：P8×0756kW Q0kvar S 56÷156kVA I56÷(√3×022）147A
3)金工车间：
动力部分： P400×0280kW Q80×117936kvar S80÷0651231kVA I1231÷(√3×038）18708A
明部分：P10×088kW Q0kvar S 8÷18kVA I8÷(√3×022）210A
4)工具车间：
动力部分：P360×03108kW Q108×1331440kvar S108÷06180kVA I180÷(√3×038）2736A
明部分：P7×0963kW Q0kvar S 63÷163kVA I63÷(√3×022）165A
5)电镀车间：
动力部分： P250×05125kW Q125×0759375kvar S125÷0815625kVA I15625÷(√3×038）2375A
明部分：P5×0848kW Q0kvar S 48÷148kVA I48÷(√3×022）126A
6)热处理车间：
动力部分： P150×0690kW Q90×075675kvar S 90÷081125kVA I1125÷(√3×038）171A
明部分：P5×0848kW Q0kvar S 48÷148kVA I48÷(√3×022）126A
7)装配车间：
动力部分：P180×0354kW Q54×1025508kvar S54÷077714kVA I7714÷(√3×038）1172A
明部分：P6×0848kW Q0kvar S 48÷148kVA I48÷(√3×022）126A
8)机修车间：
动力部分：P160×0232kW Q32×1173744kvar S32÷065492kVA I492÷(√3×038）7477A
明部分：P4×0832kW Q0kvar S32÷132kVA I32÷(√3×022）84A
9)锅炉房：
动力部分：P50×0735kW Q35×0752625kvar S2625÷08328kVA I328÷（√3×038）499A
明部分：P1×0808kW Q0kvar S08÷108kVA I08÷(√3×022）210A9256
10)仓库生活区：
动力部分：P20×048kW Q8×0756kvar S6÷0875kVA
I75÷(√3×038）114A
明部分：P11×0808kW Q10kvar S108÷108kVA I108÷(√3×022）210A
P2350×07245kW Q2245×0481187kvar S2245÷092722kVA I22722÷(√3×022）7144A
114 车间明负荷： P’281KW
115 取全厂时系数：K∑p K∑q08
全厂计算负荷：P08×（281＋9256）96528KW
Q08×739759176kvar
S113223kVA
I÷（√3×038）17207A
编
号
名称
类
设备
容量
需
系数
cosφ
tanφ
计算负荷
PKW
QKvar
SKVA
IA
明
6
08
10
0
48
0
48
126
计
306
—
—
—
948
918
1334
2080
2
锻压
车间
动力
350
03
065
117
105
1228
1615
2454
明
8
07
10
0
56
0
56
147
计
358
—
—
—
1106
1228
1671
2601
3
热处
理车间
动力
150
06
08
075
90
675
1125
171
明
5
08
10
0
48
0
48
126
计
155
—
—
—
948
675
1173
1836
4
电镀
车间
动力
250
05
08
075
125
9375
15625
2375
明
5
08
10
0
48
0
48
126
计
255
—
—
—
1298
9375
16105
2501
6
工具
车间
动力
360
03
06
133
108
1440
180
2736
明
7
09
10
0
63
0
63
165
计
367
—
—
—
1143
1440
1863
3001
7
金工
车间
动力
400
02
065
117
80
936
1231
18708
明
10
08
10
0
8
0
8
210
计
410
—
—
—
88
936
1311
20808
8
锅炉
车间
动力
50
07
08
075
35
2625
328
499
明
1
08
10
0
08
0
08
21
计
51
—
—
—
43
2625
408
709
9
装配
车间
动力
180
03
07
102
54
5508
7714
1172
明
6
08
10
0
48
0
48
126
计
186
—
—
—
598
5508
8194
1298
10
机修
车间
动力
160
02
065
117
32
3744
492
7477
明
4
08
10
0
32
0
32
84
计
164
—
—
—
352
3744
524
8317
5
仓库
动力
20
04
08
075
8
6
75
114
明
1
08
10
0
08
0
08
21
计
21
—
—
—
88
6
83
135
11
生活区
明
350
07
09
048
245
1187
2722
7144
总计
（380v侧）
动力
2220
—
—
—
9256
7397
131517
235794
明
403
计入K∑p K∑q08
085
—
96528
59176
113223
17207
12 功率数补偿计算
121 功率数供电系统影响
工厂供电系统中绝数电设备具电感特性设备仅需电力系统吸收功功率吸收功功率产生设备正常工作必需交变磁场然输送功功率定情况功功率增会降低供电系统功率数功率数衡量工厂供电系统电利程度电器设备状况具代表性重指标 功率数降低产生良影响：(1)系统中输送总电流增加供电系统中电气元件变压器电器设备导线等容量增工厂部启动控制设备测量仪表等规格尺寸增增初投资费(2)功功率增引起总电流增加设备供电线路功功率损耗相应增(3)供电系统中电压损失正系统中流电流总电流增供电系统中电压损失增加调压困难(4)电力系统发电设备说功电流增发电机转子磁效应增加电压降低度增激磁电流转子绕组温升超允许范围保证转子绕组正常工作发电机达预定出力
功功率电力系统工厂部供电系统良影响供电单 位工厂部降低功功率需量求功功率减少相应提高功率数
122 功率数补偿
供电单位工厂进行初步设计时功率数提出定求根工厂电源进线电力系统发电厂相位置工厂负荷容量决定根全国供电规规定设计求户功率数cos09 供电单位工厂功率数样高求仅仅提高然功率数办法般满足求工厂便需装设功补偿装置功率数进行工补偿
补偿容量式子计算：
QcP30(tanφ1tanφ2)DqcP30
nQcqc
tanφ1——补偿前然均功率数cosφ1应正切值
tanφ2——补偿然均功率数cosφ2应正切值
计算变压器低压侧视计算负荷：S965282+591762113223 kVA 时低压侧功率数：cosφ96528113223085
根设计求工厂负荷时功率数低09考虑变电器功损耗远功损耗380V侧负荷时功率数应稍09暂取092计算380V侧需功功率补偿容量：
QcP(tanφ1tanφ2)96528[tan(arccos085)tan(arccos092)]1834 kvar 偿变电低压侧视计算负荷： S’2）10481 kVA
计算电流：
I’2）10481（√3×038）68965A
变压器功率损耗：
△Pr≈0015 S’（2）0015×10481157KW
△Qr≈006 S’（2）006×10481629kvar
变电高压侧计算负荷： P’1）96528+15798098KW
Q’1）(59176－1834)+62947126kvar
S’1）10883KVA
I’1）10883（√3×10）628A
补偿功率数：cosφ98098108830901满足（090）求
2变电位置型式选择
户变配电分：35～11010kV总降压变电10kV配电10038kV变电35038kV直降变电10038kV变电工业企业称车间变电 户10kV配电通常某10038kV变电合建称变配电
变配电位置应接负荷中心减低压供电半径降低电缆投资节约电损耗提高供电质量时考虑进出线方便设备运输方便接电源侧注意防尘防腐防水防火防爆等影响变配电位置选择素应根述求技术济较确定
户10038kV变电室变电组合式成套变电站室变电分独立变电附设变电车间变电变电等种类型
3变电变压器接线方案选择
31 变电变压器台数选择
变压器台数应根负荷特点济运行进行选择符合列条件时宜装设两台变压器：量级二级负荷季节性负荷变化较集中负荷较结合厂情况考虑二级重负荷供电安全选择两台变压器
32 变电变压器容量选择
台变压器容量应时满足两条件：
a 台变压器单独运行时宜满足：
b 台变压器单独运行时应满足：满足全部二级负荷需求
代入数：（06~07）×116903（70142~81832）
考虑厂气象资料（年均气温）选变压器实际容量：满足求时考虑未5~10年负荷发展初步取1000 考虑安全性性问题确定变压器SC3系列箱型干式变压器型号：SC3100010 技术指标表示：
变压器
型号
额定
容量
额定
电压
kV
联 结 组型 号
损耗kW
空载
电流
短路
阻抗
高
压
低压
空载
负载
SC3100010
1000
105
04
Dyn11
245
745
13
6
（附：参考尺寸（mm）：长：1760宽：1025高：1655 重量（kg）：3410）
33接线方案选择
331接线总体分类：
a 单母线接线
母线起汇集分配电作条进出线回路组成接线单元接线单元母线相连分：
1)接线方法工作求见图31
⑴母线作
⑵开关电器配置
线路反馈电架空配电线应装设
⑶操作程序先通断原
合：
分：
2)特点
⑴优点： 简单济
①接线简单（设备少）清晰明
②布置安装简单配电装置建造费低
③断路器隔离开关间易实现防误闭锁操作安全方便母线障率低
④易扩建采成套式配电装置
⑵缺点：够灵活
①母线母隔障检修全厂停电
②回路断路器检修该回路停电
图31单母线接线图
b 双母线接线
1）接线方法运行方式 见图32
2)特点：
⑴轮流检修母线影响正常供电
⑵检修母线侧隔离开关时影响该回路供电
⑶工作母线发生障回路短时停电迅速恢复供电
⑷利母联断路器代引出线断路器工作
⑸便扩建
⑹双母线接线设备较配电装置复杂运行中需隔离开关切换电路容易引起误操作时投资占面积较
图32双母线接线图
332 10kV侧单母线双母线接线较
6～10kV配电装置出线回路数目6回时采单母线分段接线双母线接线般引出线电源较输送穿越功率较求性灵活性较高场合110kV终端变电站10 kV部分般采单母线分段互备
课题条件进行综合分析：
图31图31示方案ⅠⅡ综合较见表31
表31接线方案较
方 案
项 目
方案Ⅰ单母线
方案Ⅱ双母线
技 术
①会造成全停电
②调度灵活
③保证重户供电
④断路器检修该回路必须停止工作
①供电
②调度灵活
③扩建方便
④便试验
⑤易误操作
济
①占少
①设备少
①设备配电装置复杂
②投资占面
综合较方案Ⅰ济性方案Ⅱ调度灵活性保证供电性选方案Ⅰ
4 短路电流计算
41 短路基概念
短路指电源通电设备导线负载相互直接连接状态称短路状态
42 短路原
造成短路原：
a)电气设备绝缘损坏 种损害设备长气运行绝缘老化造成肯设备身质量低劣绝缘强度够正常电压击穿者设备质量合格绝缘合求电压击穿者设备绝缘守外力损伤造成
b)关员误操作 种情况数操作员违反安全操作规程发生例带负荷拉闸者误电压设备接入较高压电路中造成击穿短路
c)鸟兽害事 鸟兽跨越裸露相线间者相线接物体间者咬坏设备导线电缆绝缘导致短路
43 短路果
短路系统中出现短路电流正常负荷电流电力系统中短路电流达万安甚十万安短路电流供电系统产生极危害：
a) 短路时产生点动力高温度障元件短路电路中元件受损害破坏甚引起火灾事
b) 短路时电路电压骤降严重影响电气设备正常运行
c) 短路时保护装置动作障电路切造成停电短路点越电源停电范围越造成损失越
d) 严重短路影响电力系统运行稳定性列运行发电机组失步造成系统解列
e) 称短路包括单相两相短路短路电流产生较强衡交变电磁场附通信线路电子设备等产生电磁干扰影响正常运行甚发生误动作
见选择切短路障开关电器整定短路保护继电保护装置选择限制短路电流元件等必须计算短路电流
44 短路形成
三相系统中短路形式三相短路两相短路单相短路两相接短路等中两相接短路实质两相短路
短路称性分三相短路属称性短路形式短路均称短路
电力系统中发生单相短路性发生三相短路性般情况特原理电源（发电机）工厂供电系统中三相短路电流造成危害严重电力系统中电气设备严重短路状态工作作选择校验电器设备短路计算中三相短路计算实际称短路称分量法称短路电流分解称正序负序零序分量然称量分析计算称三相三相短路分析计算称短路分析计算基础
45 三相短路电流计算目
短路电流计算目正确选择校验电气设备进行继电保护装置整定计算保证电力系统安全运行选择电气设备时流该设备短路电流进行热稳定校验动稳定校验保证设备运行中够受住突发短路引起发热点动力巨击
46 短路电流计算
计算短路电流方法欧姆法标幺值法里标幺值法
461短路电流计算公式
1)基准容量工程设计中通常取
2)供配电系统元件电抗标幺值
a 电力系统电抗标幺值
Sk电力系统变电高压馈电线出口处短路容量
b电力线路电抗标幺值
式中 L线路长度x0线路单位长度电抗查手册查手册 [5]
c电力变压器电抗标幺值
短路电路中元件电抗标值求出利等效电路图进行电路化简求总电抗标值
d三相短路电流计算
限容量系统三相短路周期分量效值标值式计算
三相短路电流周期分量效值：
短路电流：
（高压系统）
（低压系统）
三相短路容量：
462确定基准值计算元件电抗标幺值
1)确定基准值
18
2)计算短路电路中元件电抗标幺值
a 电力系统电抗标幺值
025
b 电力线路电抗标幺值
073
c 电力变压器电抗标幺值
8
5625
463短路电流计算图
根电气接线图绘制出短路电流计算图高压侧10kv进线末端确定K1短路点电源进线长度10km变压器T1低压侧380v母线确定K2短路点变压器T2低压侧380v母线确定K3短路点绘制等值电路图41示
图41 等值电路
464短路电流计算
1）K1点短路时总电抗标幺值
098
三相短路电流周期分量效值
56KA
三相短路电流
1428KA
846 KA
56 KA
三相短路容量
10204 MVA
2)k2点短路时总电抗标幺值
898
三相短路电流周期分量效值
1607 KA
三相短路电流
2957 KA
1751 KA
1607 KA
三相短路容量
1114 MVA
3）K3点短路时总电抗标幺值
66
三相短路电流周期分量效值
2187 KA
三相短路电流
4024 KA
2384 KA
2187 KA
三相短路容量
1515 MVA
短路电流计算结果绘制成表表41示
表41 三相短路电流短路容量计算结果
短路电流容量
＼KA
＼KA
＼KA
＼MVA
K1
56
1428
846
10204
K2
1607
2957
1751
1114
K3
2187
4024
2384
1515
5 次设备选择
51断路器
断路器（英文名称：circuitbreakercircuit breaker）指够关合承载开断正常回路条件电流关合规定时间承载开断异常回路条件（包括短路条件）电流开关装置里10KV高正常工作电流Ig5995A户外布置选择断路器户少油断路器型号：SN310I技术数表示：
表51SN310I断路器技术参数
额定工作电压（kv）
额定工作电流（A）
额定开端电流(KA)
动稳定电流(KA)
热稳定电流(KA)
额定热稳定时间(S)
10
630
16
40
16
4
52隔离开关
隔离开关种没灭弧装置开关设备断开负荷电流电路隔离电源分闸状态时明显断开点保证电气设备安全检修里10KV处高正常工作电流Ig5995A户布置选择隔离开关型号：GW210G技术数表示：
表52GW210G断路器技术参数
额定工作电流（KV）
额定工作电流（A）
极限通电流峰值（KA）
热稳定电流（KA）
热稳定时间（S）
10
600
60
20
4
53电压互感器
电压互感器带铁心变压器二次线圈铁心绝缘组成次绕组施加电压U1时铁心中产生磁通φ根电磁感应定律二次绕组中产生二次电压U2改变次二次绕组匝数产生次电压二次电压组成电压互感器里互感器运行监视选择准确度1级根电压工作环境选择型号：JD610技术参数：
表53JD610电压互感器技术参数
额定工作电压（v）
额定频率（HZ）
二次线圈额定容量（va）
二次线圈极限容量（va）
线圈连接组标号
次线圈
二次线圈
10000
100
50
250
1000
1112
54熔断器
熔断器称保险丝IEC127标准定义熔断体（fuselink)种安装电路中保证电路安全运行电器元件里熔断器保护电压互感器10KV处高电厂工作电流Ig5995A选择高压限流熔断器型号：RXW01005技术参数表：
表54RXW01005熔断器技术参数
额定工作电压（KV）
额定工作电流（A）
额定断流容量（MVA）
重量（KG）
10
105
1000
23
55避雷器
避雷器 称：surge arrester释放雷电兼释放电力系统操作电压量保护电工设备免受瞬时电压危害截断续流致引起系统接短路电器装置里根电压等级工作环境确定选择磁吹阀式避雷器型号：FCZ310技术参数：
表55FCZ310避雷器技术参数
额定电压（KV）
灭弧电压（KV）
工频放电电压（效值）（KV）
击放电电压峰值（KV）
电导电流
直流试验（KV）
电流（A）
10
41
70
85
112
50
250400
56校验动稳定性
断路器额定峰值耐受电流ip通断路器三相短路击电流
Ipi
57校验热稳定性
断路器允许短路热效应I*I*t短路热效应Q
I*I*t>Q
6变压进出线邻单位联络线选择
61 10kV高压进线引入电缆选择
611 10kV高压进线选择校验
采LGJ型钢芯铝绞线架空敷设接10kV公干线
a) 发热条件选择 577A室外环境温度33°查表初选LGJ3535°C时149A>满足发热条件
b) 校验机械强度 查表允许截面积25LGJ35满足求选
线路短需校验电压损耗
612高压配电室变段引入电缆选择校验
采YJL2210000型交联聚乙烯绝缘铝芯电缆间埋敷设
a)发热条件选择 577A土壤环境25°查表初选缆线芯截面25交联电缆149A>满足发热条件
b)校验热路稳定 式A母线截面积单位满足热路稳定条件截面积单位C材料热稳定系数母线通三相短路稳态电流单位A短路发热假想时间单位s电缆线中196005+02+005075s终端变电保护动作时间05s断路器断路时间02sC77数代入公式中JL22100003 25电缆满足求
62 380低压出线选择
621铸造车间
馈电1号厂房（铸造车间）线路采VLV221000型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋敷设
a）发热条件需选择 201A08m土壤温度25℃查表初选缆芯截面120212A>满足发热条件
b）校验电压损耗 图11示工厂面图量变电1号厂房距离约288m查表120铝芯电缆031 （缆芯工作温度75°计）0071号厂房94kW 918 kvar线路电压损耗
>5
c）断路热稳定度校验
满足短热稳定求改选缆芯截面240电缆选VLV2210003240+1120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆中性线芯相线芯半选择
622 锻压车间
馈电2号厂房（锻压车间）线路采VLV2210003240+1120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设（方法略）
623 热处理车间
馈电3号厂房（热处理车间）线路采VLV2210003240+1120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设（方法略）
624 电镀车间
馈电4号厂房（电镀车间）线路采VLV2210003240+1120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设（方法略）
625 仓库
馈电5号厂房（仓库）线路仓库变电旁边建筑物采聚氯乙烯绝缘铝芯导线BLV1000型5根（包括3根相线1根N线1根PE线）穿硬塑料埋敷设
a）发热条件需选择
162A环境温度26初选截面积419A>满足发热条件
b）校验机械强度 查表25面选4导线满足机械强度求
c) 选穿线估计长50m查表0850119仓库88kW 6 kvar
<5
满足允许电压损耗求
626 工具车间
馈电6号厂房（工具车间）线路 采VLV2210003240+1120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设（方法略）
627金工车间
馈电7号厂房（金工车间）线路 采VLV2210003240+1120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设（方法略）
628锅炉房
馈电8号厂房（锅炉房）线路 采VLV2210003240+1120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设（方法略）
629装配车间
馈电9号厂房（装配车间）线路 采VLV2210003240+1120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设（方法略）
6210机修车间
馈电10号厂房（机修车间）线路 采VLV2210003240+1120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设（方法略）
6211 生活区
馈电生活区线路 采BLX1000型铝芯橡皮绝缘线架空敷设
1）发热条件选择 I30413A室外环境温度（年热月均气温）33℃初选BLX1000124033℃时Ial≈455A>I30满足发热条件
2）效验机械强度 查表允许截面积Amin10mm2BLX10001240满足机械强度求
3）校验电压损耗 查工厂面图变电生活区负荷中心距离600m左右查表阻抗值BLX10001240似等值LJ240阻抗014030（线间均距08m）生活区245KW1176kvar
<5
满足允许电压损耗求决定采四回BLX10001120三相架空线路生活区供电PEN线均采BLX1000175橡皮绝缘线重新校验电压损耗完全合格
63 作备电源高压联络线选择校验
采YJL22—10000型交联聚氯乙烯绝缘铝心电缆直接埋敖设相距约2Km单位变配电10KY母线相连
631发热条件选择
工厂二级负荷容量3351KVA热月土壤均温度25℃查表工厂供电设计指导843初选缆心截面25交联聚乙烯绝缘铝心电缆满足求
632校验电压损耗
表工厂供电设计指导841查缆芯25铝
（缆芯温度80℃计）二级负荷线路长度2km计
见满足求电压损耗5求
633短路热稳定校验
变电高压侧短路电流校验前述引入电缆短路热稳定校验知缆芯25交联电缆满足热稳定求单位10KV短路数知该联路线短路热稳定校验计算法进行暂缺
选变电进出线联络线导线电缆型号规格表61示
表61 进出线联络线导线电缆型号规格
线 路 名 称
导线电缆型号规格
10KV电源进线
LGJ35铝绞线（三相三线架空）
变引入电缆
YJL22—10000—3×25交联电缆（直埋）
380V
低压
出线
1号厂房
VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）
2号厂房
VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）
3号厂房
VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）
4号厂房
VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）
5号厂房
BLV—1000—1×4铝芯线5根穿径25硬塑
6号厂房
VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）
7号厂房
VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）
8号厂房
VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）
9号厂房
VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）
10号厂房
VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）
生活区
四回路回路3×BLX10001×120+1×BLX10001×75橡皮线（三相四线架空线）
单位10KV联络线
YJL22—10000—3×16交联电缆（直埋）
7变电二次回路方案选择继电保护整定
71二次回路方案选择
711二次回路电源选择
二次回路操作电源直流电源交流电源分
蓄电池组供电直流操作电源带腐蚀性爆炸危险整流装置供电直流操作电源安全性高济性差
考虑交流操作电源二次回路简化投资减少工作维护方便里采交流操作电源
712高压断路器控制信号回路
高压断路器控制回路取决操作机构形式操作电源类结合面设备选择电源选择采弹簧操作机构断路器控制信号回路
713电测量仪表绝缘监视装置
里根GBJ631990规范求选合适电测量仪表配相应绝缘监视装置
a10KV电源进线：电计量柜装设功电表功电表解负荷电流装设电流表
b变电段母线：装设电压表测量电压装设绝缘检测装置
c电力变压器高压侧：装设电流表功电表
d380V电源进线变压器低压侧：装电流表
e低压动力线路：装设电流表
714电测量仪表绝缘监视装置
二次回路中安装动重合闸装置（ARD）（机械次重合式）备电源动投入装置（APD）
72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
721变压器继电保护
变电装两台10041000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：
动作电流：
动作电流整定9A
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：
附录（员安排）
设计阶段
负责
模块明细
1．2章
3 7 章
4章
5．6章
收集整理
结束语
通次毕业设计加深工厂供电知识理解基掌握进行次设计需历步骤工作：(1)负荷单位进行负荷计算(2)系统进行功计算配置功补偿装置(2)分析种典型接线设计方案特点通种典型电气接线设计方案运行灵活性供电性分析确定接线方案(3)系统进行短路电流计算(4)根已知条件确定高压电气设备通次设计学理知识运实际工程中具体设计程中学知识系统遍体会学致乐趣事实际工程力提高
文写作程中遇数困难障碍老师组学帮助度尤强烈感谢文指导老师—薛老师进行私指导帮助厌烦帮助进行文修改改进外校图书馆查找资料时候种相关书籍提供方面支持帮助
感受做课程设计心做件事真正学程研究程没学研究力没研究会突破
学术水限写文难免足处恳请位老师学友批评指正
参考文献
· 雍静 供配电系统第版 机械工业出版社2010
· 李斌隆贤林 电力系统继电保护动装置 中国水利水电出版社2008
· 翁双安 供配电工程设计指导 机械工业出版社2008
· 周泽存 沈工高压电技术第三版 中国电力出版社2007
· 孙成普 变电电力网设计应第二版 中国电力出版社2008
· 仰赞温增银 电力系统分析（册） 第三版 华中科技学出版社2002
西安科技学高新学院课程设计
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课 程 设 计
课 程 电力系统分析课程设计
题 目 某机械厂供配电系统电气设计
院 系 机电信息学院
专业班级 电气工程动化
学生姓名
学生学号
指导教师
2013年 X月 X日
目录
课程设计务书 2
绪 3
1负荷计算功率数补偿计算 4
11负荷计算 4
12 功率数补偿计算 9
2变电位置型式选择 10
3变电变压器接线方案选择 11
31 变电变压器台数选择 11
32 变电变压器容量选择 11
33接线方案选择 11
4 短路电流计算 14
41 短路基概念 14
42 短路原 14
43 短路果 15
44 短路形成 15
45 三相短路电流计算目 15
46 短路电流计算 16
5 次设备选择 19
51断路器 19
52隔离开关 20
53电压互感器 20
54熔断器 21
55避雷器 21
56校验动稳定性 21
57校验热稳定性 21
6变压进出线邻单位联络线选择 22
61 10kV高压进线引入电缆选择 22
62 380低压出线选择 22
63 作备电源高压联络线选择校验 25
7变电二次回路方案选择继电保护整定 26
71二次回路方案选择 26
72继电保护整定 27
结束语 29
参考文献 30
课程设计务书
容
求根厂取电源厂电负荷实际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类型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确定防雷接装置求写出设计说明书绘出设计图纸
1) 工厂负荷情况
厂数车间两班制年负荷利时4600h日负荷持续时间6h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厂负荷统计资料表11示
2) 供电电源情况
工厂供电部门签定供电协议规定厂附条10kV公电源干线取工作电源该干线走参工厂总面图该干线导线牌号LGJ150导线等边三角形排列线距2m干线首端距离厂约8km干线首端装设高压断路器断流容量500MVA断路器配备定时限流保护电流速断保护定时限流保护整定动作时间17s满足工厂二级负荷求采高压联络线邻单位取备电源已知厂高压侧电气联系架空线路总长度80km电缆线路总长度25km
参考设计容目录
· 负荷计算功功率补偿
· 变电位置型式选择
· 变电变压器接线方案选择
· 短路电流计算
· 变电次设备选择校验
· 变压进出线邻单位联络线选择
· 变电二次回路方案选择继电保护整定
绪
众周知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
机械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
具体程步骤根工厂总面图工厂负荷情况供电电源情况气象资料区水文资料电费制度等先计算电力负荷判断否进行功功率补偿接着进行变电位置型式选择确定变电变压器台数容量 接线方案选择进行短路电流计算变电次设备选择校验高低压线路选择
文设计首先计算电力负荷变压器台数容量利学知识确定变电位置计算出短路电流选出型号变压器进确定变压器连接组画出必变电接线图
关键词：接线图短路电流电力负荷变压器
1负荷计算功率数补偿计算
11负荷计算
111负荷计算意义
负荷计算根已知工厂电设备安装容量确定预期变假想负荷发热条件选择工厂电力系统供电线路导线截面变压器容量开关电器互感器等额定参数非常重估算高增加供电设备容量工厂电网复杂浪费色金属增加初投资运行理工作量特工厂企业国家电力户合理工厂电力需量作基础国家电力系统建设整国民济建设带危害果估算低会工厂投入生产供电系统线路电器设备承担实际负荷电流热加速绝缘老化速度降低寿命增电损耗影响供电系统正常运行
112 负荷计算方法
常负荷计算方法(1)需系数法(2)二项式系数法(3)形状系数法
次选择设计中设备台数较 台设备容量相差太悬殊考虑采需系数法
需系数法步骤：
（1）电设备分组求出组电设备总额定容量
(2) 查出组电设备相应需系数应功率数
(3) 需系数法求车间全厂计算负荷时需级配电点期系数K
需系数法计算程：先电端起逐级电源方计算：首先需系数法求车间低压侧功功计算负荷加车间变电变压器功功功率损耗车间变电高压侧计算负荷次全厂车间高压负荷相加时加厂区配电线路功率损耗时系数便出工厂总降压变电低压侧计算负荷然考虑功功率影响总降压变电变压器功率损耗总全厂计算负荷
需系数法计算公式：
计算负荷
计算公式
适条件
功
P30Kd Pe
已知三相电设备组电单位（工厂车间）设备容量功率数求计算负荷
功
Q30P30tanφ
视
S30P30cosφ
电流
I30S303UN
113 车间负荷计算：
1)铸造车间：
动力部分：P300×0390kw Q90×102918kvar S90÷071286kVA I1286÷(3×038)1954A
明部分：P6×0848kw Q0kvar S48÷148kVA I48÷(3×022)1260A
2)锻压车间：
动力部分： P350×03105kw Q105×1171228kvar S105÷0651615kVA I1615÷（√3×038）24544A
明部分：P8×0756kW Q0kvar S 56÷156kVA I56÷(√3×022）147A
3)金工车间：
动力部分： P400×0280kW Q80×117936kvar S80÷0651231kVA I1231÷(√3×038）18708A
明部分：P10×088kW Q0kvar S 8÷18kVA I8÷(√3×022）210A
4)工具车间：
动力部分：P360×03108kW Q108×1331440kvar S108÷06180kVA I180÷(√3×038）2736A
明部分：P7×0963kW Q0kvar S 63÷163kVA I63÷(√3×022）165A
5)电镀车间：
动力部分： P250×05125kW Q125×0759375kvar S125÷0815625kVA I15625÷(√3×038）2375A
明部分：P5×0848kW Q0kvar S 48÷148kVA I48÷(√3×022）126A
6)热处理车间：
动力部分： P150×0690kW Q90×075675kvar S 90÷081125kVA I1125÷(√3×038）171A
明部分：P5×0848kW Q0kvar S 48÷148kVA I48÷(√3×022）126A
7)装配车间：
动力部分：P180×0354kW Q54×1025508kvar S54÷077714kVA I7714÷(√3×038）1172A
明部分：P6×0848kW Q0kvar S 48÷148kVA I48÷(√3×022）126A
8)机修车间：
动力部分：P160×0232kW Q32×1173744kvar S32÷065492kVA I492÷(√3×038）7477A
明部分：P4×0832kW Q0kvar S32÷132kVA I32÷(√3×022）84A
9)锅炉房：
动力部分：P50×0735kW Q35×0752625kvar S2625÷08328kVA I328÷（√3×038）499A
明部分：P1×0808kW Q0kvar S08÷108kVA I08÷(√3×022）210A9256
10)仓库生活区：
动力部分：P20×048kW Q8×0756kvar S6÷0875kVA
I75÷(√3×038）114A
明部分：P11×0808kW Q10kvar S108÷108kVA I108÷(√3×022）210A
P2350×07245kW Q2245×0481187kvar S2245÷092722kVA I22722÷(√3×022）7144A
114 车间明负荷： P’281KW
115 取全厂时系数：K∑p K∑q08
全厂计算负荷：P08×（281＋9256）96528KW
Q08×739759176kvar
S113223kVA
I÷（√3×038）17207A
编
号
名称
类
设备
容量
需
系数
cosφ
tanφ
计算负荷
PKW
QKvar
SKVA
IA
明
6
08
10
0
48
0
48
126
计
306
—
—
—
948
918
1334
2080
2
锻压
车间
动力
350
03
065
117
105
1228
1615
2454
明
8
07
10
0
56
0
56
147
计
358
—
—
—
1106
1228
1671
2601
3
热处
理车间
动力
150
06
08
075
90
675
1125
171
明
5
08
10
0
48
0
48
126
计
155
—
—
—
948
675
1173
1836
4
电镀
车间
动力
250
05
08
075
125
9375
15625
2375
明
5
08
10
0
48
0
48
126
计
255
—
—
—
1298
9375
16105
2501
6
工具
车间
动力
360
03
06
133
108
1440
180
2736
明
7
09
10
0
63
0
63
165
计
367
—
—
—
1143
1440
1863
3001
7
金工
车间
动力
400
02
065
117
80
936
1231
18708
明
10
08
10
0
8
0
8
210
计
410
—
—
—
88
936
1311
20808
8
锅炉
车间
动力
50
07
08
075
35
2625
328
499
明
1
08
10
0
08
0
08
21
计
51
—
—
—
43
2625
408
709
9
装配
车间
动力
180
03
07
102
54
5508
7714
1172
明
6
08
10
0
48
0
48
126
计
186
—
—
—
598
5508
8194
1298
10
机修
车间
动力
160
02
065
117
32
3744
492
7477
明
4
08
10
0
32
0
32
84
计
164
—
—
—
352
3744
524
8317
5
仓库
动力
20
04
08
075
8
6
75
114
明
1
08
10
0
08
0
08
21
计
21
—
—
—
88
6
83
135
11
生活区
明
350
07
09
048
245
1187
2722
7144
总计
（380v侧）
动力
2220
—
—
—
9256
7397
131517
235794
明
403
计入K∑p K∑q08
085
—
96528
59176
113223
17207
12 功率数补偿计算
121 功率数供电系统影响
工厂供电系统中绝数电设备具电感特性设备仅需电力系统吸收功功率吸收功功率产生设备正常工作必需交变磁场然输送功功率定情况功功率增会降低供电系统功率数功率数衡量工厂供电系统电利程度电器设备状况具代表性重指标 功率数降低产生良影响：(1)系统中输送总电流增加供电系统中电气元件变压器电器设备导线等容量增工厂部启动控制设备测量仪表等规格尺寸增增初投资费(2)功功率增引起总电流增加设备供电线路功功率损耗相应增(3)供电系统中电压损失正系统中流电流总电流增供电系统中电压损失增加调压困难(4)电力系统发电设备说功电流增发电机转子磁效应增加电压降低度增激磁电流转子绕组温升超允许范围保证转子绕组正常工作发电机达预定出力
功功率电力系统工厂部供电系统良影响供电单 位工厂部降低功功率需量求功功率减少相应提高功率数
122 功率数补偿
供电单位工厂进行初步设计时功率数提出定求根工厂电源进线电力系统发电厂相位置工厂负荷容量决定根全国供电规规定设计求户功率数cos09 供电单位工厂功率数样高求仅仅提高然功率数办法般满足求工厂便需装设功补偿装置功率数进行工补偿
补偿容量式子计算：
QcP30(tanφ1tanφ2)DqcP30
nQcqc
tanφ1——补偿前然均功率数cosφ1应正切值
tanφ2——补偿然均功率数cosφ2应正切值
计算变压器低压侧视计算负荷：S965282+591762113223 kVA 时低压侧功率数：cosφ96528113223085
根设计求工厂负荷时功率数低09考虑变电器功损耗远功损耗380V侧负荷时功率数应稍09暂取092计算380V侧需功功率补偿容量：
QcP(tanφ1tanφ2)96528[tan(arccos085)tan(arccos092)]1834 kvar 偿变电低压侧视计算负荷： S’2）10481 kVA
计算电流：
I’2）10481（√3×038）68965A
变压器功率损耗：
△Pr≈0015 S’（2）0015×10481157KW
△Qr≈006 S’（2）006×10481629kvar
变电高压侧计算负荷： P’1）96528+15798098KW
Q’1）(59176－1834)+62947126kvar
S’1）10883KVA
I’1）10883（√3×10）628A
补偿功率数：cosφ98098108830901满足（090）求
2变电位置型式选择
户变配电分：35～11010kV总降压变电10kV配电10038kV变电35038kV直降变电10038kV变电工业企业称车间变电 户10kV配电通常某10038kV变电合建称变配电
变配电位置应接负荷中心减低压供电半径降低电缆投资节约电损耗提高供电质量时考虑进出线方便设备运输方便接电源侧注意防尘防腐防水防火防爆等影响变配电位置选择素应根述求技术济较确定
户10038kV变电室变电组合式成套变电站室变电分独立变电附设变电车间变电变电等种类型
3变电变压器接线方案选择
31 变电变压器台数选择
变压器台数应根负荷特点济运行进行选择符合列条件时宜装设两台变压器：量级二级负荷季节性负荷变化较集中负荷较结合厂情况考虑二级重负荷供电安全选择两台变压器
32 变电变压器容量选择
台变压器容量应时满足两条件：
a 台变压器单独运行时宜满足：
b 台变压器单独运行时应满足：满足全部二级负荷需求
代入数：（06~07）×116903（70142~81832）
考虑厂气象资料（年均气温）选变压器实际容量：满足求时考虑未5~10年负荷发展初步取1000 考虑安全性性问题确定变压器SC3系列箱型干式变压器型号：SC3100010 技术指标表示：
变压器
型号
额定
容量
额定
电压
kV
联 结 组型 号
损耗kW
空载
电流
短路
阻抗
高
压
低压
空载
负载
SC3100010
1000
105
04
Dyn11
245
745
13
6
（附：参考尺寸（mm）：长：1760宽：1025高：1655 重量（kg）：3410）
33接线方案选择
331接线总体分类：
a 单母线接线
母线起汇集分配电作条进出线回路组成接线单元接线单元母线相连分：
1)接线方法工作求见图31
⑴母线作
⑵开关电器配置
线路反馈电架空配电线应装设
⑶操作程序先通断原
合：
分：
2)特点
⑴优点： 简单济
①接线简单（设备少）清晰明
②布置安装简单配电装置建造费低
③断路器隔离开关间易实现防误闭锁操作安全方便母线障率低
④易扩建采成套式配电装置
⑵缺点：够灵活
①母线母隔障检修全厂停电
②回路断路器检修该回路停电
图31单母线接线图
b 双母线接线
1）接线方法运行方式 见图32
2)特点：
⑴轮流检修母线影响正常供电
⑵检修母线侧隔离开关时影响该回路供电
⑶工作母线发生障回路短时停电迅速恢复供电
⑷利母联断路器代引出线断路器工作
⑸便扩建
⑹双母线接线设备较配电装置复杂运行中需隔离开关切换电路容易引起误操作时投资占面积较
图32双母线接线图
332 10kV侧单母线双母线接线较
6～10kV配电装置出线回路数目6回时采单母线分段接线双母线接线般引出线电源较输送穿越功率较求性灵活性较高场合110kV终端变电站10 kV部分般采单母线分段互备
课题条件进行综合分析：
图31图31示方案ⅠⅡ综合较见表31
表31接线方案较
方 案
项 目
方案Ⅰ单母线
方案Ⅱ双母线
技 术
①会造成全停电
②调度灵活
③保证重户供电
④断路器检修该回路必须停止工作
①供电
②调度灵活
③扩建方便
④便试验
⑤易误操作
济
①占少
①设备少
①设备配电装置复杂
②投资占面
综合较方案Ⅰ济性方案Ⅱ调度灵活性保证供电性选方案Ⅰ
4 短路电流计算
41 短路基概念
短路指电源通电设备导线负载相互直接连接状态称短路状态
42 短路原
造成短路原：
a)电气设备绝缘损坏 种损害设备长气运行绝缘老化造成肯设备身质量低劣绝缘强度够正常电压击穿者设备质量合格绝缘合求电压击穿者设备绝缘守外力损伤造成
b)关员误操作 种情况数操作员违反安全操作规程发生例带负荷拉闸者误电压设备接入较高压电路中造成击穿短路
c)鸟兽害事 鸟兽跨越裸露相线间者相线接物体间者咬坏设备导线电缆绝缘导致短路
43 短路果
短路系统中出现短路电流正常负荷电流电力系统中短路电流达万安甚十万安短路电流供电系统产生极危害：
a) 短路时产生点动力高温度障元件短路电路中元件受损害破坏甚引起火灾事
b) 短路时电路电压骤降严重影响电气设备正常运行
c) 短路时保护装置动作障电路切造成停电短路点越电源停电范围越造成损失越
d) 严重短路影响电力系统运行稳定性列运行发电机组失步造成系统解列
e) 称短路包括单相两相短路短路电流产生较强衡交变电磁场附通信线路电子设备等产生电磁干扰影响正常运行甚发生误动作
见选择切短路障开关电器整定短路保护继电保护装置选择限制短路电流元件等必须计算短路电流
44 短路形成
三相系统中短路形式三相短路两相短路单相短路两相接短路等中两相接短路实质两相短路
短路称性分三相短路属称性短路形式短路均称短路
电力系统中发生单相短路性发生三相短路性般情况特原理电源（发电机）工厂供电系统中三相短路电流造成危害严重电力系统中电气设备严重短路状态工作作选择校验电器设备短路计算中三相短路计算实际称短路称分量法称短路电流分解称正序负序零序分量然称量分析计算称三相三相短路分析计算称短路分析计算基础
45 三相短路电流计算目
短路电流计算目正确选择校验电气设备进行继电保护装置整定计算保证电力系统安全运行选择电气设备时流该设备短路电流进行热稳定校验动稳定校验保证设备运行中够受住突发短路引起发热点动力巨击
46 短路电流计算
计算短路电流方法欧姆法标幺值法里标幺值法
461短路电流计算公式
1)基准容量工程设计中通常取
2)供配电系统元件电抗标幺值
a 电力系统电抗标幺值
Sk电力系统变电高压馈电线出口处短路容量
b电力线路电抗标幺值
式中 L线路长度x0线路单位长度电抗查手册查手册 [5]
c电力变压器电抗标幺值
短路电路中元件电抗标值求出利等效电路图进行电路化简求总电抗标值
d三相短路电流计算
限容量系统三相短路周期分量效值标值式计算
三相短路电流周期分量效值：
短路电流：
（高压系统）
（低压系统）
三相短路容量：
462确定基准值计算元件电抗标幺值
1)确定基准值
18
2)计算短路电路中元件电抗标幺值
a 电力系统电抗标幺值
025
b 电力线路电抗标幺值
073
c 电力变压器电抗标幺值
8
5625
463短路电流计算图
根电气接线图绘制出短路电流计算图高压侧10kv进线末端确定K1短路点电源进线长度10km变压器T1低压侧380v母线确定K2短路点变压器T2低压侧380v母线确定K3短路点绘制等值电路图41示
图41 等值电路
464短路电流计算
1）K1点短路时总电抗标幺值
098
三相短路电流周期分量效值
56KA
三相短路电流
1428KA
846 KA
56 KA
三相短路容量
10204 MVA
2)k2点短路时总电抗标幺值
898
三相短路电流周期分量效值
1607 KA
三相短路电流
2957 KA
1751 KA
1607 KA
三相短路容量
1114 MVA
3）K3点短路时总电抗标幺值
66
三相短路电流周期分量效值
2187 KA
三相短路电流
4024 KA
2384 KA
2187 KA
三相短路容量
1515 MVA
短路电流计算结果绘制成表表41示
表41 三相短路电流短路容量计算结果
短路电流容量
＼KA
＼KA
＼KA
＼MVA
K1
56
1428
846
10204
K2
1607
2957
1751
1114
K3
2187
4024
2384
1515
5 次设备选择
51断路器
断路器（英文名称：circuitbreakercircuit breaker）指够关合承载开断正常回路条件电流关合规定时间承载开断异常回路条件（包括短路条件）电流开关装置里10KV高正常工作电流Ig5995A户外布置选择断路器户少油断路器型号：SN310I技术数表示：
表51SN310I断路器技术参数
额定工作电压（kv）
额定工作电流（A）
额定开端电流(KA)
动稳定电流(KA)
热稳定电流(KA)
额定热稳定时间(S)
10
630
16
40
16
4
52隔离开关
隔离开关种没灭弧装置开关设备断开负荷电流电路隔离电源分闸状态时明显断开点保证电气设备安全检修里10KV处高正常工作电流Ig5995A户布置选择隔离开关型号：GW210G技术数表示：
表52GW210G断路器技术参数
额定工作电流（KV）
额定工作电流（A）
极限通电流峰值（KA）
热稳定电流（KA）
热稳定时间（S）
10
600
60
20
4
53电压互感器
电压互感器带铁心变压器二次线圈铁心绝缘组成次绕组施加电压U1时铁心中产生磁通φ根电磁感应定律二次绕组中产生二次电压U2改变次二次绕组匝数产生次电压二次电压组成电压互感器里互感器运行监视选择准确度1级根电压工作环境选择型号：JD610技术参数：
表53JD610电压互感器技术参数
额定工作电压（v）
额定频率（HZ）
二次线圈额定容量（va）
二次线圈极限容量（va）
线圈连接组标号
次线圈
二次线圈
10000
100
50
250
1000
1112
54熔断器
熔断器称保险丝IEC127标准定义熔断体（fuselink)种安装电路中保证电路安全运行电器元件里熔断器保护电压互感器10KV处高电厂工作电流Ig5995A选择高压限流熔断器型号：RXW01005技术参数表：
表54RXW01005熔断器技术参数
额定工作电压（KV）
额定工作电流（A）
额定断流容量（MVA）
重量（KG）
10
105
1000
23
55避雷器
避雷器 称：surge arrester释放雷电兼释放电力系统操作电压量保护电工设备免受瞬时电压危害截断续流致引起系统接短路电器装置里根电压等级工作环境确定选择磁吹阀式避雷器型号：FCZ310技术参数：
表55FCZ310避雷器技术参数
额定电压（KV）
灭弧电压（KV）
工频放电电压（效值）（KV）
击放电电压峰值（KV）
电导电流
直流试验（KV）
电流（A）
10
41
70
85
112
50
250400
56校验动稳定性
断路器额定峰值耐受电流ip通断路器三相短路击电流
Ipi
57校验热稳定性
断路器允许短路热效应I*I*t短路热效应Q
I*I*t>Q
6变压进出线邻单位联络线选择
61 10kV高压进线引入电缆选择
611 10kV高压进线选择校验
采LGJ型钢芯铝绞线架空敷设接10kV公干线
a) 发热条件选择 577A室外环境温度33°查表初选LGJ3535°C时149A>满足发热条件
b) 校验机械强度 查表允许截面积25LGJ35满足求选
线路短需校验电压损耗
612高压配电室变段引入电缆选择校验
采YJL2210000型交联聚乙烯绝缘铝芯电缆间埋敷设
a)发热条件选择 577A土壤环境25°查表初选缆线芯截面25交联电缆149A>满足发热条件
b)校验热路稳定 式A母线截面积单位满足热路稳定条件截面积单位C材料热稳定系数母线通三相短路稳态电流单位A短路发热假想时间单位s电缆线中196005+02+005075s终端变电保护动作时间05s断路器断路时间02sC77数代入公式中
62 380低压出线选择
621铸造车间
馈电1号厂房（铸造车间）线路采VLV221000型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋敷设
a）发热条件需选择 201A08m土壤温度25℃查表初选缆芯截面120212A>满足发热条件
b）校验电压损耗 图11示工厂面图量变电1号厂房距离约288m查表120铝芯电缆031 （缆芯工作温度75°计）0071号厂房94kW 918 kvar线路电压损耗
>5
c）断路热稳定度校验
满足短热稳定求改选缆芯截面240电缆选VLV2210003240+1120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆中性线芯相线芯半选择
622 锻压车间
馈电2号厂房（锻压车间）线路采VLV2210003240+1120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设（方法略）
623 热处理车间
馈电3号厂房（热处理车间）线路采VLV2210003240+1120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设（方法略）
624 电镀车间
馈电4号厂房（电镀车间）线路采VLV2210003240+1120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设（方法略）
625 仓库
馈电5号厂房（仓库）线路仓库变电旁边建筑物采聚氯乙烯绝缘铝芯导线BLV1000型5根（包括3根相线1根N线1根PE线）穿硬塑料埋敷设
a）发热条件需选择
162A环境温度26初选截面积419A>满足发热条件
b）校验机械强度 查表25面选4导线满足机械强度求
c) 选穿线估计长50m查表0850119仓库88kW 6 kvar
<5
满足允许电压损耗求
626 工具车间
馈电6号厂房（工具车间）线路 采VLV2210003240+1120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设（方法略）
627金工车间
馈电7号厂房（金工车间）线路 采VLV2210003240+1120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设（方法略）
628锅炉房
馈电8号厂房（锅炉房）线路 采VLV2210003240+1120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设（方法略）
629装配车间
馈电9号厂房（装配车间）线路 采VLV2210003240+1120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设（方法略）
6210机修车间
馈电10号厂房（机修车间）线路 采VLV2210003240+1120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设（方法略）
6211 生活区
馈电生活区线路 采BLX1000型铝芯橡皮绝缘线架空敷设
1）发热条件选择 I30413A室外环境温度（年热月均气温）33℃初选BLX1000124033℃时Ial≈455A>I30满足发热条件
2）效验机械强度 查表允许截面积Amin10mm2BLX10001240满足机械强度求
3）校验电压损耗 查工厂面图变电生活区负荷中心距离600m左右查表阻抗值BLX10001240似等值LJ240阻抗014030（线间均距08m）生活区245KW1176kvar
<5
满足允许电压损耗求决定采四回BLX10001120三相架空线路生活区供电PEN线均采BLX1000175橡皮绝缘线重新校验电压损耗完全合格
63 作备电源高压联络线选择校验
采YJL22—10000型交联聚氯乙烯绝缘铝心电缆直接埋敖设相距约2Km单位变配电10KY母线相连
631发热条件选择
工厂二级负荷容量3351KVA热月土壤均温度25℃查表工厂供电设计指导843初选缆心截面25交联聚乙烯绝缘铝心电缆满足求
632校验电压损耗
表工厂供电设计指导841查缆芯25铝
（缆芯温度80℃计）二级负荷线路长度2km计
见满足求电压损耗5求
633短路热稳定校验
变电高压侧短路电流校验前述引入电缆短路热稳定校验知缆芯25交联电缆满足热稳定求单位10KV短路数知该联路线短路热稳定校验计算法进行暂缺
选变电进出线联络线导线电缆型号规格表61示
表61 进出线联络线导线电缆型号规格
线 路 名 称
导线电缆型号规格
10KV电源进线
LGJ35铝绞线（三相三线架空）
变引入电缆
YJL22—10000—3×25交联电缆（直埋）
380V
低压
出线
1号厂房
VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）
2号厂房
VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）
3号厂房
VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）
4号厂房
VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）
5号厂房
BLV—1000—1×4铝芯线5根穿径25硬塑
6号厂房
VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）
7号厂房
VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）
8号厂房
VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）
9号厂房
VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）
10号厂房
VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）
生活区
四回路回路3×BLX10001×120+1×BLX10001×75橡皮线（三相四线架空线）
单位10KV联络线
YJL22—10000—3×16交联电缆（直埋）
7变电二次回路方案选择继电保护整定
71二次回路方案选择
711二次回路电源选择
二次回路操作电源直流电源交流电源分
蓄电池组供电直流操作电源带腐蚀性爆炸危险整流装置供电直流操作电源安全性高济性差
考虑交流操作电源二次回路简化投资减少工作维护方便里采交流操作电源
712高压断路器控制信号回路
高压断路器控制回路取决操作机构形式操作电源类结合面设备选择电源选择采弹簧操作机构断路器控制信号回路
713电测量仪表绝缘监视装置
里根GBJ631990规范求选合适电测量仪表配相应绝缘监视装置
a10KV电源进线：电计量柜装设功电表功电表解负荷电流装设电流表
b变电段母线：装设电压表测量电压装设绝缘检测装置
c电力变压器高压侧：装设电流表功电表
d380V电源进线变压器低压侧：装电流表
e低压动力线路：装设电流表
714电测量仪表绝缘监视装置
二次回路中安装动重合闸装置（ARD）（机械次重合式）备电源动投入装置（APD）
72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
721变压器继电保护
变电装两台10041000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：
动作电流：
动作电流整定9A
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：
附录（员安排）
设计阶段
负责
模块明细
1．2章
3 7 章
4章
5．6章
收集整理
结束语
通次毕业设计加深工厂供电知识理解基掌握进行次设计需历步骤工作：(1)负荷单位进行负荷计算(2)系统进行功计算配置功补偿装置(2)分析种典型接线设计方案特点通种典型电气接线设计方案运行灵活性供电性分析确定接线方案(3)系统进行短路电流计算(4)根已知条件确定高压电气设备通次设计学理知识运实际工程中具体设计程中学知识系统遍体会学致乐趣事实际工程力提高
文写作程中遇数困难障碍老师组学帮助度尤强烈感谢文指导老师—薛老师进行私指导帮助厌烦帮助进行文修改改进外校图书馆查找资料时候种相关书籍提供方面支持帮助
感受做课程设计心做件事真正学程研究程没学研究力没研究会突破
学术水限写文难免足处恳请位老师学友批评指正
参考文献
· 雍静 供配电系统第版 机械工业出版社2010
· 李斌隆贤林 电力系统继电保护动装置 中国水利水电出版社2008
· 翁双安 供配电工程设计指导 机械工业出版社2008
· 周泽存 沈工高压电技术第三版 中国电力出版社2007
· 孙成普 变电电力网设计应第二版 中国电力出版社2008
· 仰赞温增银 电力系统分析（册） 第三版 华中科技学出版社2002
西安科技学高新学院课程设计
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