前言
课程设计教学程中重环节通课程设计巩固课程理知识解变电设计基方法解变电电分配等种实际问题培养独立分析解决实际工程技术问题力时电力工业关政策方针技术规程定解计算绘图编号设计说明书等方面训练学工作奠定基础
机械厂电力系统变电输电配电三环节组成决定电力系统特殊性确保供电正常前提三环节环环相扣次电力系统次设备较简单二次系统相复杂设计课题XX机械厂降压变电电气设计整系统作详细分析参数计算设备配置选型总体布置保护方式电网方案性作初步确定全厂总降压变电配电系统设计根车间负荷数量性质生产工艺电负荷求负荷布局结合电网供电情况解决全厂济分配电机械厂供电设计整机械厂设计重组成部分供电设计质量直接影响机械厂生产发展
工厂供电设计务保障电电源安全济优质送工厂电部门应遵循般原：（1）工厂供电设计必须严格遵守国家关法令法规标准规范执行国家关方针政策节约色金属铝代铜采低耗设备节约源等（2）必须全局出发负荷等级电容量工程特点区供电规划统筹规划合理确定整体设计方案（3）工厂供电设计应做供电保证身设备安全求供电电质量合格优质技术先进济合理设计采符合国家现行标准效率高耗低性先进设备（4）应根整工程特点规模发展规划正确处理工程远期建设发展关系期远结合适考虑扩建性
目 录
第章 设计务书……………………………………………………………………………………………3
1设计题目………………………………………………………………………………………………………3
2设计求………………………………………………………………………………………………………3
3设计………………………………………………………………………………………………………3
第二章 负荷计算功功率补偿……………………………………………………………………………5
1负荷计算……………………………………………………………………………………………………5
2功功率补偿……………………………………………………………………………………………………7
第三章 变电位置型号选择…………………………………………………………………………9
第四章 变电变压器接线方案选择………………………………………………………………10
1．变电变压器选择 ……………………………………………………………………………………10
2．变电接线方案选择 ………………………………………………………………………………10
3．接线方案技术济较 ……………………………………………………………………………11
第五章 短路电流计算…………………………………………………………………………………12
1 绘制计算电路…………………………………………………………………………………………………12
2．确定短路计算基准值…………………………………………………………………………………………12
3．计算短路电路中元件电抗标幺值………………………………………………………………………12
4．计算k1点（105kV侧）短路电路总阻抗三相短路电流短路容量……………………………13
5计算k2点（04kV侧）短路电路总阻抗三相短路电流短路容量………………………………13
第六章 变电次设备选择校验……………………………………………………………………14
1．10kV侧次设备选择校验 ……………………………………………………………………………14
2．380V侧次设备选择校验……………………………………………………………………………16
3．高低压母线选择…………………………………………………………………………………………17
第七章 变电进出线邻单位联络线选择…………………………………………………………17
110kV高压进线引入电缆选择……………………………………………………………………………17
2．380低压出线选择…………………………………………………………………………………………18
3．作备电源高压联络线选择校验…………………………………………………………………24
第八章 变电防雷保护接装置设计……………………………………………………………25
1．变电防雷保护…………………………………………………………………………………………25
2变电公接装置设计……………………………………………………………………………………25
第九章 设计总结……………………………………………………………………………………………27
第章 设计务书
1 设计题目
xx机械厂降压变电电气设计
2设计求
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防雷接装置求写出设计说明书采IEP软件绘出设计图纸
3 设计
1工厂总面图 图11示
图11 xx机械厂总面图
2工厂负荷情况
厂数车间两班制年负荷利时数4500h日负荷持续时间7h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电气明家电器均单相额定电压220V厂负荷计算资料表1示
表1 工厂负荷统计资料
厂房编号
厂房名称
负荷类
设备容量kW
需系数
功率数
1
铸造车间
动力
200
03
065
明
5
07
10
2
锻压车间
动力
300
025
06
明
6
075
10
3
金工车间
动力
400
03
065
明
8
08
10
4
工具车间
动力
300
03
08
明
6
07
10
5
电镀车间
动力
200
05
07
明
7
08
10
6
热处理车间
动力
150
05
08
明
6
07
10
7
装配车间
动力
100
03
07
明
8
09
10
8
机修车间
动力
200
03
060
明
4
075
10
9
锅炉房
动力
80
07
070
明
2
09
10
10
仓库
动力
10
03
080
明
1
07
10
生活区
明
500
08
10
3供电电源情况
工厂供电部门签订供电合规定厂附条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型号LGJ200导线等边三角形排列线距13m干线首段（电力系统馈电变电站）距离厂约7km干线首段装设高压断路器断流容量450MVA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15s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65km电缆线路总长度30km
4气象资料
厂区年高气温38oC年均气温23oC年低气温8oC年热月均高气温33oC年热月均气温26oC年热月08m处均温度25oC导风东北风年雷暴日数20
5．质水文资料
厂区均海拔500m层砂粘土水位2m
6电费制度
厂供电部门达成协议工厂变电高压侧计量电设专计量柜两部电费制交纳电费月基电费变压器容量计18元kVA动力电费020元kWh明电费050元kWh工厂负荷时功率数低090外电力户需新装变压器容量计算次性供电部门交纳供电贴费：6~10kV800元kVA
第二章 负荷计算功功率补偿
1负荷计算
计算思路：需系数法确定厂房生活区计算负荷利表1中提供电设备总容量需系数功计算负荷P30利功计算负荷功率数正切值功计算负荷Q30利功计算负荷功率数视计算负荷S30利视计算负荷计算电流I30计算负荷相加统计出380V侧总计算负荷工厂实际总计算负荷应该值时系数k∑系数般取k∑p08k∑q085
（1）单组电设备计算负荷计算公式
a)功计算负荷（单位KW）
系数 （21）
b)功计算负荷（单位kvar）
tan （22）
c)视计算负荷（单位kvA）
（23）
d)计算电流（单位A）
电设备额定电压（单位KV） （24）
（2）组电设备计算负荷计算公式
a)功计算负荷（单位KW） （25）
式中设备组功计算负荷功负荷时系数取085~095
b)功计算负荷（单位kvar）
设备功功负荷时系数取09~097
c)视计算负荷（单位kvA） （26）
d)计算电流（单位A） （24）
计算厂房生活区负荷计算表表21示（额定电压取380V）
表21 厂房生活区负荷计算表
编号
名称
类
设备容量kW
需系数
cos
tan
计算负荷
kW
kvar
kVA
A
1
铸造
车间
动力
200
03
065
1169
60
701478
——
——
明
5
07
1
0
35
0
——
——
计
255
——
——
——
635
701478
94632
14376
2
锻压
车间
动力
300
025
06
1333
75
100
——
——
明
6
075
1
0
45
0
——
——
计
306
——
——
——
795
100
127751
194097
3
金工
车间
动力
400
05
08
075
75
5625
——
——
明
8
07
1
0
42
0
——
——
计
408
——
——
——
792
5625
97143
147593
4
工具
车间
动力
300
03
08
075
90
675
——
——
明
6
07
1
0
42
0
——
——
计
306
——
————
——
942
675
115887
176073
5
电镀
车间
动力
200
05
07
10202
100
10202
——
——
明
7
08
1
0
56
0
——
——
计
207
——
——
——
1056
10202
146831
223087
6
热处理车间
动力
150
05
08
075
75
5625
——
——
明
6
07
1
0
42
0
——
——
计
156
——
——
——
792
5625
97143
147593
7
装配
车间
动力
100
03
07
102
30
30606
——
——
明
8
09
1
0
72
0
——
——
计
108
——
——
——
372
30606
48172
73190
8
机修
车间
动力
200
03
06
1333
60
80
——
——
明
4
075
1
0
3
0
——
——
计
204
——
——
——
63
80
101828
154712
9
锅炉
车间
动力
80
07
07
102
56
57131
——
——
明
2
09
1
0
18
0
——
——
计
82
——
——
——
578
57131
81270
123477
10
仓库
动力
10
03
08
075
3
225
——
——
明
1
07
1
0
07
0
——
——
计
11
——
——
——
37
225
4330
6579
11
生活区
明
500
08
1
0
400
0
400
60775
总计
动力
1940
——
——
——
11101
706201
——
——
明
553
计入08 085
083
——
88808
600271
107197
162861
2功功率补偿
该厂380V侧负荷时功率数075供电部门求该厂10KV 进线侧负荷时功率数应低090考虑变压器功损耗远功损耗380V侧负荷时功率数应稍092计算380V侧需功功率补偿容量：
（27）
根计算功功率补偿容量选择补偿装置电容器容量型号然计算380V侧补偿工厂计算负荷计变压器功率损耗利公式
（28）
（29）
求变压器功率损耗获补偿10kV侧总负荷
数代入公式（27）求：
(tan tan)88808[tan(arccos083) tan(arccos092) ] 21847 kvar
参文献3中P34页图26选出图21示PGJ1型低压动补偿评屏联电容器BW04143型采方案1（屏）1台方案3（辅屏）2台相结合屏84 kvar总容量84kvar3252kvar补偿前变压器低压侧功计算负荷基变功计算负荷（60027252）kvar34827 kvar视功率数代入公式（26）（24）95393kVA计算电流144934 A功率数提高cos0931
功补偿前该变电变压器T容量应选1250kVA满足负荷电需采取功补偿变压器T容量选1000kVA足够时计算电流减少补偿点供电系统中元件功率损耗相应减功补偿济效益十分观功补偿工厂380V侧10kV侧负荷计算表3示
图21 PGJ1型低压功功率动补偿屏接线方案
表3 功补偿工厂计算负荷
项目
cos
计算负荷
KW
kvar
kVA
A
380V侧补偿前负荷
083
88808
600271
107197
16287
380V侧功补偿容量
——
——
252(Qc213139取252 两辅)
——
——
380V侧补偿负荷
0931
88808
34827
95393
144934
变压器功率损耗
——
954
477
——
——
10KV侧负荷计算
0915
89762
39597
98108
5771
第三章 变电位置型号选择
变电位置应量接工厂负荷中心工厂负荷中心负荷功率矩法确定工厂面图边左侧分作直角坐标轴轴然测出车间（建筑）生活区负荷点坐标位置分代表厂房12310号功率设定（2772）（2751）（2729）（5592）（5572）（5551）（5530）（9586）（9560）（9534）设（128107）生活区中心负荷图31示工厂负荷中心假设P()中P+++仿力学中计算中心力矩方程负荷中心坐标：
90353911101814
81645911101735
计算结果知工厂负荷中心10号厂房（仓库车间）西南方考虑周围环境进出线方便决定10号厂房西侧紧厂房建造工厂变电型式附设式
图31 负荷功率矩法确定负荷中心
第四章 变电变压器接线方案选择
1．变电变压器选择
根工厂负荷性质电源情况工厂变电变压器考虑列两种供选择方案：
a)装设台变压器 型号S9型容量根式变压器容量总计算负荷选1000 KVA>98108 KVA选台S9100010型低损耗配电变压器工厂二级负荷需备电源考虑邻单位相联高压联络线承担
b)装设两台变压器 型号S9型台变压器容量根式（41）（42）选择
98108 KVA（58866868）KVA （41）
(958077+148457+818)KVA3261 KVA （42）
选两台S980010型低损耗配电变压器工厂二级负荷需备电源考虑邻单位相联高压联络线承担变压器联结组均Yyn0
2．变电接线方案选择
面考虑两种变压器方案设计列两种接线方案：
21装设台变压器接线方案
图41示
图41 装设台变压器接线方案
22装设两台变压器接线方案
图42示
图42 装设两台变压器接线方案
3．接线方案技术济较
表41 接线方案技术济较
较项目
装设台变方案
装设两台变方案
技术指标
供电安全性
满足求
满足求
供电性
基满足求
满足求
供电质量
台变电压损耗较
两台变列电压损耗较
灵活方便性
台变灵活性稍差
两台变灵活性较
扩建适应性
稍差
更
济指标
电力变压器综合投资额
查S9100010单价7776万元(参文献4)变压器综合投资约单价2倍综合投资约2 777615552万元
查S980010单价6885万元（参文献5两台变压器综合投资约4 68852754万元台变方案投资11988万元
高压开关柜（含计量柜）综合投资额
查GG1A(F)型柜台1万元（参文献6）计综合投资设备15倍计高压开关柜综合投资约1 15 46万元
方案采6台GG1A(F)柜综合投资约6 15 19万元台变方案投资3万元
电力变压器高压开关柜年运行费
变折旧费15552万元 00507776万元高压开关柜折旧费6万元 006036万元变配电维修理费（15552+6）万元 006129312万元变高压开关柜折旧维修理费（07776+036+129312）243072万元
变折旧费2754万元 0051377万元高压开关柜折旧费9万元 006054万元变配电维修理费（2754+9）万元 00621924万元变高压开关柜折旧维修理费（1377+054+21924）41094万元台变方案投资167868万元
供电贴费
变容量KVA800元供电贴费1000KVA 008万元KVA80万元
供电贴费2 630KVA 008万元1008万元台变交208万元
表出技术指标装设两台变接线方案（见图42）略优装设台变接线方案（见图41）济指标装设台变接线方案（见图41）远优装设两台变接线方案（见图42）决定采装设台变接线方案（见图41）
第五章 短路电流计算
1 绘制计算电路 图51示
450MVA
K1
K2
LGJ2007km
105kV
S91000
04kV
(2)
(3)
(1)
～
∞系统
图51 短路计算电路
2．确定短路计算基准值
设基准容量100MVA基准电压105短路计算电压高压侧105kV低压侧04kV
KA （51）
（52）
3．计算短路电路中元件电抗标幺值
（1）电力系统
已知电力系统出口断路器断流容量450MVA100MVA450MVA022 （53）
（2）架空线路
文献3表837查LGJ240线路电抗线路长7km （54）
（3）电力变压器
文献3表31查变压器短路电压百分值45
45 （55）
式中变压器额定容量
绘制短路计算等效电路图52示
k1
k2
图52 短路计算等效电路
4．计算k1点（105kV侧）短路电路总阻抗三相短路电流短路容量
（1）总电抗标幺值
022+210232 （56）
（2） 三相短路电流周期分量效值
（57）
（3） 短路电流
（58）
（59）
（510）
(4) 三相短路容量
（511）
5计算k2点（04kV侧）短路电路总阻抗三相短路电流短路容量
(1)总电抗标幺值
022+210+45682 （512）
(2)三相短路电流周期分量效值
（513）
(3)短路电流
（514）
（515）
（516）
(4)三相短路容量
（517）
短路计算结果综合图表51示
表51 短路计算结果
短路计算点
三相短路电流KA
三相短路容量MVA
k1
237
237
237
604
358
431
k2
2111
2111
2111
3884
2301
147
第六章 变电次设备选择校验
1．10kV侧次设备选择校验
11工作电压选
设备额定电压般应系统额定电压
（61）
必须说明：GBT 110221999高压开关设备控制设备标准技术求规定高压设备额定电压应允许高工作电压标注
高压设备额定电压应系统高电压
（62）
文献3表512查：10kV 115kV高压开关设备互感器支柱绝缘额定电压12kV穿墙套额定电压115kV熔断器额定电压115kV
12工作电流选择
设备额定电流应电路计算电流
（63）
(中I30204KA）
13断流力选择
设备额定开断电流断流容量分断短路电流设备说应分断短路效值短路容量
（64）
（65）
分断负荷设备电流设备说 （66）
负荷电流
14 隔离开关负荷开关断路器短路稳定度校验
a)动稳定校验条件
（67）
（68）
分开关极限通电流峰值效值分开关处三相短路击电流瞬时值效值
b)热稳定校验条件 （69）
面分析表61示知选次设备均满足求
表61 10 kV次侧设备选择校验
选择校验项目
电压
电流
断流力
动稳定度
热稳定度
装置点条件
参数
—
数
10kV
5774
()
237
kA
358kA
—
次设备型号规格
额定参数
—
高压少油断路器SN1010I630
10kV
630kA
16kA
40 kA
—
高压隔离开关10T200
10kV
200A
——
255 kA
二次负荷06
高压熔断器RN210
10kV
05A
50 kA
——
—
电压互感器JDJ10
1001kV
——
——
——
——
—
电压互感器JDZJ10
——
——
——
——
—
电流互感器LQJ10
10kV
1005A
——
318 kA
81
—
避雷针FS410
10kV
——
——
——
——
—
户外隔离开关GW412400
12kV
400A
——
25kA
500
—
注： SN1010I630 文献3表519查
10200 文献2表ZL310查
RN210 文献2表ZL53查
LQJ10 文献3表525查
JDZJ10JDZ10 文献3表527查
FS410 文献2表ZL62查
GW4405 文献3表518查
2．380V侧次设备选择校验
样做出380V侧次设备选择校验表62示选数均满足求
表62 380V次侧设备选择校验
选择校验项目
电压
电流
断流
力
动态
定度
热稳定度
装置点条件
参数
——
数
380V
总144934A
2111kA
2301kA
——
次设备型号规格
额定参数
——
低压断路器DW1515003D
380V
1500A
40kA
——
——
——
低压断路器DZ20630
380V
630A
（）
30KA
(般)
——
——
——
低压断路器DZ2200
380V
200A
（）
25KA
(般)
——
——
——
低压断路HD13150030
380V
1500A
——
——
——
——
电流互感器LMZ105
500V
15005A
——
——
——
——
电流互感器LMZ105
500V
1005A
1605A
——
——
——
——
3．高低压母线选择
文献3表528查10kV母线选LMY3(404mm)母线尺寸40mm4mm380V母线选LMY3（1206）+80*6相母线尺寸80mm6mm中性线母线尺寸80mm6mm
第七章 变电进出线邻单位联络线选择
110kV高压进线引入电缆选择
（1） 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
1) 发热条件选择 5774A室外环境温度33°文献3表837查初选LJ1635°C时935A>满足发热条件
2) 校验机械强度 文献3表834查允许截面积35LJ16满足求选LJ35
3) 校验电压损耗 线路短需校验
（2） 高压配电室变段引入电缆选择校验
采YJL226000型交联聚乙烯绝缘铝芯电缆间埋敷设
1)发热条件选择 5774A土壤环境25°文献3表844查初选缆线芯截面25交联电缆90A>满足发热条件
2)校验热路稳定 式(71)计算满足短路热稳定截面
（71）
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204kA05+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（71）中JL2210000335电缆满足热稳定条件
2．380低压出线选择
（1）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
1）发热条件需选择 14376A08m土壤温度25℃文献3表843查初选缆芯截面70157A>满足发热条件
2）校验电压损耗 图31示工厂面图量变电1号厂房距离约10884m文献3表842查70铝芯电缆054 （缆芯工作温度75°计）00701号厂房635kW 701478 kvar数代入（72）（73）线路电压损耗
（72）
(73)
<5
3）短路热稳定度校验 式(71)计算满足短路热稳定截面
满足短路热稳定求文献3表843查改选缆芯截面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
（2）锻压车间
馈电2号厂房（锻压车间）线路采VLV221000型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋敷设
1）发热条件需选择 194097A08m土壤温度25℃文献3表843查初选缆芯截面120212A>满足发热条件
2）校验电压损耗 图31示工厂面图量变电2号厂房距离约117m文献3表842查120铝芯电缆031 （缆芯工作温度75°计）0072号厂房795kW 100 kvar数代入（72）（73）线路电压损耗
<5
3）短路热稳定度校验 式(71)计算满足短路热稳定截面
满足短路热稳定求文献3表843查改选缆芯截面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
(3)金工车间
馈电3号厂房（金工车间）线路采VLV221000型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋敷设
1）发热条件需选择 28691A08m土壤温度25℃文献3表843查初选缆芯截面185319A>满足发热条件
2）校验电压损耗 图31示工厂面图量变电3号厂房距离约140m文献3表842查185铝芯电缆021 （缆芯工作温度75°计）00703号厂房 1264kW 140296 kvar数代入（72）（73）线路电压损耗
<5
3）短路热稳定度校验 式(71)计算满足短路热稳定截面
满足短路热稳定求选缆芯截面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
(4)工具车间
馈电4号厂房（工具车间）线路采VLV221000型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋敷设
1）发热条件需选择 176073A08m土壤温度25℃文献3表843查初选缆芯截面95189A>满足发热条件
2）校验电压损耗 图31示工厂面图量变电4号厂房距离约5289m文献3表842查95铝芯电缆040 （缆芯工作温度75°计）00704号厂房 942kW 675 kvar数代入（72）（73）线路电压损耗
<5
3）短路热稳定度校验 式(71)计算满足短路热稳定截面
满足短路热稳定求文献3表843查改选缆芯截面150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
(5)电镀车间
馈电5号厂房（电镀车间）线路采VLV221000型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋敷设
1）发热条件需选择 2255A08m土壤温度25℃文献3表843查初选缆芯截面150242A>满足发热条件
2）校验电压损耗 图31示工厂面图量变电5号厂房距离约4937m文献3表842查150铝芯电缆025 （缆芯工作温度75°计）00705号厂房 1056kW 10202 kvar数代入（72）（73）线路电压损耗
<5
3）短路热稳定度校验 式(71)计算满足短路热稳定截面
满足短路热稳定求文献3表843查选缆芯截面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
(6)热处理车间
馈电6号厂房（热处理车间）线路采VLV221000型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋敷设
1）发热条件需选择 14759A08m土壤温度25℃文献3表843查初选缆芯截面70157A>满足发热条件
2）校验电压损耗 图31示工厂面图量变电6号厂房距离约666m文献3表842查70铝芯电缆054 （缆芯工作温度75°计）00706号厂房 792kW 5925kvar数代入（72）（73）线路电压损耗
<5
3）短路热稳定度校验 式(71)计算满足短路热稳定截面
满足短热稳定求文献3表843查改选缆芯截面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
(7)装配车间
馈电7号厂房（装配车间）线路采VLV221000型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋敷设
1）发热条件需选择 7319A08m土壤温度25℃文献3表843查初选缆芯截面2590A>满足发热条件
2）校验电压损耗 图31示工厂面图量变电7号厂房距离约1018m文献3表842查25铝芯电缆151 （缆芯工作温度75°计）00757号厂房 372kW 306061 kvar数代入（72）（73）线路电压损耗
<5
3）短路热稳定度校验 式(71)计算满足短路热稳定截面
满足短路热稳定求文献3表843查改选缆芯截面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
(8)机修车间
馈电8号厂房（机修车间）线路采VLV221000型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋敷设
1）发热条件需选择 15471A08m土壤温度25℃文献3表843查初选缆芯截面70157A>满足发热条件
2）校验电压损耗 图31示工厂面图量变电8号厂房距离约3694m文献3表842查70铝芯电缆0 54 （缆芯工作温度75°计）00708号厂房 63kW 80 kvar数代入（72）（73）线路电压损耗
<5
3）短路热稳定度校验 式(71)计算满足短路热稳定截面
满足短路热稳定求文献3表843查改选缆芯截面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
(9)锅炉房
馈电9号厂房（锅炉房）线路采VLV221000型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋敷设
1）发热条件需选择 123477A08m土壤温度25℃文献3表843查初选缆芯截面70152A>满足发热条件
2）校验电压损耗 图31示工厂面图量变电9号厂房距离约383m文献3表842查70铝芯电缆054 （缆芯工作温度75°计）00709号厂房 578kW 571314 kvar数代入（72）（73）线路电压损耗
<5
3）短路热稳定度校验 式(71)计算满足短路热稳定截面
满足短路热稳定求文献3表843查改选缆芯截面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
(10)仓库
馈电10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
1）发热条件需选择
658A环境温度26文献3表841查初选截面积2513A>满足发热条件
规定N线PE线选25相线截面相选BLV1000125塑料导线5根穿径25mm硬塑埋敷设
2）校验机械强度 文献3表835查25面选25导线满足机械强度求
3) 选穿线估计长8355m查表83915130098仓库37kW 225 kvar数代入（72）（73）电压损耗
<5
满足允许电压损耗求
(11)生活区
馈电生活区线路 采BX1000型铜芯橡皮绝缘线架空敷设
1）发热条件选择 I3060775A室外环境温度（年热月均气温）33℃文献3表840查初选BX1000124033℃时Ial≈615A>I30满足发热条件
2）效验机械强度 文献3表835查允许截面积Amin10mm2BX10001240满足机械强度求
3）校验电压损耗 查工厂面图31变电生活区负荷中心距离11478m左右文献3表840查阻抗值BX10001240似等值LJ240阻抗文献3表836查014030（线间均距08m）生活区400KW0kvar数代入（72）（73）电压损耗
<5
满足允许电压损耗求决定采四回BX10001240三相架空线路生活区供电PEN线均采BX10001120橡皮绝缘线
3 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敷设相距约2Km单位变配电10KV母线相连
(1)发热条件选择
工厂二级负荷容量3227KVA热月土壤均温度25℃文献3表843查初选缆心截面25交联聚乙烯绝缘铝心电缆满足求
(2)校验电压损耗
文献3表841查缆芯25铝
（缆芯温度80℃计）二级负荷线路长度2km计数代入（72）（73）电压损耗
见满足求电压损耗5求
(3)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 71示
表71 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
LJ35铝绞线（三相三线架空）
变引入电缆
JLL22100003 35交联电缆（直埋）
380V
低压
出线
1号厂房
VLV2210003240+1120四芯塑料电缆（直埋）
2号厂房
VLV2210003240+1120四芯塑料电缆（直埋）
3号厂房
VLV2210003240+1120四芯塑料电缆（直埋）
4号厂房
VLV2210003240+1120四芯塑料电缆（直埋）
5号厂房
VLV2210003240+1120四芯塑料电缆（直埋）
6号厂房
VLV2210003240+1120四芯塑料电缆（直埋）
7号厂房
VLV2210003240+1120四芯塑料电缆（直埋）
8号厂房
VLV2210003240+1120四芯塑料电缆（直埋）
9号厂房
VLV2210003240+1120四芯塑料电缆（直埋）
10号厂房
BLV100014铝芯线5根穿径25硬塑
生活区
四回路回路3×BX10001×240+1×BX10001×120橡皮线（三相四线架空线）
单位10KV联络线
YJL22—10000—3×25交联电缆（直埋）
第八章 变电防雷保护接装置设计
1．变电防雷保护
（1） 直接防雷保护
变电屋顶装设避雷针避雷带引进出两根接线变电公接装置相连变电变压器装室外露天配电装置时应变电外面适位置装设独立避雷针装设高度应防雷保护范围包围整变电果变电建筑物直击雷防护范围时设独立避雷针规定独立避雷针接装置接电阻（文献3表96查）通常采36根长25 m钢装避雷针杆塔附做排边形排列间距离5 m入顶距面06 m接间40mm×4mm 镀锌扁钢焊接相接避雷针查（文献3表97查）采直径20mm镀锌圆钢引线100 mm ×4 mm镀锌扁钢接体焊接相连装避雷针杆塔基础钢筋相焊接避雷针焊接相连避雷针采直径20mm镀锌扁钢长1～15独立避雷针接装置变电公接装置应3m距离
（2） 雷电侵入波防护
1)10KV电源进线终端杆装设FS4—10型阀式避雷器引线采100 mm ×4 mm镀锌扁钢公接网焊接相连避雷器接端相连接
2）10KV高压配电室装设GG—1A（F）—54型开关柜中配FS4—10型避雷器变压器变压器避雷器保护防雷电侵入波危害
3）380V低压架空线出线杆装设保护间隙绝缘子铁脚接防护低压架空线侵入雷电波
2．变电公接装置设计
（1）接电阻求
文献3表923查边点公接装置接电阻应满足条件：
（91）
中A （92）
式中 UN电网额定电压单位kV
UN电网中架空线路总长度单位km
UN电网中电缆线路总长度单位km
公接装置接电阻
（2）接装置设计
采长25m50mm钢文献3中式924 (93)
初选16根变电三面均匀布置距5 m垂直入顶离面06 m间40mm×4mm镀锌扁钢焊接相接变电变压器室两条接干线高低压配电室条接干线室外公接装置焊接相连接干线均采25 mm ×4 mm镀锌扁钢变电接装置面布置图图81示接电阻验算公式（94）：
（94）
满足欧接电阻求式中查工厂供电设计指导表927环行敷设栏似选取
图8－1变电接装置面布置
第九章 设计总结
次试验学期学供配电技术课程设计检验够学供配电课程良应实际生活中次检验课程设计时间周次实验供配电理应掌握更加深刻次解次实验毕业设计前独立设计项考验实验实验需运已学专业知识通查找资料完成机械厂降压变电设计
课程设计务书时候先面步骤求步步进行操作遇困难时需根务情况图书馆网查找筛选出相关资料者询问周围学完成部分完成部分组合成完整设计通次实验工作奠定基础工作中重通周查找资料学掌握根厂电负荷实际情况安全性济性选择方案设计出设计图通次次改变选线分析校验次次发现问题然根问题进行深入学设计题目更理解进行机械厂降压变电电气设计基础认识工作学帮助种力专业必少
附录1 某机械厂降压变电接线电路图（A1图纸)图纸附件存
参考文献
1刘学军﹒周振雄﹒刘畅﹒王洪希﹒田伟﹒工厂供电设计指导﹒北京：中国电力出版社﹒2008
2刘介﹒工厂供电简明设计手册﹒北京：机械工业出版社﹒1993
3刘介﹒工厂供电设计指导﹒2版﹒北京：机械工业出版社﹒2009
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课程设计教学程中重环节通课程设计巩固课程理知识解变电设计基方法解变电电分配等种实际问题培养独立分析解决实际工程技术问题力时电力工业关政策方针技术规程定解计算绘图编号设计说明书等方面训练学工作奠定基础
机械厂电力系统变电输电配电三环节组成决定电力系统特殊性确保供电正常前提三环节环环相扣次电力系统次设备较简单二次系统相复杂设计课题XX机械厂降压变电电气设计整系统作详细分析参数计算设备配置选型总体布置保护方式电网方案性作初步确定全厂总降压变电配电系统设计根车间负荷数量性质生产工艺电负荷求负荷布局结合电网供电情况解决全厂济分配电机械厂供电设计整机械厂设计重组成部分供电设计质量直接影响机械厂生产发展
工厂供电设计务保障电电源安全济优质送工厂电部门应遵循般原：（1）工厂供电设计必须严格遵守国家关法令法规标准规范执行国家关方针政策节约色金属铝代铜采低耗设备节约源等（2）必须全局出发负荷等级电容量工程特点区供电规划统筹规划合理确定整体设计方案（3）工厂供电设计应做供电保证身设备安全求供电电质量合格优质技术先进济合理设计采符合国家现行标准效率高耗低性先进设备（4）应根整工程特点规模发展规划正确处理工程远期建设发展关系期远结合适考虑扩建性
目 录
第章 设计务书……………………………………………………………………………………………3
1设计题目………………………………………………………………………………………………………3
2设计求………………………………………………………………………………………………………3
3设计………………………………………………………………………………………………………3
第二章 负荷计算功功率补偿……………………………………………………………………………5
1负荷计算……………………………………………………………………………………………………5
2功功率补偿……………………………………………………………………………………………………7
第三章 变电位置型号选择…………………………………………………………………………9
第四章 变电变压器接线方案选择………………………………………………………………10
1．变电变压器选择 ……………………………………………………………………………………10
2．变电接线方案选择 ………………………………………………………………………………10
3．接线方案技术济较 ……………………………………………………………………………11
第五章 短路电流计算…………………………………………………………………………………12
1 绘制计算电路…………………………………………………………………………………………………12
2．确定短路计算基准值…………………………………………………………………………………………12
3．计算短路电路中元件电抗标幺值………………………………………………………………………12
4．计算k1点（105kV侧）短路电路总阻抗三相短路电流短路容量……………………………13
5计算k2点（04kV侧）短路电路总阻抗三相短路电流短路容量………………………………13
第六章 变电次设备选择校验……………………………………………………………………14
1．10kV侧次设备选择校验 ……………………………………………………………………………14
2．380V侧次设备选择校验……………………………………………………………………………16
3．高低压母线选择…………………………………………………………………………………………17
第七章 变电进出线邻单位联络线选择…………………………………………………………17
110kV高压进线引入电缆选择……………………………………………………………………………17
2．380低压出线选择…………………………………………………………………………………………18
3．作备电源高压联络线选择校验…………………………………………………………………24
第八章 变电防雷保护接装置设计……………………………………………………………25
1．变电防雷保护…………………………………………………………………………………………25
2变电公接装置设计……………………………………………………………………………………25
第九章 设计总结……………………………………………………………………………………………27
第章 设计务书
1 设计题目
xx机械厂降压变电电气设计
2设计求
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防雷接装置求写出设计说明书采IEP软件绘出设计图纸
3 设计
1工厂总面图 图11示
图11 xx机械厂总面图
2工厂负荷情况
厂数车间两班制年负荷利时数4500h日负荷持续时间7h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电气明家电器均单相额定电压220V厂负荷计算资料表1示
表1 工厂负荷统计资料
厂房编号
厂房名称
负荷类
设备容量kW
需系数
功率数
1
铸造车间
动力
200
03
065
明
5
07
10
2
锻压车间
动力
300
025
06
明
6
075
10
3
金工车间
动力
400
03
065
明
8
08
10
4
工具车间
动力
300
03
08
明
6
07
10
5
电镀车间
动力
200
05
07
明
7
08
10
6
热处理车间
动力
150
05
08
明
6
07
10
7
装配车间
动力
100
03
07
明
8
09
10
8
机修车间
动力
200
03
060
明
4
075
10
9
锅炉房
动力
80
07
070
明
2
09
10
10
仓库
动力
10
03
080
明
1
07
10
生活区
明
500
08
10
3供电电源情况
工厂供电部门签订供电合规定厂附条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型号LGJ200导线等边三角形排列线距13m干线首段（电力系统馈电变电站）距离厂约7km干线首段装设高压断路器断流容量450MVA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15s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65km电缆线路总长度30km
4气象资料
厂区年高气温38oC年均气温23oC年低气温8oC年热月均高气温33oC年热月均气温26oC年热月08m处均温度25oC导风东北风年雷暴日数20
5．质水文资料
厂区均海拔500m层砂粘土水位2m
6电费制度
厂供电部门达成协议工厂变电高压侧计量电设专计量柜两部电费制交纳电费月基电费变压器容量计18元kVA动力电费020元kWh明电费050元kWh工厂负荷时功率数低090外电力户需新装变压器容量计算次性供电部门交纳供电贴费：6~10kV800元kVA
第二章 负荷计算功功率补偿
1负荷计算
计算思路：需系数法确定厂房生活区计算负荷利表1中提供电设备总容量需系数功计算负荷P30利功计算负荷功率数正切值功计算负荷Q30利功计算负荷功率数视计算负荷S30利视计算负荷计算电流I30计算负荷相加统计出380V侧总计算负荷工厂实际总计算负荷应该值时系数k∑系数般取k∑p08k∑q085
（1）单组电设备计算负荷计算公式
a)功计算负荷（单位KW）
系数 （21）
b)功计算负荷（单位kvar）
tan （22）
c)视计算负荷（单位kvA）
（23）
d)计算电流（单位A）
电设备额定电压（单位KV） （24）
（2）组电设备计算负荷计算公式
a)功计算负荷（单位KW） （25）
式中设备组功计算负荷功负荷时系数取085~095
b)功计算负荷（单位kvar）
设备功功负荷时系数取09~097
c)视计算负荷（单位kvA） （26）
d)计算电流（单位A） （24）
计算厂房生活区负荷计算表表21示（额定电压取380V）
表21 厂房生活区负荷计算表
编号
名称
类
设备容量kW
需系数
cos
tan
计算负荷
kW
kvar
kVA
A
1
铸造
车间
动力
200
03
065
1169
60
701478
——
——
明
5
07
1
0
35
0
——
——
计
255
——
——
——
635
701478
94632
14376
2
锻压
车间
动力
300
025
06
1333
75
100
——
——
明
6
075
1
0
45
0
——
——
计
306
——
——
——
795
100
127751
194097
3
金工
车间
动力
400
05
08
075
75
5625
——
——
明
8
07
1
0
42
0
——
——
计
408
——
——
——
792
5625
97143
147593
4
工具
车间
动力
300
03
08
075
90
675
——
——
明
6
07
1
0
42
0
——
——
计
306
——
————
——
942
675
115887
176073
5
电镀
车间
动力
200
05
07
10202
100
10202
——
——
明
7
08
1
0
56
0
——
——
计
207
——
——
——
1056
10202
146831
223087
6
热处理车间
动力
150
05
08
075
75
5625
——
——
明
6
07
1
0
42
0
——
——
计
156
——
——
——
792
5625
97143
147593
7
装配
车间
动力
100
03
07
102
30
30606
——
——
明
8
09
1
0
72
0
——
——
计
108
——
——
——
372
30606
48172
73190
8
机修
车间
动力
200
03
06
1333
60
80
——
——
明
4
075
1
0
3
0
——
——
计
204
——
——
——
63
80
101828
154712
9
锅炉
车间
动力
80
07
07
102
56
57131
——
——
明
2
09
1
0
18
0
——
——
计
82
——
——
——
578
57131
81270
123477
10
仓库
动力
10
03
08
075
3
225
——
——
明
1
07
1
0
07
0
——
——
计
11
——
——
——
37
225
4330
6579
11
生活区
明
500
08
1
0
400
0
400
60775
总计
动力
1940
——
——
——
11101
706201
——
——
明
553
计入08 085
083
——
88808
600271
107197
162861
2功功率补偿
该厂380V侧负荷时功率数075供电部门求该厂10KV 进线侧负荷时功率数应低090考虑变压器功损耗远功损耗380V侧负荷时功率数应稍092计算380V侧需功功率补偿容量：
（27）
根计算功功率补偿容量选择补偿装置电容器容量型号然计算380V侧补偿工厂计算负荷计变压器功率损耗利公式
（28）
（29）
求变压器功率损耗获补偿10kV侧总负荷
数代入公式（27）求：
(tan tan)88808[tan(arccos083) tan(arccos092) ] 21847 kvar
参文献3中P34页图26选出图21示PGJ1型低压动补偿评屏联电容器BW04143型采方案1（屏）1台方案3（辅屏）2台相结合屏84 kvar总容量84kvar3252kvar补偿前变压器低压侧功计算负荷基变功计算负荷（60027252）kvar34827 kvar视功率数代入公式（26）（24）95393kVA计算电流144934 A功率数提高cos0931
功补偿前该变电变压器T容量应选1250kVA满足负荷电需采取功补偿变压器T容量选1000kVA足够时计算电流减少补偿点供电系统中元件功率损耗相应减功补偿济效益十分观功补偿工厂380V侧10kV侧负荷计算表3示
图21 PGJ1型低压功功率动补偿屏接线方案
表3 功补偿工厂计算负荷
项目
cos
计算负荷
KW
kvar
kVA
A
380V侧补偿前负荷
083
88808
600271
107197
16287
380V侧功补偿容量
——
——
252(Qc213139取252 两辅)
——
——
380V侧补偿负荷
0931
88808
34827
95393
144934
变压器功率损耗
——
954
477
——
——
10KV侧负荷计算
0915
89762
39597
98108
5771
第三章 变电位置型号选择
变电位置应量接工厂负荷中心工厂负荷中心负荷功率矩法确定工厂面图边左侧分作直角坐标轴轴然测出车间（建筑）生活区负荷点坐标位置分代表厂房12310号功率设定（2772）（2751）（2729）（5592）（5572）（5551）（5530）（9586）（9560）（9534）设（128107）生活区中心负荷图31示工厂负荷中心假设P()中P+++仿力学中计算中心力矩方程负荷中心坐标：
90353911101814
81645911101735
计算结果知工厂负荷中心10号厂房（仓库车间）西南方考虑周围环境进出线方便决定10号厂房西侧紧厂房建造工厂变电型式附设式
图31 负荷功率矩法确定负荷中心
第四章 变电变压器接线方案选择
1．变电变压器选择
根工厂负荷性质电源情况工厂变电变压器考虑列两种供选择方案：
a)装设台变压器 型号S9型容量根式变压器容量总计算负荷选1000 KVA>98108 KVA选台S9100010型低损耗配电变压器工厂二级负荷需备电源考虑邻单位相联高压联络线承担
b)装设两台变压器 型号S9型台变压器容量根式（41）（42）选择
98108 KVA（58866868）KVA （41）
(958077+148457+818)KVA3261 KVA （42）
选两台S980010型低损耗配电变压器工厂二级负荷需备电源考虑邻单位相联高压联络线承担变压器联结组均Yyn0
2．变电接线方案选择
面考虑两种变压器方案设计列两种接线方案：
21装设台变压器接线方案
图41示
图41 装设台变压器接线方案
22装设两台变压器接线方案
图42示
图42 装设两台变压器接线方案
3．接线方案技术济较
表41 接线方案技术济较
较项目
装设台变方案
装设两台变方案
技术指标
供电安全性
满足求
满足求
供电性
基满足求
满足求
供电质量
台变电压损耗较
两台变列电压损耗较
灵活方便性
台变灵活性稍差
两台变灵活性较
扩建适应性
稍差
更
济指标
电力变压器综合投资额
查S9100010单价7776万元(参文献4)变压器综合投资约单价2倍综合投资约2 777615552万元
查S980010单价6885万元（参文献5两台变压器综合投资约4 68852754万元台变方案投资11988万元
高压开关柜（含计量柜）综合投资额
查GG1A(F)型柜台1万元（参文献6）计综合投资设备15倍计高压开关柜综合投资约1 15 46万元
方案采6台GG1A(F)柜综合投资约6 15 19万元台变方案投资3万元
电力变压器高压开关柜年运行费
变折旧费15552万元 00507776万元高压开关柜折旧费6万元 006036万元变配电维修理费（15552+6）万元 006129312万元变高压开关柜折旧维修理费（07776+036+129312）243072万元
变折旧费2754万元 0051377万元高压开关柜折旧费9万元 006054万元变配电维修理费（2754+9）万元 00621924万元变高压开关柜折旧维修理费（1377+054+21924）41094万元台变方案投资167868万元
供电贴费
变容量KVA800元供电贴费1000KVA 008万元KVA80万元
供电贴费2 630KVA 008万元1008万元台变交208万元
表出技术指标装设两台变接线方案（见图42）略优装设台变接线方案（见图41）济指标装设台变接线方案（见图41）远优装设两台变接线方案（见图42）决定采装设台变接线方案（见图41）
第五章 短路电流计算
1 绘制计算电路 图51示
450MVA
K1
K2
LGJ2007km
105kV
S91000
04kV
(2)
(3)
(1)
～
∞系统
图51 短路计算电路
2．确定短路计算基准值
设基准容量100MVA基准电压105短路计算电压高压侧105kV低压侧04kV
KA （51）
（52）
3．计算短路电路中元件电抗标幺值
（1）电力系统
已知电力系统出口断路器断流容量450MVA100MVA450MVA022 （53）
（2）架空线路
文献3表837查LGJ240线路电抗线路长7km （54）
（3）电力变压器
文献3表31查变压器短路电压百分值45
45 （55）
式中变压器额定容量
绘制短路计算等效电路图52示
k1
k2
图52 短路计算等效电路
4．计算k1点（105kV侧）短路电路总阻抗三相短路电流短路容量
（1）总电抗标幺值
022+210232 （56）
（2） 三相短路电流周期分量效值
（57）
（3） 短路电流
（58）
（59）
（510）
(4) 三相短路容量
（511）
5计算k2点（04kV侧）短路电路总阻抗三相短路电流短路容量
(1)总电抗标幺值
022+210+45682 （512）
(2)三相短路电流周期分量效值
（513）
(3)短路电流
（514）
（515）
（516）
(4)三相短路容量
（517）
短路计算结果综合图表51示
表51 短路计算结果
短路计算点
三相短路电流KA
三相短路容量MVA
k1
237
237
237
604
358
431
k2
2111
2111
2111
3884
2301
147
第六章 变电次设备选择校验
1．10kV侧次设备选择校验
11工作电压选
设备额定电压般应系统额定电压
（61）
必须说明：GBT 110221999高压开关设备控制设备标准技术求规定高压设备额定电压应允许高工作电压标注
高压设备额定电压应系统高电压
（62）
文献3表512查：10kV 115kV高压开关设备互感器支柱绝缘额定电压12kV穿墙套额定电压115kV熔断器额定电压115kV
12工作电流选择
设备额定电流应电路计算电流
（63）
(中I30204KA）
13断流力选择
设备额定开断电流断流容量分断短路电流设备说应分断短路效值短路容量
（64）
（65）
分断负荷设备电流设备说 （66）
负荷电流
14 隔离开关负荷开关断路器短路稳定度校验
a)动稳定校验条件
（67）
（68）
分开关极限通电流峰值效值分开关处三相短路击电流瞬时值效值
b)热稳定校验条件 （69）
面分析表61示知选次设备均满足求
表61 10 kV次侧设备选择校验
选择校验项目
电压
电流
断流力
动稳定度
热稳定度
装置点条件
参数
—
数
10kV
5774
()
237
kA
358kA
—
次设备型号规格
额定参数
—
高压少油断路器SN1010I630
10kV
630kA
16kA
40 kA
—
高压隔离开关10T200
10kV
200A
——
255 kA
二次负荷06
高压熔断器RN210
10kV
05A
50 kA
——
—
电压互感器JDJ10
1001kV
——
——
——
——
—
电压互感器JDZJ10
——
——
——
——
—
电流互感器LQJ10
10kV
1005A
——
318 kA
81
—
避雷针FS410
10kV
——
——
——
——
—
户外隔离开关GW412400
12kV
400A
——
25kA
500
—
注： SN1010I630 文献3表519查
10200 文献2表ZL310查
RN210 文献2表ZL53查
LQJ10 文献3表525查
JDZJ10JDZ10 文献3表527查
FS410 文献2表ZL62查
GW4405 文献3表518查
2．380V侧次设备选择校验
样做出380V侧次设备选择校验表62示选数均满足求
表62 380V次侧设备选择校验
选择校验项目
电压
电流
断流
力
动态
定度
热稳定度
装置点条件
参数
——
数
380V
总144934A
2111kA
2301kA
——
次设备型号规格
额定参数
——
低压断路器DW1515003D
380V
1500A
40kA
——
——
——
低压断路器DZ20630
380V
630A
（）
30KA
(般)
——
——
——
低压断路器DZ2200
380V
200A
（）
25KA
(般)
——
——
——
低压断路HD13150030
380V
1500A
——
——
——
——
电流互感器LMZ105
500V
15005A
——
——
——
——
电流互感器LMZ105
500V
1005A
1605A
——
——
——
——
3．高低压母线选择
文献3表528查10kV母线选LMY3(404mm)母线尺寸40mm4mm380V母线选LMY3（1206）+80*6相母线尺寸80mm6mm中性线母线尺寸80mm6mm
第七章 变电进出线邻单位联络线选择
110kV高压进线引入电缆选择
（1） 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
1) 发热条件选择 5774A室外环境温度33°文献3表837查初选LJ1635°C时935A>满足发热条件
2) 校验机械强度 文献3表834查允许截面积35LJ16满足求选LJ35
3) 校验电压损耗 线路短需校验
（2） 高压配电室变段引入电缆选择校验
采YJL226000型交联聚乙烯绝缘铝芯电缆间埋敷设
1)发热条件选择 5774A土壤环境25°文献3表844查初选缆线芯截面25交联电缆90A>满足发热条件
2)校验热路稳定 式(71)计算满足短路热稳定截面
（71）
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204kA05+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（71）中
2．380低压出线选择
（1）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
1）发热条件需选择 14376A08m土壤温度25℃文献3表843查初选缆芯截面70157A>满足发热条件
2）校验电压损耗 图31示工厂面图量变电1号厂房距离约10884m文献3表842查70铝芯电缆054 （缆芯工作温度75°计）00701号厂房635kW 701478 kvar数代入（72）（73）线路电压损耗
（72）
(73)
<5
3）短路热稳定度校验 式(71)计算满足短路热稳定截面
满足短路热稳定求文献3表843查改选缆芯截面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
（2）锻压车间
馈电2号厂房（锻压车间）线路采VLV221000型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋敷设
1）发热条件需选择 194097A08m土壤温度25℃文献3表843查初选缆芯截面120212A>满足发热条件
2）校验电压损耗 图31示工厂面图量变电2号厂房距离约117m文献3表842查120铝芯电缆031 （缆芯工作温度75°计）0072号厂房795kW 100 kvar数代入（72）（73）线路电压损耗
<5
3）短路热稳定度校验 式(71)计算满足短路热稳定截面
满足短路热稳定求文献3表843查改选缆芯截面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
(3)金工车间
馈电3号厂房（金工车间）线路采VLV221000型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋敷设
1）发热条件需选择 28691A08m土壤温度25℃文献3表843查初选缆芯截面185319A>满足发热条件
2）校验电压损耗 图31示工厂面图量变电3号厂房距离约140m文献3表842查185铝芯电缆021 （缆芯工作温度75°计）00703号厂房 1264kW 140296 kvar数代入（72）（73）线路电压损耗
<5
3）短路热稳定度校验 式(71)计算满足短路热稳定截面
满足短路热稳定求选缆芯截面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
(4)工具车间
馈电4号厂房（工具车间）线路采VLV221000型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋敷设
1）发热条件需选择 176073A08m土壤温度25℃文献3表843查初选缆芯截面95189A>满足发热条件
2）校验电压损耗 图31示工厂面图量变电4号厂房距离约5289m文献3表842查95铝芯电缆040 （缆芯工作温度75°计）00704号厂房 942kW 675 kvar数代入（72）（73）线路电压损耗
<5
3）短路热稳定度校验 式(71)计算满足短路热稳定截面
满足短路热稳定求文献3表843查改选缆芯截面150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
(5)电镀车间
馈电5号厂房（电镀车间）线路采VLV221000型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋敷设
1）发热条件需选择 2255A08m土壤温度25℃文献3表843查初选缆芯截面150242A>满足发热条件
2）校验电压损耗 图31示工厂面图量变电5号厂房距离约4937m文献3表842查150铝芯电缆025 （缆芯工作温度75°计）00705号厂房 1056kW 10202 kvar数代入（72）（73）线路电压损耗
<5
3）短路热稳定度校验 式(71)计算满足短路热稳定截面
满足短路热稳定求文献3表843查选缆芯截面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
(6)热处理车间
馈电6号厂房（热处理车间）线路采VLV221000型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋敷设
1）发热条件需选择 14759A08m土壤温度25℃文献3表843查初选缆芯截面70157A>满足发热条件
2）校验电压损耗 图31示工厂面图量变电6号厂房距离约666m文献3表842查70铝芯电缆054 （缆芯工作温度75°计）00706号厂房 792kW 5925kvar数代入（72）（73）线路电压损耗
<5
3）短路热稳定度校验 式(71)计算满足短路热稳定截面
满足短热稳定求文献3表843查改选缆芯截面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
(7)装配车间
馈电7号厂房（装配车间）线路采VLV221000型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋敷设
1）发热条件需选择 7319A08m土壤温度25℃文献3表843查初选缆芯截面2590A>满足发热条件
2）校验电压损耗 图31示工厂面图量变电7号厂房距离约1018m文献3表842查25铝芯电缆151 （缆芯工作温度75°计）00757号厂房 372kW 306061 kvar数代入（72）（73）线路电压损耗
<5
3）短路热稳定度校验 式(71)计算满足短路热稳定截面
满足短路热稳定求文献3表843查改选缆芯截面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
(8)机修车间
馈电8号厂房（机修车间）线路采VLV221000型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋敷设
1）发热条件需选择 15471A08m土壤温度25℃文献3表843查初选缆芯截面70157A>满足发热条件
2）校验电压损耗 图31示工厂面图量变电8号厂房距离约3694m文献3表842查70铝芯电缆0 54 （缆芯工作温度75°计）00708号厂房 63kW 80 kvar数代入（72）（73）线路电压损耗
<5
3）短路热稳定度校验 式(71)计算满足短路热稳定截面
满足短路热稳定求文献3表843查改选缆芯截面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
(9)锅炉房
馈电9号厂房（锅炉房）线路采VLV221000型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋敷设
1）发热条件需选择 123477A08m土壤温度25℃文献3表843查初选缆芯截面70152A>满足发热条件
2）校验电压损耗 图31示工厂面图量变电9号厂房距离约383m文献3表842查70铝芯电缆054 （缆芯工作温度75°计）00709号厂房 578kW 571314 kvar数代入（72）（73）线路电压损耗
<5
3）短路热稳定度校验 式(71)计算满足短路热稳定截面
满足短路热稳定求文献3表843查改选缆芯截面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
(10)仓库
馈电10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
1）发热条件需选择
658A环境温度26文献3表841查初选截面积2513A>满足发热条件
规定N线PE线选25相线截面相选BLV1000125塑料导线5根穿径25mm硬塑埋敷设
2）校验机械强度 文献3表835查25面选25导线满足机械强度求
3) 选穿线估计长8355m查表83915130098仓库37kW 225 kvar数代入（72）（73）电压损耗
<5
满足允许电压损耗求
(11)生活区
馈电生活区线路 采BX1000型铜芯橡皮绝缘线架空敷设
1）发热条件选择 I3060775A室外环境温度（年热月均气温）33℃文献3表840查初选BX1000124033℃时Ial≈615A>I30满足发热条件
2）效验机械强度 文献3表835查允许截面积Amin10mm2BX10001240满足机械强度求
3）校验电压损耗 查工厂面图31变电生活区负荷中心距离11478m左右文献3表840查阻抗值BX10001240似等值LJ240阻抗文献3表836查014030（线间均距08m）生活区400KW0kvar数代入（72）（73）电压损耗
<5
满足允许电压损耗求决定采四回BX10001240三相架空线路生活区供电PEN线均采BX10001120橡皮绝缘线
3 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敷设相距约2Km单位变配电10KV母线相连
(1)发热条件选择
工厂二级负荷容量3227KVA热月土壤均温度25℃文献3表843查初选缆心截面25交联聚乙烯绝缘铝心电缆满足求
(2)校验电压损耗
文献3表841查缆芯25铝
（缆芯温度80℃计）二级负荷线路长度2km计数代入（72）（73）电压损耗
见满足求电压损耗5求
(3)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 71示
表71 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
LJ35铝绞线（三相三线架空）
变引入电缆
JLL22100003 35交联电缆（直埋）
380V
低压
出线
1号厂房
VLV2210003240+1120四芯塑料电缆（直埋）
2号厂房
VLV2210003240+1120四芯塑料电缆（直埋）
3号厂房
VLV2210003240+1120四芯塑料电缆（直埋）
4号厂房
VLV2210003240+1120四芯塑料电缆（直埋）
5号厂房
VLV2210003240+1120四芯塑料电缆（直埋）
6号厂房
VLV2210003240+1120四芯塑料电缆（直埋）
7号厂房
VLV2210003240+1120四芯塑料电缆（直埋）
8号厂房
VLV2210003240+1120四芯塑料电缆（直埋）
9号厂房
VLV2210003240+1120四芯塑料电缆（直埋）
10号厂房
BLV100014铝芯线5根穿径25硬塑
生活区
四回路回路3×BX10001×240+1×BX10001×120橡皮线（三相四线架空线）
单位10KV联络线
YJL22—10000—3×25交联电缆（直埋）
第八章 变电防雷保护接装置设计
1．变电防雷保护
（1） 直接防雷保护
变电屋顶装设避雷针避雷带引进出两根接线变电公接装置相连变电变压器装室外露天配电装置时应变电外面适位置装设独立避雷针装设高度应防雷保护范围包围整变电果变电建筑物直击雷防护范围时设独立避雷针规定独立避雷针接装置接电阻（文献3表96查）通常采36根长25 m钢装避雷针杆塔附做排边形排列间距离5 m入顶距面06 m接间40mm×4mm 镀锌扁钢焊接相接避雷针查（文献3表97查）采直径20mm镀锌圆钢引线100 mm ×4 mm镀锌扁钢接体焊接相连装避雷针杆塔基础钢筋相焊接避雷针焊接相连避雷针采直径20mm镀锌扁钢长1～15独立避雷针接装置变电公接装置应3m距离
（2） 雷电侵入波防护
1)10KV电源进线终端杆装设FS4—10型阀式避雷器引线采100 mm ×4 mm镀锌扁钢公接网焊接相连避雷器接端相连接
2）10KV高压配电室装设GG—1A（F）—54型开关柜中配FS4—10型避雷器变压器变压器避雷器保护防雷电侵入波危害
3）380V低压架空线出线杆装设保护间隙绝缘子铁脚接防护低压架空线侵入雷电波
2．变电公接装置设计
（1）接电阻求
文献3表923查边点公接装置接电阻应满足条件：
（91）
中A （92）
式中 UN电网额定电压单位kV
UN电网中架空线路总长度单位km
UN电网中电缆线路总长度单位km
公接装置接电阻
（2）接装置设计
采长25m50mm钢文献3中式924 (93)
初选16根变电三面均匀布置距5 m垂直入顶离面06 m间40mm×4mm镀锌扁钢焊接相接变电变压器室两条接干线高低压配电室条接干线室外公接装置焊接相连接干线均采25 mm ×4 mm镀锌扁钢变电接装置面布置图图81示接电阻验算公式（94）：
（94）
满足欧接电阻求式中查工厂供电设计指导表927环行敷设栏似选取
图8－1变电接装置面布置
第九章 设计总结
次试验学期学供配电技术课程设计检验够学供配电课程良应实际生活中次检验课程设计时间周次实验供配电理应掌握更加深刻次解次实验毕业设计前独立设计项考验实验实验需运已学专业知识通查找资料完成机械厂降压变电设计
课程设计务书时候先面步骤求步步进行操作遇困难时需根务情况图书馆网查找筛选出相关资料者询问周围学完成部分完成部分组合成完整设计通次实验工作奠定基础工作中重通周查找资料学掌握根厂电负荷实际情况安全性济性选择方案设计出设计图通次次改变选线分析校验次次发现问题然根问题进行深入学设计题目更理解进行机械厂降压变电电气设计基础认识工作学帮助种力专业必少
附录1 某机械厂降压变电接线电路图（A1图纸)图纸附件存
参考文献
1刘学军﹒周振雄﹒刘畅﹒王洪希﹒田伟﹒工厂供电设计指导﹒北京：中国电力出版社﹒2008
2刘介﹒工厂供电简明设计手册﹒北京：机械工业出版社﹒1993
3刘介﹒工厂供电设计指导﹒2版﹒北京：机械工业出版社﹒2009
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