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供配电系统课程设计指导书福建工程学院信息学院建筑电气教研室第一节概述供配电设计应包括负荷的分析计算、确定配电方案、选择凹凸压电气设备及成套设备、确定变压器的台数、容量及变电所主结缓方案、进行短路计算后电气设备进行校骏、考虑电气设备的布置方案，还可以包括继电爱护、二次回路、防雷与接地以及电气照明设计内容。一、供配电设计必雷遵循的一般原则供配电设计必需遵循以下原则：1）必密遵循国家的有关法令、标准和规范，执行国家的有关方针、政策,包括节约能源、节约有色金感等技术经济政策。2）应做到保障人身和设备的平安，供电牢It,电能质量合格，技术先进和经济合理，设计中应采纳符合国家现行有关标准的效率商、耗能低、性能先进的电气。3）必畲从全局动身，统筹兼顾，依据负荷性演、用电容量、工程特点和地区供电条件，合理确定设计方案。4）应依据工程特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，以近期为主,适当考虑扩建的可能性。二、供配电设计的基本内卷供配电设计主要包括变配电所设计、高压配电线路设计、低压配电或路设计和电气照明设计等。（一）变配电所设计变配电所设计包括以下基本内容：1）负荷计算及无功功率补尝计算。2）变配电所所址和型式的选择。3）变电所主要电器台数、容量及类型的选择（配电所设计不含此项内容）。4）变配电所主接线路的设计。5）短珞电流的计算。6）变配电所一次设备的选择。7）变配电所二次回路方案的选择及继电爱护装置的选择与装定。8）变配电所防雷爱护和接地装置的设计。9）编写设计说明书及主要设备材料单。10）绘制变配电所主结线图、平面图和必要的剖面图、二次回路图及其他施工图。（二）低压配电线路设计低压配电线路设计包括以下基本内容：1）低压配电线路系统方案的确定.2）低压配电段路的负荷计算。3）低压配电线路的导线和电缆的选择。4）低压配电设备和爱护设备的选择。5）低压配电系统接地装置的设计。6）低压配电线路敷设方式的设计.7）编写设计说明书及主要设备材料清单。8）绘制车问低压配电系统图、平面布线图及其施工图样。在接到设计任务书后，首先应仔细学习和消化设计任务书，明确设计的题目、任务和要求，旅清晰已给了哭些原始数据,尚缺哪些数据和资料须要自己收集，然后应考虑借阅一些有助于设计的图书资料，井草拟一个设计的大致进程支配。在设计过程中，既要充分发挥自己的主观能动性，独立设计，又要很好地与指导老灯协作,争取指导老师的指导，更走弯路。其次节设计步骤一、收集原始费科在动手设计之前，应依据设计任务书的要求，收集用电设备的性质、特征、功率、布局、环境及气象条件；有关厂房的平面图及断面图；用电设备平面布置图；电源的电压、容量及可能供应的供电方式。二、电力负荷的分析计算依据工艺设计供应的各厂房电力负荷清单，分析那些电力设备展一级负荷，那些典二级负荷，那些属三级负荷，然后按须要系数法分别计算出各厂房及全厂的计算负荷，在全厂平面图上画出各厂房的负荷图。依据各厂房的负荷性质及平面布局，确定在那些地方设车间变电所及各变电所中的变压器台数。然后依据确定的车间发电所布局，拟出各车间变电所供电范围.并计算各变电所的计算负荷。1 .车间变电所负荷计算示例工程上都采纳列表来表示，以下是对两座厂房供电的变电所计算实例。2 .变压器的选择依据S却=309kVA,可选315kYA。查供配电技术附录表2并考虑到今后发展的要求：½S9-400kVA变压器一台。3 .低压补偿柜的选择拟采纳无功功率自动补偿屏，装在变电所低压母线集中补偿。从GCS低压抽层式开关柜手册中选用总电容容量为116kvar电容屏型号：GCS-34-台GCS型低压无功功率自动补偿屏有34、35两种方案，其中之34方案为主屏，35方案为辅屏。34,35方案各有A、B.C三种规格，其中A规格采纳10步限制，每步投入16kvar,共16OkYar：B规格果纳8步限制,每步投入16kvar,共128kvar;表1、车间变电所负荷计算表设备名称台教P.kWK,CostanPJkwQkWJxZKVA冷加工机床603000.20.51.7360103.8机通风机10300.80.80.752418修电焊机3400.350.61.331418.6车吊车3660.150.51.739.917.1问千操箱1200.71.00140照明251.01.00250小计146.9157.5热箱式炉2900.70.950.336320.8处高频火机11000.70.71.027071.4理通风机360.80.80.754.83.6车吊车1110.151.731.71.72.9问照明101.01.00100小计149.598.7变电所低压负背取Ki=O.95282243372补偿电容-116补偿后低压负荷282127309C规格采纳6步限制，每步投入16kvar,共96kvar°选择步骤：依据限制步数要求，选择1台34方案主屏。依据所需无功补偿容量再补充1台或数台35方案辅屏。详细可见GCS手册。4 .全厂负荷计算将各车同变电所的计算负荷，加上变压器损耗功率及商压负荷，总加后乘以参差系数再减去高压补偿功率，即得全厂计算负荷。三、率河配电系烧设计工厂大多数用电设备是380V的，驾驭车间配电系统设计是特别重要和必要的。车间配电的特点是用电设备台数多，设备投动机会多；绝大多数采纳绝缘导线为防止导或过热引起火灾,正确设置导线过电流爱护是特别重要的。车同配电系统设计应依据工艺设计所供应的设备平面布置图、拟出两种可行的车间配电系统方案进行比较后，确定一种方案。车间配电设计应考虑的问题：1、车间变电所应靠近负荷中心2、车间电力故路的敷设方式如图1沿梁跨梁沿墙、沿柱穿管明敷设设备穿管理地暗敷设沿梁、跨梁、沿墙、沿柱适用于干线敷设。从分电箱到用电设备的支钱一律采纳图1穿管埋地暗敷设。离地3.5m以上的电力段路允许采纳裱导鼓。离地面3.5m以下的导段必需采纳绝缘导线，黑地面2m以下的导线必带加机械爱护（穿钢管或硬塑料管）。3.配电方式：（1）为削减电压波动引起的闪耀，理明爱路应在车间动力总开关之前分出.（2）离配电点比较近的.且功率比较大的少数用电设备可以用放射式供电。（3）对于功率比较小、台数比较多的设备，宜于采纳干线对分电箱供电，然后由分电箱对各用电设备配电，（4）考虑分电箱供电范围时.留意支线的敷设不要跨过通道；通道另一侧的设备，应由另一侧的分电箱供电，不要实行这一侧的用电设名由另一侧的分电箱供电。（5）吊车电源不要经过分电箱，应经单独的开关干脆引自干线。依据前这些原则及车间设备平面布置，即可拟出两种可行方案.进行技术经济比较后，确定一种方案。4、导线截面的选择：车间导线截面的选择应由分电箱起先。（1）首先选择分电箱中各路的熔体额定电流：因为确定分电箱的规格，不是各路的计算电流，而是各路的熔体撷定电流，因为熔体额定电流大于各珞计算电流.熔体额定电流应满应满意下列两式,n.fe>K1.PK（2）依据已选出的各路熔体蔽定电流，并预留12路（将来增加用电设备时不要更换分电箱）去电气设备手册上，选择出线路数和熔断器电流相适应的分电箱。（3）依据已选出的各路体额定电流及各路的计算电流及敷设方式、环境温度等,从电气设备手册上选出相应的导段及电线管。选熔断器、导线及.电箱采纳表4可以一目了然。表2XX号分电箱型号XXXX设备编号PekWIcAI.ft导线电线管截面长度直径长度12分电箱干线的导发（力干线散面的选择：由于每只分电箱或每路干线所接的设备台数不多，所以干线的计算电流应按利用系数法计算，这样才能照看到大容量设备对计算电流的影响。选干线截面时，应留有余量，以备负荷的发展。选择千设截面之前，应先选干线的过电流爱护电器（熔新的或自动开关）因导线必需与爱护协作。干线导线由两部分组成，一部分是敷设在车间的明敷设部分，按明敷设选导线，另一部分是从配电屏引到干线这一部分，多数是穿管敷设，应按穿管导线选择。四、低压配电屏的选Ih（一）GCS开关柜介绍，可参考供电工程第77页。（二）低压开关柜的选择1,低压进线柜的选择（1）台数的选择：有几台变压器就有几台低压进线柜（2）方案的选择：与低压进线方式有关，若封闭式母线高压进埃，则选择O1.方案：若从侧面进线，则选择02方案；若用电缆从底下迸歧，则选择03方案；若有备用电源，则选择07或08方案。（3）规格的选择：与变压器容量有关，可依据变压器容量算出低压侧的出线电流，假如算出来的低压侧的电流为1230A,则可选择E规格。2.低压出线柜的选择（D低压抽展的选择与低压拍翘的出线电流有关，而出或电流就是前面计算的千线电流。可依据出线电流的大小,比照GCS开关柜选取抽屉。低压出线的爱护装置有三种；低压断路器，低压负荷开关，接触器.一般选用低压断路器,较为牢靠且维护便利.（2）低压抽展的组合从GCS手册杳出每个抽屉的高度，再依据开关柜的有效抽屉高度（176Om）去组合.图3电气主结线图四、选择高压电号厂区高压供电系统确定后，可依据确定的高压系统图选择高压电器。1 .计算短路电流：选定短路电流计算点，作等值电路图，计算各点短路电流，将各计算点的短路电流值填入表3中表3XX广姮路电流计算值短路计算短路电流kA短路容量/MVA,1.UcnK-IK-22 .电器选择(1)电源开关愦电级路开关及高压电动机开关等都应当选用断路器.(2) 100KVA以下的电力变压器的高压开关,可以考虑采纳隔离开关协作高压熔断器，户外可以采纳跣开式熔断器，但是这时变压器低压侧分装能带负荷通断的总开关。(3) 100KVA以上电力变压器高压恻须装负荷开关配熔断器。(4)时于要求自动切断的电力变压器，高压侧须装断路器。(5)对一级负荷供电的配电所，可选用小车式开关柜，如KYN28型，断路器可互换运用,无重要负荷的变电所可采纳固定式开关柜，如GG-IA(F)系列，但现在巴基本被淘汰。（6）高压开关柜的进出线，一般果电缆。（7）选用的电器（断路器、隔离开关、负荷开关、熔新器、电流互感器等）应按表4校旌。表4XX电器校验表序装置地点电气条件XX电器结号项目数据项目数据果1UJkVUJkV2Ix/Ak/A3/：/kAIJkA4-,kA1.JkA51,2tJkAirSI.2tkA2S电流互感器的动稳定按:Q-热稳定按：（IUc）%>I/t电力电境要做短路热稳定校验。六、交配电所平面布置设计：依据变电所应靠近负荷中心及迸出线便利的原则,确定变电所的位置,然后依据环境条件确定变压器是放在户外还是室内。变电所布置次尺寸关系到平安运行，必需遵守规程对各都住的尺寸要求，我国已编有变电所标准图集如G全国通用电气装置标准图集1）264,D265,1）266等。我们可以依据巳选定的变压器功率及凹凸压两侧应装设的电器,配电屏数量等从标准图集中选出相适应的变电所结构图，作少量修改后加以采纳，这样比较牢靠、省工。（1）配电室平面布置图如图4配电室的尺寸，要依据配电屏数量及操作走廊等来确定。七、涌量爱妒八、防凡是与架空线路相连的进出线，在入户处.变电所母残上都要装一组YW型避雷器。九、接地按规定IOKV配电袋置的构架,变压器380Y的中性点及外壳，以及.38OY电气设备的金属外壳等都须要接地，其接地电阻要求小于4。1 .接地电陋的计算2 .接地体的布置3 .列出人工接地所需的材料的规格和数量。十、蛉变电所系烧图及平剖面图低压室1200900图4电气平面布置图MI:50第三节设计任务书一、通用机暑厂供配电系就的电气设计1、设计要求要求依据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际状况，并适当考虑到工厂生产的发展，依据平安牢靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置与型式,确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主结线方案及凹凸压设备和进出鼓，确定二次回路方案，选择整定继电爱护装置,确定防雷和接地装置,叔终按要求写出设计说明书,绘出设计图样。2、设计依据1）通闻机器厂厂区平面图如图5所示。2）金工车间设备平面布置图如图6所示。3）各车间负荷表及金工车间设备明细表见表5、表6。冷作车间金工车间装配车间图5厂区平面图表5各车间负荷表车间PkwQ11.Zkvar叔大电机kW冷作10011030装配809022仓库20207.5户外照明20154）供电电源状况：在金工车间东恻1.2km处.有一座IOkV配电所，先用Ikm的架空线路，后改为电缆线路至本厂变电所，其出口断路器的断路容量为500MVA,1.=Is,此断路器配备有定时限过电流爱护和电流速断爱护,定时限过电流爱护整定的动作时间为1s。5）气象资料。本厂所在地区的年景热月平均气温为34.6岂。6）地质状况。土壤电机率100m3、完成的技术费料1）设计说明书，内容：前言；书目：负荷计算和无功功率补偿；变电所的位置与型式的选择及主变压器的台数与容量、类型的选择；金工车间配电系统的确定：变电所主结线方案的设计；短路电流的计算；变电所一次设备及进出发的选择与校脸：变电所二次回路方案的选择及继电爱护的整定；附录及参考文献。2）设计图样,内容：变电所主接线图：变电所平面图及剖面图.4 .时间支配：课程设计（含芽合实践）周数：2时间设计内容第1天布置任务，熟识题目，借参考资料及手册，打算画图工具。第2天确定车间的配电方案.比较择优。负荷计算，确定变压器的台数和容量。第3天选择导线、电缆及电气设备第4天选择凹凸压电气设备及成套配电装置第5天进行短珞电流的计算及校验电气设备第6天变电所二次回路方案的选择及继电爱护的整定第7天画主结绘图第8天画平面布置图及剖面图第9天写设计说明书第10天答辩表6金工车间设备明细表序号设备名称设备容量/H台数1313-1623253632-34车床7+0.125144洗床10+2.8152135摇身站4.5+1.7+0.6+0.1253674142恍床7+2.8489洗乐7+1.72IO眇轮机3.21I1.12砂轮机121718磨床7÷1.7÷0.5219磨乐10+2.8+1.512038磨床1012.89522237车床10+0.12522627磨床14+140.640.15228立车55474112937+1.7130大军20*0.15131摇臂估Iog513940龙门包75+4.5+1.7+1.7+1+1+0.52434445铳床7+1.7316他床6.5+2.8147洗床7+2.8148桥式起空机（e=25%）1H5+5+2.214950桥式起吏机（E=25%）16+5+5+3.5另外全厂照明密，叟为：I27m268。MOCo图4金工车间设备平面布置图二、某机械厂降压变电所的电气设计1,设计要求要求依据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际状况.并适当考虑到工厂生产的发展，依得平安牢常、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主结线方案及凹凸压设备和进出境,确定二次回路方案，选择整定继电爱护装置.确定防雷和接地装置,鼠终按要求写出设计说明书，绘出设计图样。2,设计依据1）工厂总平面图如图7所示。图7工厂总平面图2）机加工车间平面图如图8所示。3）工厂负荷状况本厂多数车间为三班制.年最大负荷利用小时为4600h.日最大负荷持钱时间为6he该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷处，其余均属三级负荷。本厂的负荷疣计得到的全厂负荷表见表7,机加工车间设备明细表见表8。4）供电电源状瓦依据工厂与当地供电梯门签订的供用电协议规定，本厂可由旁边一条IOkV的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向叁看工厂总平面图。该干段的导线牌号为1.GJ-150.导线为等三角形排列.设距为2m；干线首端距哥本厂约8k11u干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MVAe此断路器配备有定时限过电流爱护和电流逢新爱护，定时限过电流爱护整定的动作时间为1.7s0为满意工厂二级负荷的要求，可采纳高压联络线由邻近的单位取得备用电源。巳知与本厂高压恻有电气联系的架空线路总长度为80km,电缆线路总长度为25km。5）气象资料本厂所在地区的年最高气温为38C,年平均气温为23T,年最低气温为-8T,年最热月平均最高气温为33P,年最热月平均气温为26（,年最热月地下0.8m处平均温度为25*C0当地主导风向为东北风，年留暴日数为20天。表7全厂负荷表厂房编号厂房名稀负荷类副设备容量kW须要系数功率因数1铸造车间动力3000.30.70照明60.81.02报压车间动力3500.30.65照弭80.71.07机加工车间待算6工具车间动力3600.30.60照明70.91.01电镀车间动力2500.50.80照明50.81.03热处理车间动力1500.60.80照明50.81.09装配车间动力1800.30.70照明60.81.010机修车间动力1600.20.65照明40.81.08锅炉房动力500.70.80照明10.81.05仓库动力200.40.80照明I0.81.0生活区照明3500.70.9表8机加工车间设备明细表序号设备名称设备容量/kW台数1车床C630M10+0.12512万能工具峥乐M5H2+0.07513、4.5一艘车床C620T7+0.62536一锻车床C620-35+0.62517-12一般车床C6204+0,625613螺旋套丝机S-81393÷O.I25114一被车床C63Q10+0.125115管螺纹车床Q1197+0.625116描中钻床Z358+0.5117、18困柱立式,估床Z50403+0,1252195t单柔吊车1040.2120立式砂轮1.7512k22牛头刨床B6653223万能优床X631.13124立式钱床X52K9÷O.I25125该齿机丫-304.1126插床B50324127弓锯机G721.7128立式站床Z5120.6129电极式被浴电阻炉20（单相38OV）130井式回火电阻炉24131箱式加热电S1.炉45132车床CW6-131.9133立式车床C512TA35.7134卧式饯床J68IO135单臂一床BHnO701机加工车间照明密,变12WZm26）地质水文资料本厂所在地区平均海拔500m,地层以砂粘土为主，地下水位为2m.7）电费制度本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/（kYA）,动力电费为0.20元/（kWh）,照明电费为0.50元/（kWh）.工厂坡大负荷时的功率因数不得低于0.90。此外，电力用户将按新装变压器容学计算,一次性地向供电霁门交纳供电贴费:610kV800（kVA）3、完成的技术资料同题一4.设计时向设计主旻介学费料：1、K工业与民用配电设计手册（中国肮空工业规划设计探讨院等编1994）2、工厂常用电气设备手班（中国电力出版社其次版上、下班兵器工业第五设计探讨院主堤1998,1）3、电气设备选择施工安装设计应用手册（中国水利水电出版社刘宝林主编1998、10）4、定型图册：0264附设式电力变压器布置、D263变配电所常用设备构件安装冶金工业部北京钢铁设计院编制1976）5、供配电技术（机械工业出版社刘介才主煽200k1）6、£工厂供电设计指导（机械工业出版社刘介才主编1998.2）7.供电工程3（机械工业出版社翁双安主编2004.6）-IJOOg1-00二：r-!-0r1研！ii3QoSJ314524RAtti三JV1.=:有触殁（角的30mm30mm<4mn）/41na榜Qgq竽25,3"一-1V-12.I102I1.QEIK173.1253.1258?5F（2527.7>O28（X6357VE33f.7,仰c7_3T-14.62557625_，yO13410.125t?2?O?5_6000厂.60QTr_6001>一1.6V00,r60凶r.6（©0_EOOO一16000.O（2）*0©,©图8某厂机加工一车间平面布置图变压叁三宣