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[供电工程课程方案设计书x]

时间：2021-10-31 13:37:01 来源：网友投稿

刖言

电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。

在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。

因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。

工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：

安全在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。

可靠应满足电能用户对供电可靠性的要求。

优质应满足电能用户对电压和频率等质量的要求.

经济供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。

此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。

课程设计是学习中的一个重要环节，通过课程设计可以巩固本课程理论知识，掌握供配电设计的基本方法，通过解决各种实际问题，培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力，同时对电力工业的有关政策、方针、技术规程有一定的了解，在计算、绘图、设计说明书等方面得到训练，为今后的工作奠定基础。

本设计可分为九部分：用户负荷计算和无功功率计算及补偿；变电所位置和形式的选择；确定主接线方案；短路电流的计算；变电所一次设备的选择与校验；用户电源进线及用户高压配电、低压配电线路的选择；保护装置的选择和其整定装置的计算；心得和体会；附参考文献。

由于设计者知识掌握的深度和广度有限，本设计尚有不完善的地方，敬请老师、同学批评指正。

1、设计应遵循的原则及原始资料

1. 1供配电设计应遵循的原则

供配电设计应根据上级批文的内容，依据建设单位的具体设计要求和工艺设计所提出的具体条件进行，并遵循以下原则：

（1）遵守规程、执行政策。

必须遵守国家的有关规定及标准，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。如国家标准 GB50052-95《供配电系统设计规范》、GB50053-94《10kV及以下设计规范》、GB50054-95《低压配电设计规范》等的规定。

（2）安全可靠、先进合理。

应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。

（3）近期为主、考虑发展。

应根据工作特点、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，适当考虑扩建的可能性。

（4）全局出发、统筹兼顾。

按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。供配电设计是整个用户设计中的重要组成部分。用户供电设计的质量直接影响到用户的生产及发展。作为从事供配电工作的人员，有必要了解和掌握供配电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。

1. 2本设计的原始资料

1. 2.1工厂负荷情况

该船用柴油机厂拥有铸锻、热处理、机械加工、冷作焊接、工具动力、装配试车等车间及汽车冲压件分厂，配有热工仪表化实验、长度计量、柴油机测试、分离机测试、计算机中心等质量控制与生产管理系统。

工厂主要产品有柴油机、分离机、浓缩机、胶乳机及汽车底盘及相关件。

柴油机产品广泛用于船用主机、船舶电站、陆用电站。

公司为三班制全年连续生产，年最大负荷利用小时数为 5600h。大部分用

电设备要求不间断供电。负荷统计资料如表 1所示。

表1负荷统计资料

编号

车间名称

设备容量/kW

需要系数

功率因数

铸锻车间

1600

0. 50

0. 65

热处理车间

1400

0. 56

0. 75

机械加工车间1

980

0. 30

0. 65

机械加工车间2

900

0. 30

0. 65

冷作焊接车间

650

0. 35

0. 70

工具动力车间

720

0. 65

装配试车车间

600

0. 30

0. 75

模具车间

870

0. 50

0. 65

汽车冲压件分厂

1590

0. 60

0. 70

办公、食堂

420

0. 45

0. 80

厂区照明

200

0. 50

0 . 85

1.2.2、供电电源情况

按照公司与当地电业部门签订的供用电协议规定，本公司可由附近两个地区变电站取得工作电源。其中甲站为 110/35/10kV变电站，有35kV和10kV两

种电压的出线可供公司选用，距公司约为 5km;乙站为110/10kV变电站，可向

公司提供所需的10kV电源，距公司约为7km。

变电站其他相关数据如下表:

变电站及母线

SQx(MVA)

Sf* (MVA)

备注

甲站

35kV母线

500

300

继电保护整定时间要求不大于 2.0s

10kV母线

400

260

乙站

10kV母线

300

200

1.2.3、供用电协议要求

以35kV向公司供电时，公司的功率因数不应小于 0.9；以l0kV向工厂供电时，公司的功率因数不应小于 0.95。

按两部电价制交纳电费，基本电价20元/千伏?安/月，电度电价0.5 元/度。

1.2.4、工厂自然条件

年最高气温39r，年平均气温23r，年最低气温-5C,年最热月平均最高气温33 r，年最热月平均气温26 r，年最热月地下0.8m处平均温度25 r .主导风向为南风，年雷暴日数52。平均海拔22m，地层以砂粘土为主。

1.3全厂供电系统草图

根据设计要求，35KV采用内桥接线，6KV采用单母线分段接线，见图1.1.

1 x”

I r

■ 1

/ \

7 E

图 1.1.

采用内桥接线的特点是：线路的投切比较方便，变压器的投切比较复杂。

　单母线分段接线的特点是：母线分段后，对于重要用户可由分别接于两段母线上的两条出线同时供电，当任一组母线故障或检修时，重要用户仍可通过正常母线段继续供电，而两段母线同时故障检修的概率很小，大大提高了对重要用户的供电可靠性。

2、电力负荷的计算

2.1负荷计算

负荷计算是指导体通过一个等效负荷时，导体的最高温升正好和通过实际的变动负荷时其产生的最高温升相等，该等效负荷就称为计算负荷。

工业企业电力负荷计算的主要目的是：

、全厂在工程设计的可行性研究阶段要对全厂用电量作出估算以便确定整个工程的方案。

、在设计工厂供电系统时，为了正确选择变压器的容量，正确选择各种电气设备和配电网络，以及正确选择无功补偿设备等，需要对电力负荷进行计算。

用电设备组计算负荷的确定

工程上常用方法有需要系数法和二项式法。

需要系数法简单方便，计算结果基本符合实际。用电设备台数较多，各台设备容量相差不悬殊时，宜采用需要系数法，一般用于干线，配变电所的负荷计算。

二项式法的应用局限性较大，但在确定设备台数较少而容量差别悬殊的分支干线的计算负荷时，较之需要系数法合理，且计算也较方便。

此处只介绍需要系数法。

1单组用电设备组计算负荷

有功计算负荷（kW） : P30 =KdPe

无功计算负荷（kvar）： Q3o = P30 tan

视在计算负荷（kVA）: S30 =P3°/cos :

计算电流（A）: I30 =S3°/（、3Un）

式中，Kd为需要系数，Pe为设备组总的设备容量（对断续周期工作制的用电

设备组，换算到一个统一的负荷持续率下）， cos'为用电设备组的平均功率因

数；tan 为对应于cos :的正切值。

2 ?多组用电设备组计算负荷

结合具体情况对其有功负荷和无功负荷分别计入一个同时系数 KZp和K勺:

对车间干线，可取 K^ -0.85?0.95, K羽=0.90?0.97。

对低压母线，分两种情况：①由用电设备组计算负荷相加来计算时，可取

=0.80?0.90，=0.85?0.95;②由车间干线计算负荷相加来计算时，

可取 K^ =0.90?0.95, K 5 -0.93?0.97。

有功计算负荷：P30 =K虽龙氐」

总的无功计算负荷为：Q30 = K^IQ30,i

视在计算负荷：S30 = , P30 - QL

计算电流：丨30 =S3。/、.3Un

按照以上公式可计算出各车间的电力负荷情况。

各车间电力负荷计算如表1:

表1电力负荷计算表

计算占八、、

厂房名称

设备容量

Pe/kW

需要系数

（Kd）

功率因数

（cos ? ）

tan(

? )

计算负荷

Pc/kW

Qc/ kvar

Sc/ kVA

Ic/A

①

曲颈瓶

车间

358

0.65

0.80

0.75

232.70

174.53

290.88

441.94

②

铝盖车间

220

0.60

0.70

1.02

132.00

134.67

188.57

286.50

③

印刷车间

320

0.55

0.65

1.17

176.00

205.77

270.77

411.39

④

pvc车

间

280

0.50

0.80

0.75

140.00

105.00

175.00

265.88

⑤

装订车间

150

0.20

0.75

0.88

30.00

26.46

40.00

60.77

⑥

食堂、锅炉房

0.60

1.33

18.00

24.00

30.00

45.58

⑦

仓库

0.30

0.85

0.62

4.50

2.79

5.29

8.04

⑧

办公区

0.80

0.90

0.48

16.00

7.75

17.78

27.01

2.2、无功功率计算补偿

2.2.1 提高功率因数的意义

在工业企业电力用户中，绝大多数用电设备都呈现电感性，比如感应电动机、感性变压器、电焊机、电弧炉及气体放电灯等，需要从电力系统中吸取无功功率，从而导致功率因数降低，而且将会带来以下后果。

（1）电力网中输电线路上的有功功率损耗和电能损耗；

（2）使电力系统内的电气设备容量不能充分利用；

（3）功率因数过低还将使线路的电压损耗增大。

因此，电力系统功率因数的高低是相当重要的，必须设法提高电网中各个部分的功率因数，以充分利用电力系统内各发电设备和变电设备的容量，增加其输电能力，减小供电线路导线的截面，节约有色金属，减少电网中的功率损耗和电能损耗，并降低线路中的电压损失和电压波动，以达到节约电能和提高供电质量的目的。

当功率因数提高时，无功功率和视在功率减小，从而使负荷电流相应减小。这就可使供电系统的电能损耗和电压损失降低，并可选用较小容量的电力变压器、开关设备和较小截面的电线电缆，减少投资和节约有色金属。因此，提高功率对整个供电系统大有好处。

最大负荷时的功率因数是指在年最大负荷（即计算负荷）时的功率因数，按下式计算

cos—史

我国《供电营业规则》规定：容量在 100Kv?A及以上高压供电的用户，最大负荷时的因数不得低于 0.9,如果达不到要求，刚必须进行无功补偿。本设计要求不得低于0.92。因此，在进行供电设计时，可用此功率因数来确定需要无功补偿的最大容量。

2.2.2无功补偿方案论证

根据该药用包装厂的具体情况，可提出以下无功补偿的方案，对这些方案进行比较和论证后，选择最合理的方案。

（1）方案一：采用电力电容器进行无功补偿

在传统供配电系统中普遍采用并联电容器的方法来进行无功补偿。根据电容器安装的位置不同，可分为高压集中补偿、低压集中补偿和分散地就地补偿（个别补偿）三种。高压集中补偿补偿效果不如后两种补偿方式，但初投资较少，便于集中运行维护，而且能对企业高压侧的无功功率进行有效补偿，以满足企业总功率因数的要求，所以在一些大中型企业中应用。低压集中补偿补偿效果较高压集中补偿方式好，特别是它能减少变压器的视在功率，从而可使主变压器容量选得较小，因而在实际工程中应用相当普遍。分散地就地补偿补偿效果最好，应优先采用。但这种补偿方式总的投资较大，且电容器组在被补偿的设备停止运用时，它也将一并被切除，因此其利用率较低。这种方式特别适用于负荷平稳、长期运行而容量又大的设备，如大型感应电动机、高频电炉等。不过，对于供电系统中高压侧的其本无功功率的补偿，仍宜采用高压集中补偿和低压集中补偿的方式。

（2）方案二：采用静止型无功补偿装置（SVC进行无功补偿

为了减少无功功率冲击引起的电压闪变，国内普遍采用一种静止无功功率补偿装置（SVC进行无功功率补偿。SVC在调节的快速性、功能的多样性、工作的可靠性、投资和运行费用的经济性等方面具有显著的优点。静止无功补偿装置（SVC包括晶闸管控制电抗器（TCR和晶闸管投切电容器（TSC，以及这两者混合装置（TRC+TSC等。该装置有能校正动态无功负荷的功率因数、改善电压调整、稳定母线电压、减少电压闪烁、减少电压和电流不平衡等作用。

　由于在不同的应用场合，对补偿装置容量的要求不一样，该装置可根据不同的控制目标来采用不同的控制策略。

（3）最终方案的确定

由于该厂属二级负荷，拟建四个车间变电所，其中一个和高压配电所建在一块。为了使变压器容量选的更小，故采用低压集中补偿方式，即在每个车间变电所进行无功补偿。最后再计算高压侧的功率因数，若达不到预期要求，则在高压侧再次进行无功补偿。

2.2.3 无功补偿装置的选择及补偿后的计算负荷

由表1可知该厂 380V —侧最大功率刀 Pc=749.2kW最大无功功率刀 Qc=680.95kvar，最大视在功率Sc=1018.29kV ? A,考虑到车间有8个，所以采用1个变电所，变电所带8个车间的型式并且选用的自愈式低压并联电力电容器，以下变电所的无功补偿方案。如表 2所示：

表2变电所（电力负荷计算表）

计算占八、、

艺Pc

i/kW

艺 Qc,i /kvar

同时系数

Pc/kW

Qc/kvar

Sc/kVA

Ic/A

功率因数

（cos $ ）

补偿前C1 点计算负荷

749.2 '

680.95

K艺p= 0.95

K艺q=

0.97

711.74

660.53

971.01

1,475.3

0.73

补偿容量QN- c1/kvar

-360

354.48

实际取 12 组*30kvar=360kvar

补偿后C1点计算负荷

711.74

300.53

772.59

1173.82

0.92

故选择GCS-34型低压无功补偿柜(主柜)(BCMJ-04-30-3E )和GCS-35型低压无功补偿柜(辅柜)(BCMJ-04-30-3E )进行无功补偿。

2.3变压器型号的选择

电力变压器是供电系统中的关键设备，其主要功能是升压或降压以利于电能的合理输送、分配和使用，对变电所主接线的形式及其可靠性与经济性有着重要影响。所以，正确合理地选择变压器的类型、台数和容量，是主接线设计中一个主要问题。

因为该厂属于二级负荷，绝大多数负荷均为感性。为了车间之间供电不相互影响，故初步打算建选八台变压器，机钳车间、铸钢车间、铆焊车间各两台，实验间和综合楼共选两台。

考虑到变压器在厂房建筑内，故选用低损耗的 SC系列变压器。

由于工厂属于三级负荷，并且取得 10kV母线作为电源，所以变电所选用

10kV/0.38kV直降变电所。综合考虑以下几种因素后： 1、便于维护与检查；

2、便于进出线；3、保证运行安全；4、节约土地与建筑费用；5、适应发展要求。

根据C1点的视在计算负荷Sc=772.59 kV ? A。又考虑到工厂以后的发展，所以选用1台10 (1± 5%) /0.4kV SC(B)10型变压器，具体参数如表 2-3所示：表3变压器参数

表2-4计算点B1的负荷

额定容量

SJkVA

空载损耗

△ Pq/W

短路损耗

△ Pk/W

阻抗电压

Uk%

空载电流

I q%

1000

1550

7090

0.6

变压器功率损耗(Sc=772.59KV*A,S

NT=1000KV*A)

计算点

△ P0/kW

△ Pk/kW

I 0%

△ pT/kW

△ Q/kvar

1.55

7.09

0.60

6.00

5.78

41.81

有功功率计算

负荷Pc/kW

无功功计算负

荷 Qc/kvar

视在功率计算

负荷 Sc/kV*A

高压侧计算电

流 Ic/A

功率因素cos?

717.52

342.34

795.01

45.90

0.90

3、短路电路的计算

短路电流计算的目的是为了正确选择和校验电气设备，以及进行继电保护装置的整定计算。短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。对于工厂供电系统来说，常将电力系统当作无限大容量电源。常用的计算方法有欧姆法（有称有名单位制法）和标幺制法（又称相对单位制法）。

在本设计中取三个短路点，分别是：主变压器高压侧，变压器低压侧以及

6KV线路末端。计算方法采用标幺制法，取Sd =100MVA,Ud二Uav,电缆

X0 =0.08」/km,架空线 X0 =04」/km.

3.1用标么值法计算短路电流

3.1.1供配电系统中各主要元件电抗标么值

（1 ）电力系统的电抗标么值。电力系统电抗 Xs,可由系统的短路容量Sk

求取

最大运行方式下：XS.min =

最大运行方式下：XS.min =XS/Zd

最小运仃方式下：Xs.min =Xs/Zd

（2）电力变压器的电抗标么值。电力变压器的电抗值 XT可由其短路电压

Uk%近似的计算，即

X；二

X；二Xt/Zd

Uk%Sd

100Sn

式中，Sn为变压器的额定容量。

（3）电力线路的电抗标么值

式中，I为线路的长度（km）； X。为线路单位长度的电抗（Q/ km）。如数据不详，可按下表取线路电抗的平均值。

线路结构

线路电压

220/380V

6 ?10 kV

> 35kV

架空线路

0.32

0.35

0.40

电缆线路

0.066

0.08

0.12

3.1.2短路计算点选择

按照需要校验的设备安装位置及继电保护所需选择短路计算点，一般选择

为变压器的高压侧和低压侧。如：短路计算电路图短路等效电路图

3.1.3三相短路电流计算

SdX三=| k3)

SdX三

=| k3)/ld

⑶*

三相短路电流周期分量有效值

I；3)= |：3)*|d =ld/Xy

求得I「后，即可利用前面得公式求出丨（3）、I（3）、i S3）和I S3）等。

　三相短路容量的计算公式为

S；3）二 3UCI；3）二 3UcId /Xy 二 Sd /Xv

在工程设计说明书中，常将短路计算结果列成短路计算表，如：短路计算结果表（针对上图）

短路计算点

总电抗标幺值

三相短路电流/kA

三相短路

容量/MV*A

X 2

[(3)

I k

I" ( 3)

I (3)

I co

-(3)

i sh

I (3)

I sh

s； (3)

K-1

MIN

0.91

6.07 1

6.07

r 6.07

r 15.49

9.17

110.41 :

MAX

0.82

6.73

17.16

10.16

122.33

K-2

MIN

6.91

20.90

47.24

27.38

14.48

max

P 6.82

21.17 十

21.17

P 21.17

47.85

27.74

14.67

3. 1.4两相短路电流的计算

无限大容量系统中的两相短路电流，可在求出三相短路电流后利用下式直接求得。

■、3

■、3 .（3）

盲1 k

= 0.8661

3.1.5单相短路电流的计算

在工程设计中，可利用下式计算单相短路电流，即

Z（p_o

式中，U申为电源相电压；Z虹为单相短路回路的阻抗［模］，可查有关手册, 或按下式计算

z 術=\；'（Rt +R 術）2+（Xt +Xcp』）2

式中，R八Xt分别为变压器单相的等效电阻和电抗； R.y、X』分别为相线与N

线或PE或PEN线的回路（短路回路）的电阻和电抗，包括回路中低压断路器过流线圈的阻抗、开关触头的接触电阻及电流互感器一次绕组的阻抗等，可查有关手册或产品样本。

3.2短路校验

3.2.1短路动稳定度的校验条件

对于一般电气设备，因为其中载流部分的结构尺寸为定值，所以短路电流通过时产生的电动力只与短路电流的大小有关。而电气设备在出厂前，通过实验已得出其动稳定电流，因此一般电气设备的动稳定度校验条件为

1 max

i（3）

max

式中，-ax为电气设备的动稳定电流（极限通过电流）峰值； Imax为电气设备的动稳定电流（极限通过电流）峰值有效值。

　imax和Imax可由有关手册或产品样本查得。

其他设备和导体如绝缘子、硬母线等的动稳定度校验条件，可查阅有关设计手册。电缆因其结构特点决定其机械强度较好，一般无须校验短路动稳定度。

3.2.2短路热稳定度的校验条件

对于一般电气设备，因其载流导体材料、长度及截面都已确定，所以短路电流通过时产生的热量Qk只与短路电流和短路电流通过的时间有关。同样，电气设备在出厂前，通过实验已得出其热稳定电流和热稳定时间，因此一般电气设备的热稳定度校验条件为

(3)2 +

:tima

式中，It为电器的热稳定电流；t为电器的热稳定时间。It和t可由有关手册或产品样本查得。

对母线及绝缘导线和电缆等导体的热稳定度校验条件

^k.max —

式中，日k.max为导体在短路时的最高允许温度

要确定入比较麻烦，因此也可根据短路热稳定度的要求来确定其最小允许

截面。即导体满足热稳定的等效条件为

A -

A - Amin

式中，A为导体截面积mm2)； A

式中，A为导体截面积

(mm2)； I(3)为三相短路稳态电流( A)； C为导体的热稳定系数 (为

2 # 2、

A s /mm )。

4、变配电所主接线方案的设计

4.1设计原则与要求

应根据变配电所在供电系统中的地位、进出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定。并应满足安全、可靠、灵活和经济等要求。

安全性

在高压断路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧?必须装设高压隔离开关；

在低压断路器的电源及可能反馈电能的另一侧，必须装设低压刀开关；

35kV以上的线路末端，应装设与隔离开关联锁的接地刀闸；

电压互感器共用一组隔离开关。接于变压器引出线上的避雷器，不宜装设隔离开关。

可靠性

主接线应符合电力负荷特别是一、二级负荷对供电可靠性的要求。一级负荷要求

由两个电源供电，二级负荷，要求由两回路供电或一回路 6kV及以上的专用架空线路或电

缆供电。

变电所的非专用电源进线侧，应装设带短路保护的断路器或负荷开关(串熔断器)。当双电源供多个变电所时，宜采用环网供电方式。

对一般生产区的车间变电所，宜由工厂总变配电所采用放射式高压配电，以确保供电可靠性，但对辅助生产区及生活区的变电所一可采用树干式配电。

灵活性

主接线应能适应供配电系统各种不同的运行方式(如变压器经济运行方式、电源线路备用方式等)，倒闸切换操作简便；检修操作，也应保证供电可靠性的条件。

变配电所的高低压母线，一般宜采用单母线或单母线分段接线。

35kV及以上电源进线为双回路时，宜采用桥形接线或双线路变压器组接线。

需带负荷切换主变压器的变电所，高压侧应装设高压断路器或高压负荷开关。

经济性

在满足上述技术要求的前提下，一次接线应尽量做到投资省、占地少、电损小。

主接线方案在满足运行要求的前提下，应力求简单，变电所高压俩宜采且断路器较少或不用断路器的接线。

中小型用户变电所一般采用高压少油断路器；在需频繁操作的场合则应采用真空断路器路器或SF6断路器。

4.2变配电所主接线方案的技术经济指标

1主接线方案的技术指标

供电的安全性。主接线方案在确保运行维护和检修的安全方面的情况。

供电的可靠性。主接线方案在与用电负荷对可靠性要求的适应性方面的情况。

供电的电能质量主要是指电压质量，包括电压偏差、电压波动及高次谐波。

2?主接线方案的经济指标

线路和设备的综合投资额( Z)。包括线路和设备本身的价格、运输费、管理费、基建安装费等，可按当地电气安装部门的规定计算，其中安装费可参照《全国统一安装工程预算定额》第二册《电气设备安装工程》计算。如电力变压器设备价格倍数约为

2;固定式高压开关柜约为 1.5;手车式高压开关柜约为 1.3高压计量柜约为1.5，高压电容器柜约为1.4。

变配电系统的年运行费。包括线路和设备的折旧费、维修管理费和电能损耗费。

线路和设备的折旧费、维修管理费通常取为线路和设备综合投资额的 4%?6%。电能损耗

费，根据线路和变压器的年电能损耗计算。

供电贴费(系统增容费)。有关法规规定申请用电，用户需一次性向供电部门交纳供电贴费，按新装变压器容量计算，各地规定不一样。

4.3主接线方案的设计

因为工厂是三级负载且考虑到经济因素，故选择单母线接线方式单母线接线方式的优点：简单、清晰、设备少、运行操作方便且有利于扩建。

如图3-1和表3-1所示

图3-1主接线方案

表3-1主接线方案

出线1

出线2

出线3

出线4

曲颈瓶车间

铝盖车间

印刷车间

Pvc车间

出线5

出线6

出线7

出线8

装订车间

食堂、锅炉房

仓库

办公区

4.3.1高压主接线（10kV ）

左侧电缆引入、右侧电缆引出

IX*..1

IX*

..11UX-

柜列编号

NO.1

NO.2

NO.3

NO.4

柜名

进线柜

计量柜

互感器柜

岀线柜

柜型及方案编号

KYN28-12(Z)-005

KYN28-12(Z)

-064

KYN28-12(Z)-050

KYN28-12(Z)-001

一次主要设备元件

真空断路器VS1或

VD4

电流互感器LZZBJ9-

12/150b

电压互感器JDZ10

JDZX10

高压熔断器XRNP-10

接地开关JN15

避雷器HY5W

4.3.2低压侧接线

柜列编号

NO.1

NO.2

NO.3

NO.4

柜名

进线柜

无功补偿柜（主）

无功补偿柜（辅）

出线柜

柜型及方案编号

GCS( BWL2)-01

GCS( BWL2)-34

GCS( BWL2)-35

:GCS( BWL2)-06

主接线方案

负荷容量 1,475.3A 6X 30kvar 6 x 30kvar 1173.82A

采用GCS ( BWL2 )型低压抽出式开关柜

GCS低压抽出式开关柜：具有较高技术性能指标、能够适应电力市场发展需要，并可与现有引进的产品竞争。根据安全、经济、合理、可靠的原则设计的新型低压抽出式开关柜，还具有分断、接通能力高、动热稳定性好、电气方案灵活、组合方便、系列性实用性强、结构新颖、防护等级高等特点。

5、配电线路及导线的选择

在本设计中，为了保证导线和电流选择的可靠安全和经济，我们分别对架空线按允许载流量、允许电压损失、经济电流密度、机械强度进行计算，选出截面积最大值为架空线的截面积。对电缆按允许载流量、允许电压损失、经济电流密度、热稳定性进行计算，选出截面积最大值为电缆的截面积。

为了保证供配电系统安全经济地运行，选择导线和电缆截面时，一般应考虑的条件包括导线的发热、机械强度、电压损失以及线路造价和运行费用。对电缆线路，应还校验其短路热稳定。对低压线路，还应满足与其保护设备的配合要求。

(1)按发热条件选择导线和电缆的截面

线路计算电流为l=45.90A

10mm2截面的VV型电缆在25 C的载流量为 65A，大于45.90A，因此，选择 W22-

0.6/1-4 x 10 型电缆。r0=2.035 Q /km，x0=0.087 Q /km

(2)按电压损失条件进行校验

按电压损失条件选择导线截面，是要保证所选导线截面在实际线路中通过负荷电流产生的电压损失不超过线路允许的电压损失，即

'U% — ：ual%

式中U %为线路实际电压损失百分数； U al %为线路允许的电压损失百分数。

集中负荷的三相线路电压损失计算式为

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若全线的导线型号规格一致，则

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式中r。、Xo分别为导线单位长度的电阻和电抗值； R、Xi分别为各负载点至供电首端部

分线路的电阻、电抗值（Q /km）; Li为各负载点至供电首端线路的长度（ km）。

1 1

.：U % y (PR QX) 2 (717.52 2.035 1 342.34 0.087 1) =1.49 ：： 5

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因此，所选电缆截面满足电压损失要求。

6、开关柜设备的选择

6.1高压开关柜

KYN系列：

KYN 28-12（Z）型户内金属铠装移开式开关设备

KYN28-12型铠装移开式户内交流金属封闭开关设备（以下简称开关设备），系

3.6~12kV三相交流50Hz单母线及单母线分段系统的成套配电装置，主要用于发电厂、中小型发电机送电、工矿企事业单位配电以及电业系统的二次变电所的受电、送电及大型高

压电动机起动等，既可配用ABB公司的VD4断路器，又可配用国产 VS1真空断路器，实

压电动机起动等，既可配用

为一种性能优越的配电装置。

主接线方案

柜体尺寸

额定电流（A）

800X1500X2300 800X1500X2300

1000X1500X2300 1000X1500X2300

800X1500X2300

1000X1500X2300

630~3150

真空断路器VS1

1 或VD4

一次

主要电流互感器

设备 LZZBJ9-12/150b 元件

接地开关JN15 避雷器HY5W

回路名称备注方案编号

受电、馈电

额定电流1600A及以上，则柜宽为 1000mm

006

007

主接线方案

柜体尺寸

额定电流（A）

真空断路器VS1或

次VD4 主要设备元

电流互感器LZZBJ9-

12/150b

接地开关JN15

件避雷器HY5W

回路名称备注

6.2低压开关柜

GCS系列：

008

800X1500X2300

1000X1500X2300

630?3150

800X1500X2300 800X1500X2300

1000X1500X2300 1000X1500X2300

受电、馈电

009

010

800X1500X2300 800X1500X2300 800X1500X2300 800X1500X2300

1000X1500X2300 1000X1500X2300 1000X1500X2300 1000X1500X2300

联络（右）

受电、馈电

额定电流1600A及以上，则柜宽为 1000mm

联络（左）

GCS 低压抽出式开关柜：具有较高技术性能指标、能够适应电力市场发展需要，并可与现有引进的产品竞争。根据安全、经济、合理、可靠的原则设计的新型低压抽出式开关柜，还具有分断、接通能力高、动热稳定性好、电气方案灵活、组合方便、系列性实用性强、结构新颖、防护等级高等特点。

主电路接线方案：

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7、继电保护及一些防雷保护措施

7.1供电系统的继电保护

在供电系统中发生故障时，必须有相应的自动保护装置，或将故障部分即使地从系统中切除，以保障非故障部分的继续工作；或发出报警信号，以便值

班人员检查并采取消除故障的措施。这种保护装置的核心可以是继电器、电子元件电路或微处理器。

由于电气设备内部绝缘的老化、遭受雷击、外力破坏损坏或工作人员的误操作等原因，可能使运行中的电力系统发生故障和造成不正常运行状况。最常见的故障是各种形式的短路，各种短路均会产生很大的短路电流，同时使电力系统的电压水平降低，从而引发很多严重的后果。

在电力系统中，除应采取各项积极措施消除或减少发生故障的可能性以外，故障一旦发生，必须迅速而有选择性地切除故障元件，这是保证电力系统安全运行的最有效方法之一。切除故障的时间常常要求小到十分之几甚至百分之几秒，因此只有在电气元件上装设保护装置才有可能满足这一要求。这种保护装置大多由继电器及其附属装置构成的，故称为继电保护装置。

　继电保护装置，就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状况，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。为保证安全可靠的供电，电力系统中主要电气设备及线路都要装设继电保护装置。继电保护装置的任务是：

（1）当被保护设备或线路发生故障时，保护装置迅速动作，有选择地将故障部分断开，以减轻故障危害，防止事故蔓延。

（2）当设备出现不正常运行状况时，保护装置一般作用于信号，以便及时采取措施，防止事故发生。

7.2 防雷措施

凡有雷电活动的日子，包括看到雷闪和听到雷声，都称为雷暴日。由当地气象台、站统计的多年雷暴日的年平均值，称为年平均雷暴日数。年平均雷暴日数不超过 15 天的地区，称为少雷区。年平均雷暴日数超过 40 天的地区，称

为多雷区。根据所给技术数据显示，该船舶辅机厂所在地区年平均雷暴日数为 52.2 天，为多雷区，说明该地区的雷电活动极为频繁。因此防雷要求高，有必要加强防雷措施。

对于6?10kV变配电所应在每路进线终端和每组母线上装设避雷器，本设计采用此方法

8 、小结与体会

这次课程设计历时两个多星期，经过这两个多星期的学习，我发现自己有

很多的不足，无论是对知识的理解，还是实践能力以及理论联系实际的能力都急需提高。这次的课程设计也让我看到了团队的力量，设计工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神? 刚开始的时候，大家就分配好了各自的任务，如继电保护部分，电气选择部分，短路电流计算部分，变压器及架空线的选择部分，电力负荷计算以及画图部分等，大家积极查询相关资料，并且经常聚在一起讨论各个方案的可行性。在课程设计中只有一两个人知道原理是你不够的，否则一个人的错误就有可能导致整个工作失败。团结协作使我们成功的一项非常重要的保证。二这次设计也正

好锻炼我门这一点，这也是非常宝贵的

在这个过程中，我也曾经因为错误而失落过，也曾经因为小有成绩二热情高涨。正如生活一样，汗水预示着结果也见证着收获。虽然这只是一次既简单的课程设计，可是平心而论，也耗费了我们不少的心血，这才意识到老一辈对我们的付出为了人们生活更美好，他们为我们社会付出了多少心血啊。

通过这次课程设计我感觉到，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜，让我知道了学无止境的道理，我们每一个人永远不能满足于现有的成就。

　人生就像在爬山，一座山峰后面还有更高的山峰在等着你。挫折是一份财富，经历是一份拥有，这次课程设计必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆。

　致谢本次课程设计是在徐滤非老师和汤立刚老师的精心指导下顺利完成的。从方案的论证，设备仪器的选择到最终设计的成功都离不开老师的栽培。在此，由衷的感谢这两位老师。同时，也感谢我们组的队员，有他们的帮助，我才有信心完成这次的设计。因为大家的齐心协力才有现在大家的成功，这次设计也让我们增进了彼此的友谊，我感觉到和同学们的关系更近了一步。

参考资料

1、翁双安.供电工程.第 1版.北京：机械工业出版社， 2004.5

2、余健明等 . 供电技术 .第 3 版.北京：机械工业出版社， 1998

3、刘介才 . 实用供配电技术手册 . 北京：中国水利水电出版社， 2002

4、黄德仁等 . 供用电实用技术手册 . 北京：中国水利水电出版社， 1996

5、中国航空工业规划设计研究院 . 工业与民用配电设计手册：第 2 版. 北

京：水利电力出版社

6、刘介才 . 工厂供电设计指导 . 北京：机械工业出版社， 1998

7、 G1350053-1994《 10kV及以下变电所设计规范》、 GB50052-1995《供配

电系统设计规范》、《供电营业规则》等规范

8、各电气设备公司网页

9、部分资料来源于互联网

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