1、前言電能是現代工業生產的主要能源和動力。電能既易于由其它形式的能量轉換而來，又易于轉換為其它形式的能量以供應用；電能的輸送的分配既簡單經濟，又便于控制、調節和測量，有利于實現生產過程自動化。因此，電能在現代工業生產及整個國民經濟生活中應用極為廣泛。在工廠里，電能雖然是工業生產的主要能源和動力，但是它在產品成本中所占的比重一般很小（除電化工業外）。電能在工業生產中的重要性，并不在于它在產品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業生產實現電氣化以后可以大大增加產量，提高產品質量，提高勞動生產率，降低生產成本，減輕工人的勞動強度，改善工人的勞動條件，有利于實現生產過程自動化。從另一方面來說，如果

2、工廠的電能供應突然中斷，則對工業生產可能造成嚴重的后果。因此，做好工廠供電工作對于發展工業生產，實現工業現代化，具有十分重要的意義。由于能源節約是工廠供電工作的一個重要方面，而能源節約對于國家經濟建設具有十分重要的戰略意義，因此做好工廠供電工作，對于節約能源、支援國家經濟建設，也具有重大的作用。工廠供電工作要很好地為工業生產服務，切實保證工廠生產和生活用電的需要，并做好節能工作，就必須達到以下基本要求：1. 安全 在電能的供應、分配和使用中，不應發生人身事故和設備事故。2. 可靠 應滿足電能用戶對供電可靠性的要求。3. 優質 應滿足電能用戶對電壓和頻率等質量的要求.4. 經濟 供電系統的投資要

3、少，運行費用要低，并盡可能地節約電能和減少有色金屬的消耗量。 目錄第一章 設計原始資料及任務書 1第二章 全廠負荷統計及主變壓器的選擇 3第三章 全廠供電系統草圖 8第四章 計算短路電流 9第五章 35KV，6KV供電線路的選擇 16第六章 選擇電氣設備 25附錄參考文獻第一章 設計原始資料及任務書該廠為大型國有企業。下屬企九個車間，兩個車站，各車間站用設備安裝容量見表1.1，其中水壓機鋼車間，煤氣氧氣站為一級負荷，其他為二三級負荷。供電電源取自12處一110/35變電所35兩段母線，母線最大運行方式,最小運行方式短路容量分別為=215MVA,和=150,35架空線進線繼電保護動作時間為1.5

4、s.5電氣設備及主變壓器采用戶外布置，6為成套高壓開關柜，戶內布置，長變電所35采用內橋接線，6kv采用單母線分段接線，一級負荷分別從6兩端目線配出兩條回線路，其余為單回路供電。該地區年最高氣溫38度。設計任務：1. 全廠負荷統計，選擇主變壓器2. 擬制全廠供電系統草圖3. 計算短路電流4. 選擇35KV ，6KV供電線路5. 選擇電氣設備6. 3號圖紙繪制供電系統圖表1.1 站用電容量安裝表負荷名稱安裝容量（KW）供電距離（KM）1金工車間11430.790.820.70 0.82鑄鋼車間57750.710.810.72 0.63鑄鐵車間4820.830.830.67 0.424水壓機車間1

5、8860.700.850.62 0.755冷作車間5850.650.790.78 0.936附件車間1640.550.800.75 0.87熱處理車間4760.630.750.88 0.988鑄件清理車間4750.590.820.70 0.529機修車間1540.520.770.83 1.1510煤氣站12880.800.840.65 1.2211氧氣站10830.840.860.59 0.95第二章 全廠負荷統計及主變壓器的選擇一全廠負荷統計負荷計算是指導體通過一個等效負荷時，導體的最高溫升正好和通過實際的變動負荷時其產生的最高溫升相等，該等效負荷就稱為計算負荷。工業企業電力負荷計算的主要目

6、的是：1.全廠在工程設計的可行性研究階段要對全廠用電量作出估算以便確定整個工程的方案。2.在設計工廠供電系統時，為了正確選擇變壓器的容量，正確選擇各種電氣設備和配電網絡，以及正確選擇無功補償設備等，需要對電力負荷進行計算。確定負荷計算的方法有多種，包括估算法、需要系數法、二項式法和單相復合的計算，在這里我們采用需要系數法。對于單組用電設備的計算負荷公式如下：有功功率： 無功功率： 視在功率： 計算電流： 式中：該用電設備組的需要系數 功率因數角的正切值該用電設備組的額定電壓，KV所以本廠的負荷統計如下：金工車間有功功率： 無功功率： 視在功率： 計算電流： 鑄鋼車間有功功率： 無功功率： 視在

7、功率： 計算電流： 其他車間的負荷計算和以上的一樣，見表2.1：表2.1車間負荷計算表計算容量計算電流（A）序號負荷名稱有功（KW）無功（KVAR）視在（KVA）1金工車間902.97 630.28 1101.18 105.96 2鑄鋼車間4100.25 2968.53 5062.04 487.11 3鑄鐵車間400.06 268.84 482.00 46.38 4水壓機車間1320.20 818.19 1553.18 149.46 5冷作車間380.25 295.11 481.33 46.32 6附件車間90.20 67.65 112.75 10.85 7熱處理車間299.88 264.47

8、 399.84 38.48 8鑄件清理車間280.25 195.62 341.77 32.89 9機修車間80.08 66.36 104.00 10.01 10煤氣站1030.40 665.57 1226.67 118.04 11氧氣站909.72 539.80 1057.81 101.79 12合計9794.26 6780.40 二無功補償由負荷統計表可知道，全廠總的有功功率，無功功率，由于，取同時使用系數.則全廠總的計算負荷如下:有功功率： 無功功率： 視在功率： 則此時的功率因數為: 取補償后的功率因數為0.93，則補償電容為:補償電容采用的并聯電容器選擇,其工作電壓為6.3KV,額定容

9、量為100KVAR,額定電容為8.0uF.補償電容個數:取27個,每相裝設9個,此時實際補償電容三. 選主變壓器無功補償后的全廠總視在功率: 由于本設計接線采用內橋接線方式,選兩臺主變壓器,并且廠中一級負荷所占比重較大，考慮本廠以后的發展狀況，采用全負載備用工作方式，即單臺變壓器工作就能給全廠負載供電。根據變壓器的工作環境，電壓等級，容量選擇主變壓器的型號是：Sz9-10000/35.其主要數據參數見表1.2表1.2 變壓器數據參數表額定容量KVA高壓KV高壓分接范圍（）低壓KV連接組標號損耗KW空載電流（）阻抗電壓（）空載負載1000035±4*2.56.3YnD1111.6050

10、.580.87.5該變壓器的計算損耗如下：則變壓器高壓側的計算負荷為：有功功率： 無功功率： 視在功率： 第三章 全廠供電系統草圖根據設計要求，35KV采用內橋接線，6KV采用單母線分段接線,見圖3.1.圖3.1.采用內橋接線的特點是：線路的投切比較方便，變壓器的投切比較復雜。單母線分段接線的特點是：母線分段后，對于重要用戶可由分別接于兩段母線上的兩條出線同時供電，當任一組母線故障或檢修時，重要用戶仍可通過正常母線段繼續供電，而兩段母線同時故障檢修的概率很小，大大提高了對重要用戶的供電可靠性。第四章 計算短路電流 短路電流計算的目的是為了正確選擇和校驗電氣設備，以及進行繼電保護裝置的整定計算。

11、短路計算點要選擇得使需要進行短路校驗的電氣元件有最大可能的短路電流通過。對于工廠供電系統來說，常將電力系統當作無限大容量電源。常用的計算方法有歐姆法（有稱有名單位制法）和標幺制法（又稱相對單位制法）。在本設計中取三個短路點，分別是：主變壓器高壓側，變壓器低壓側以及6KV線路末端。計算方法采用標幺制法，取,電纜,架空線.一、最大運行方式。最大運行方式就是兩臺變壓器同時工作，母聯斷開時的工作方式。其阻抗圖4.1示：圖4.1電路中各主要元件的電抗標幺值如下:電源內阻S: 線路L1,L2: 變壓器T1,T2: 金工車間: 鑄鋼車間: 其余車間的算法一樣,見表4.1。表4.1 車間電抗標值統計表序號負荷

12、名稱供電距離(KM)電抗標值1金工車間0.80.1612鑄鋼車間0.60.1213鑄鐵車間0.420.0854水壓機車間0.750.1515冷作車間0.930.1876附件車間0.80.1617熱處理車間0.980.1988鑄件清理車間0.520.1059機修車間1.150.23210煤氣站1.220.24611氧氣站0.950.1911. K1點發生短路時的短路電流基準電流：總電抗：短路電流次暫態值：短路沖擊電流值：暫態短路功率：2K2點發生短路時的短路電流基準電流：總電抗：短路電流次暫態值：短路沖擊電流值：暫態短路功率：3K3點發生短路時的短路電流基準電流：金工車間：總電抗：短路電流次暫態

13、值：短路沖擊電流值：暫態短路功率：其他車間的計算方法一樣，見表4.2.表4.2 最大運行方式各車間短路電流統計表序號負荷名稱1金工車間7.78719.85784.9712鑄鋼車間8.51021.70092.8553鑄鐵車間8.32721.23390.8594水壓機車間8.39721.41291.6215冷作車間7.61619.42083.0986附件車間7.78519.85284.9487熱處理車間7.55219.25882.4088鑄件清理車間8.17720.85289.2259機修車間7.34518.73080.14510煤氣站8.04720.51987.80111氧氣站8.24621.0

14、2689.973二、最小運行方式最小運行方式就是一臺變壓器工作，另一臺備用，母聯閉合，且一級負荷一路供電時的工作方式。其阻抗圖如圖4.2所示：圖4.2電路中各主要元件的電抗標幺值除電源內阻不一樣外，其余的同最大運行方式時一樣，這里不再計算電源內阻S: 1K1點發生短路時的短路電流基準電流：總電抗：短路電流次暫態值：兩相短路電流：2K2點發生短路時的短路電流基準電流：總電抗：短路電流次暫態值：兩相短路電流：3K3點發生短路時的短路電流基準電流：金工車間：總電抗：短路電流次暫態值：兩相短路電流：其他車間的計算方法一樣，見表4.3表4.3 最小運行方式各車間短路電流統計表序號負荷名稱1金工車間4.7

15、514.1142鑄鋼車間5.0944.4123鑄鐵車間5.1944.4984水壓機車間5.0144.3425冷作車間4.9214.2626附件車間4.9884.3207熱處理車間4.8964.2408鑄件清理車間5.1384.4509機修車間4.8124.16710煤氣站4.7784.13811氧氣站4.9114.253第五章 35KV，6KV供電線路的選擇為了保證供電系統安全、可靠、優質、經濟地運行，對導線和電纜截面進行選擇時其選擇方法如下：:在本設計中，為了保證導線和電流選擇的可靠安全和經濟，我們分別對架空線按允許載流量、允許電壓損失、經濟電流密度、機械強度進行計算，選出截面積最大值為架空

16、線的截面積。對電纜按允許載流量、允許電壓損失、經濟電流密度、熱穩定性進行計算，選出截面積最大值為電纜的截面積。從經濟和技術方面考慮，由于35KV電壓等級較高，輸電距離較長，選擇架空線，6KV電壓等級低，輸電距離較短，選擇電纜且地中直埋。一、35KV架空線選擇1、按允許載流量選擇35KV架空線上流過的計算電流為：選擇LGJ-50型鋼芯鋁絞線，25時，其允許載流量為220A，當環境溫度為38時，其允許載流量所以，滿足要求。2、按允許電壓損失選擇35KV架空線的允許電壓損失5%，供電距離12km，初設。則：選擇LGJ-95型鋼芯鋁絞線，若架空線的幾何均距為2500mm，則其單位長度阻抗分別為：實際的

17、電壓損失為：所以滿足要求。3、按經濟電流密度選擇35KV架空線上流過的計算電流為：由于為大型國有企業，其年最大負荷利用小時數在5000以上，且選用裸鋁導線，則其經濟電流密度。所以選擇LGJ-185型鋼芯鋁絞線。4、按機械強度選擇 由于35KV架空線采用鋼芯鋁絞線，所以在滿足機械強度的條件其最小截面積為：所以在同時滿足以上四個要求的條件下，選擇35KV架空線的型號為：LGJ-185。架空線的幾何均距為2500mm，其單位長度阻抗分別為：則35KV架空線的線路損耗為：二、6KV電纜的選擇 6KV電纜的鋪設方式選擇地中直埋,于該地區年最高溫度為38，則其地中的溫度大約為15.金工車間的電纜選擇：1、

18、按允許載流量選擇金工車間電纜上流過的計算電流為： 此選擇截面積為35mm2的聚氯乙烯絕緣及護套電力電纜。其15地中直埋時的允許載流量為：,滿足要求。2、按允許電壓損失選擇6KV電纜的允許電壓損失為5%，供電距離0.8km，初設。則：選擇截面積為16mm2的聚氯乙烯絕緣及護套電力電纜，其單位長度阻抗分別為：實際的電壓損失為：所以滿足要求。3、按經濟電流密度選擇該車間電纜上流過的計算電流為：由于為大型國有企業，其年最大負荷利用小時數在5000以上，且鋁電纜，則其經濟電流密度。所以選擇截面積為16mm2的聚氯乙烯絕緣及護套電力電纜.4、按熱穩定性選擇聚氯乙烯絕緣及護套電力電纜鋁線的熱穩定系數C=10

19、0，短路電流的假想時間tima=1.0+0.2=1.2s，短路電流的穩態值則導線的最小允許截面：選擇截面積為120mm2的聚氯乙烯絕緣及護套電力電纜.所以在同時滿足以上四個要求的條件下，選擇金工車間6KV電纜線是截面積為120mm2的聚氯乙烯絕緣及護套鋁芯電力電纜.鑄鋼車間的電纜選擇：按允許載流量選擇鑄鋼車間電纜上流過的計算電流為：選擇截面積為180mm2的交聯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套電力電纜。其15地中直埋時的允許載流量為：滿足要求。1、校驗電壓損失6KV電纜的允許電壓損失為5%，供電距離0.6km， 截面積為180mm2的交聯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套銅芯電力電纜，其單位長度阻抗分別為：實際

20、的電壓損失為：所以滿足要求。2、校驗經濟電流密度該車間電纜上流過的計算電流為：由于為大型國有企業，其年最大負荷利用小時數在5000以上，且鋁電纜，則其經濟電流密度。所以所以經濟截面積和所選截面積相差不大，滿足經濟電流密度要求。3、校驗熱穩定性鋁線的熱穩定系數C=100，短路電流的假想時間tima=1.0+0.2=1.2s，短路電流的穩態值則導線的最小允許截面：所以滿足熱穩定性的要求，其余車間電纜的選擇同金工車間的選擇一樣，其余各車間的電纜選擇見表5.1（除鑄鋼車間使用交聯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套銅芯電力電纜外，其余都使用聚氯乙烯絕緣及護套鋁芯電力電纜）。表5.1 各車間電纜選擇統計表序號負荷名

21、稱截面積（mm2）1金工車間1202鑄鋼車間2403鑄鐵車間1204水壓機車間1205冷作車間1206附件車間1207熱處理車間1208鑄件清理車間1209機修車間12010煤氣站12011氧氣站120120mm2的聚氯乙烯絕緣及護套鋁芯電力電纜的單位長度阻抗分別為：180mm2的交聯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套銅芯電力電纜的單位長度阻抗分別為：由于其線路損耗損耗的計算方法和35KV的計算方法一樣，這里不再敘述，見表5.2：表5.2 各車間線路損耗統計表序號負荷名稱供電距離(KM)1金工車間0.88.082.342鑄鋼車間0.651.2535.023鑄鐵車間0.420.810.244水壓機車間0.

22、7515.084.375冷作車間0.931.800.526附件車間0.80.080.027熱處理車間0.981.310.388鑄件清理車間0.520.510.159機修車間1.150.100.0310煤氣站1.2215.304.4411氧氣站0.958.862.5712總計103.1850.08第六章 選擇電氣設備電氣設備的選擇時供配電系統設計的重要內容之一。安全、經濟、合理是選擇電氣設備的基本要求，應根據實際工程情況保證安全、可靠的前提下，選擇合適的電氣設備，盡量采用新技術，節約投資。電氣設備選擇的一般原則為：按正常工作條件下選擇額定電流、額定電壓及型號，按短路情況下校驗開關的開斷能力、短路

23、熱穩定和動穩定。一、35KV架空線上設備 1、斷路器由于35KV處的最高正常工作電流為，且戶外布置。選擇斷路器為戶外高壓SF6斷路器，型號是：LW-35/1600-25，其主要技術數據如下：額定工作電壓(KV)額定工作電流（A）額定開端電流(KA)額定動穩定電流（KA）額定熱穩定電流（KA）額定熱穩定時間（S）3516002563254短路熱穩定校驗：短路電流的穩定值，短路電流的假想時間tima=1.5+0.2=1.7s，則： 所以，滿足熱穩定要求。短路動穩定校驗： 由于短路電流的沖擊值ish=6.207KA<63KA,所以滿足動穩定要求.開關設備斷流能力校驗： 由于該處三相短路電流的最

24、大值是：所以滿足開關設備斷流能力要求。2、隔離開關由于35KV處的最高正常工作電流為，且戶外布置。選擇的隔離開關型號為：GW2-35G，其主要技術數據如下：額定工作電壓（KV）額定工作電流（A）極限通過電流峰值（KA）熱穩定電流（KA）熱穩定時間（S）配用操動機構型號3560042204CS11-G短路熱穩定校驗：短路電流的穩定值，短路電流的假想時間tima=1.5+0.2=1.7s，則： 所以，滿足熱穩定要求。短路動穩定校驗： 由于短路電流的沖擊值ish=6.207KA<42KA,所以滿足動穩定要求.3、避雷器根據電壓等級和工作環境選擇磁吹閥式避雷器，型號為：FCZ3-35，其主要技術

25、數據如下：額定電壓（KV）滅弧電壓（KV）工頻放電電壓（有效值）（KV）沖擊放電電壓峰值不大于（KV）電導電流不小于不大于直流試驗(KV)電流（uA）3541708511250250-4004、電壓互感器由于該互感器用于運行監視，選擇準確度為1級，根據電壓等級和工作環境，選擇單相雙線圈油浸式戶外電壓互感器，型號為：JD6-35，其主要技術數據如下：額定工作電壓（V）額定頻率（Hz）二次線圈的額定容量(VA)二次線圈極限容量（VA）線圈連接組標號一次線圈二次線圈350001005025010001/1-125、熔斷器該熔斷器用于保護電壓互感器，由于35KV處的最高正常工作電流為，且戶外布置。因此

26、選擇的高壓限流熔斷器的型號是：RXW0-35/0.5，其主要技術數據如下：額定工作電壓（KV）額定工作電流（A）額定斷流容量（MVA）重量（kg）350.5100023熔斷容量校驗：由于該熔斷器安裝處的三相短路容量：所以滿足要求。二、6KV電纜線上開關柜 1、進線柜 由于工作電壓為6KV，且進線處的計算電流為：根據電壓等級和額定工作電流，選擇進線柜的型號為：JYNC-10-23，其內部接線圖如圖所示，主要技術數據如下：。額定電壓（KV）6額定工作電流（A）2000A及以下真空斷路器ZN12-10電流互感器LZZBJ10-10AZN12-10斷路器的主要技術數據如下：額定工作電壓(KV)額定工作

27、電流（A）額定開端電流(KA)額定動穩定電流（KA）額定熱穩定電流（KA）額定熱穩定時間（S）1012502563254 短路熱穩定校驗：短路電流的穩定值，短路電流的假想時間tima=1.0+0.2=1.2s，則： 所以，滿足熱穩定要求。短路動穩定校驗： 由于短路電流的沖擊值ish=23.004KA<63KA,所以滿足動穩定要求.開關設備斷流能力校驗：由于該處三相短路電流的最大值是：所以滿足開關設備斷流能力要求。2、電壓互感器柜根據電壓等級，選擇的單相電壓互感器柜的型號為：JYN3-10/65，其內部接線圖如圖所示，主要技術數據如下：額定電壓（KV）6高壓熔斷器RN2-10電壓互感器JD

28、ZJ高壓避雷器FCD3RN2-10高壓熔斷器的主要技術數據如下：額定工作電壓（KV）額定工作電流（A）額定斷流容量（MVA）重量（kg）100.5100018熔斷容量校驗：由于該熔斷器安裝處的三相短路容量：所以滿足要求。3、電纜出線柜由于各車間電纜的最高工作電流為487.11A，所以根據電壓等級和工作電流選擇電纜出線柜型號為：JYN2-10(Z)/4,其內部接線圖如圖，所示，主要技術數據如下：額定電壓（KV）6額定工作電流（A）630真空斷路器ZN22-10電流互感器LZZQB6-10接地開關JN3-10ZN22-10斷路器的主要技術數據如下：額定工作電壓(KV)額定工作電流（A）額定開端電流

29、(KA)額定動穩定電流（KA）額定熱穩定電流（KA）額定熱穩定時間（S）106302050204短路熱穩定校驗：各車間短路電流的最大穩定值，短路電流的假想時間tima=1.0+0.2=1.2s，則：所以，滿足熱穩定要求。短路動穩定校驗：由于各車間短路電流的最大沖擊值ish=21.7KA<63KA,所以滿足動穩定要求.開關設備斷流能力校驗：由于該處三相短路電流的最大值是：所以滿足開關設備斷流能力要求。4、母聯柜由于6KV母線上的最高工作電流為1031.66A，所以根據電壓等級和工作電流選擇的母聯開關柜的型號為：JYN2-10(Z)/37和JYN2-10(Z)/40.，其內部接線圖如圖所示，主要技術數據如下：型號JYN2-10(Z)/37JYN2-10(Z)/40額定電壓（KV）66額定工作電流（A）12501600真空斷路器ZN12-10電壓互感器LMZB6-10RN2-10高壓熔斷器的主要技術數據如下：額定工作電壓（KV）額定工作電流（A）額定斷流容量（MVA）重量（kg）100.5100018