电力工程基础课设 电气工程与智能控制专业
电力工程基础
课 程 设 计 报 告
学生姓名： 陈卓然 学号： 1915040323
学 院： 电气与控制工程学院
专 业： 电气工程与智能控制
题 目：某塑料制品厂总配电所及配电系统设计
指 导 教 师： 范锦彪 崔春生
2021 年 12 月 31 日
电力工程基础课设 电气工程与智能控制专业
II
目录
摘 要 .................................................................................................................................................................. III
第 1 章 课程设计要求 .......................................................................................................................................... 4
1.1 负荷情况 ................................................................................................................................................ 4
1.2 供用电协议 ............................................................................................................................................ 4
1.3 厂的自然条件 ........................................................................................................................................ 5
1.4 内容设计与要求 .................................................................................................................................... 5
第 2 章 高压供配电系统的电气设计 ................................................................................................................... 6
2.1 负荷计算 ................................................................................................................................................ 6
2.2 车间配电所变压器的选择..................................................................................................................... 7
2.2.1 各车间变压器选择..................................................................................................................... 8
2.2.2 各车间变压器损耗计算 ............................................................................................................. 8
2.3 企业计算负荷的确定 ............................................................................................................................ 9
2.3.1 计算负荷统计 ............................................................................................................................. 9
2.3.2 10kV 侧的计算负荷计算 ............................................................................................................ 9
2.3.3 车间变电所高压母线上的计算负荷 ....................................................................................... 10
2.3.4 总降压变电所出线上的计算负荷 ........................................................................................... 10
2.3.5 总降压变电所低压母线上的计算负荷 ................................................................................... 10
2.3.6 企业的无功功率补偿............................................................................................................... 10
2.3.7 企业的总计算负荷................................................................................................................... 12
2.4 企业进线处导线截面的选择与校验 ................................................................................................... 12
2.4.1 导线截面选择与校验原则 ....................................................................................................... 12
2.4.2 总变压器进线端导线截面选择 ............................................................................................... 13
2.5 自选短路点和短路电流的计算 ........................................................................................................... 15
2.5.1 短路的一些基本介绍............................................................................................................... 15
2.5.2 10KV 总配电所主接线设计（简图为了计算短路电流） ...................................................... 16
2.5.3 短路电流的计算........................................................................................................................ 16
2.5.4 各车间数据的统计................................................................................................................... 18
2.6 部分高压设备的选择与校验............................................................................................................... 20
2.6.1 常见的高压设备................................................................................................................... 20
2.6.2 常见的高压设备的选择与校验原则 ........................................................................................ 22
2.6.3 常见的高压设备的选择与校验计算 ........................................................................................ 23
2.6.4 其他电气设备的选择与校验 ............................................................................................... 27
2.7 车间变电所继电保护与整定计算 ................................................................................................... 27
2.7.1 继电保护的基本知识............................................................................................................... 27
2.7.2 主变压器保护相关知识与整定原则 ........................................................................................ 28
2.7.3 主变压器的整定计算............................................................................................................... 29
2.7.4 主变压器的继电保护展开图 ................................................................................................... 30
第 3 章 电气设计与分析 .................................................................................................................................... 32
3.1 主降压变电所接线图设计................................................................................................................... 32
3.2 企业供配电系统的设计分析............................................................................................................... 33
3.2.1 变压器的选择分析................................................................................................................... 33
3.2.2 导线截面的选择分析............................................................................................................... 34
3.2.3 电气主接线的分析................................................................................................................... 34
3.2.4 经济分析 .................................................................................................................................. 34
第 4 章 附录 ........................................................................................................................................................ 37
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III
摘 要
工厂供电系统由工厂降压变电所，高压配电线路，车间变电所，低压配电线路及用电设
备组成。工厂供电系统就是将电力系统的电能降压再分配到电的各个厂房或车间中区，工
厂总降压变电所及配电系统设计，根据各个车能间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的
要求，结合国家供电情况。解决对各部门的安全可靠，经济环保的分配电能问题。本设计要
求对某塑料制造厂各个车间车间负荷进行计算并合理选择变压器，选择单母线分段带旁路
母线的接线方式，对电气设备以及导线，电缆的选择进行了讨论。
关键词：工厂配电；变电所设计；指标： 车间供电；负荷计算；
Abstract
The factory power supply system is composed of factory step-down substation, high-voltage
distribution line, workshop substation, low-voltage distribution line and electrical equipment.
Factory power supply system is to distribute the power system of electrical energy buck to each
plant or workshop area, the factory total buck substation and distribution system design, according
to the number and nature of the load between each vehicle energy, the production process of the
load requirements, combined with the national power supply situation. Solve the problem of safe,
reliable, economical and environmentally friendly distribution of electrical energy for various
departments. This design requires the calculation of the load of each workshop of a plastic
manufacturing plant and the reasonable selection of transformers, the selection of single busbar
segmentation with bypass busbar wiring methods, the selection of electrical equipment and wires,
cables are discussed.
Keywords: factory power distribution; substation design;
Index: workshop power supply; load calculation;
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第 1 章 课程设计要求
工厂供电，就是指对工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。
众所周知，电能是现代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；电能的输送和分配既简单经济，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。
1.1 负荷情况
本厂生产车间大部分为三班工作制，少部分车间为单班制或两班制，年最大负荷利用
小时数为5000h，属三类负荷。全厂共设六个车间变电所，各车间（380V侧）的负荷统计情
况如下表所示：
表1-1 各车间负荷计算表
序号
P
30
（kW）
Q
30
(kvar)
S
30
(kVA)
变压器台数和容量
1
830
1100
2×？
2
782
1056
2×？
3
305
410
1×？
4
275
370
1×？
5
238
282
1×？
6
230
323
？×？
1.2 供用电协议
（1）电源：由电业部门某110/38.5kV变电所架空线线路供电，该变电所在厂东北侧
10km。备用电源由邻厂变电站接一回10kV架空线，系统要求只有在工作电源停电时，才允
许备用电源供电，应满足全厂一类负荷的需要。
（2）电力系统的短路数据：该变电所35kV母线在系统最大运行方式和最小运行方式下
的短路容量分别为S
k.max
=500MVA和S
k.min
=250MVA，系统馈电出线定时限过流保护装置的整定时
间为2s，要求工厂总配变电所不大于1.5s。
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（3）要求本厂的功率因数不小于0.9。
1.3 厂的自然条件
当地最热月平均最高气温为35℃；土壤0.8m 深处一年中最热月平均气温为20℃；年
雷暴日为31天；土壤性质以砂质粘土为主。
1.4 内容设计与要求
1．确定车间变电所变压器的台数和容量，求出全厂计算负荷，并确定无功补偿容
量；
2．10kV总配电所主接线图设计（简图，为短路电流计算用）；
3．确定短路计算点，计算三相短路电流；
4．厂区高压配电线路导线截面选择（只选择总变压器进线段的设计）；
5．部分高压电气设备选择与校验（断路器、隔离开关、电流互感器）；
6．车间变电所继电保护配置与整定计算（只做车间变压器的整定计算）；
7．总降压变电所的完整主接线图（必须，体现全部设计成果）。
要求：在电气设备选择时要进行经济性的分析
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