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某10KV工厂供电系统设计

摘要

本文研究的是一个独立的变电站的整体电压。当使用指定的线路和负载参数

时，首先分析主线配置，以确定它是否最经济、最可靠，同时也考虑到安全和安

装的方便。一旦计算出可转换性，就会对主变压器的数量、容量、类型做出结论。

然后，计算每个组件的参数，并将系统还原为净短当量形式。接下来，得到最关

键部件的网络等效，并选择一个点进行净短论计算。一旦选择了这两个电流极限，

就会扩大第一和连续电流，选择短延时和连续电流操作进行计算，然后选择设备

并进行测量。其中有母线，断路器，隔离开关，变压器等，来最后决定配电装置。

同时分析了防雷设计和消弧线圈补偿装置。最后，绘制了电气主接线图的CAD制

图软件。

关键词：负荷计算；短路电流；主接线；防雷接地

1绪论

1.1研究目的及意义

随着中国经济的快速发展和技术的进步，对供配电系统的要求也越来越高。

供配电系统设计的配电设备过多，用电计量因地而异，难以符合标准要求，供配

电系统整体设计存在环境不合格、缺乏监控手段等问题。

整个电力供应、分配，包括电线、电缆、断路器、变压器和变电站，通常被

称为整体系统。系统设计应遵循高质量、经济性和可靠性原则。如果设计整个

供配电系统，关键是还要保证电能的安全，同时，要尽量节约能源。因此，设计

过程不应半途而废，尽最大努力制定有效的整体方案。下图说明了供配电系统的

节能过程。首先，应计算总降压变电站的最大负荷和总功率因素。导线或电器通

常根据30分钟的最大平均负荷来选择。功率因数主要是指电流的视在功率、有功

功率和无功功率。其次，应选择主线来补充供配电系统。最好根据可靠性、灵活

性和经济性的原则来选择主接线，其中可靠性优先于灵活性和经济性。此外，相

关设计应保证供电的可靠性和连续性；主线设计应保证调度、扩容和维修过程的

灵活性；主线设计应尽量减少和降低经济功率损失和电能损耗。最后，应设计接

地和防雷装置，以提高设备和配电房的安全性。

1.2国内外研究现状

随着社会的进步和时代的发展，人们开始对智能建筑有着越来越多的需求，

智能建筑与日俱增。我国变电站的设计正是旧设备向新设备的转化，人工值守的

变电站向无人值守变电站的转化，交流输电向直流输出的转化，交流输出向直流

输出的转化。随着网络技术和计算机技术的快速发展，电力系统的变电技术也有

了新的成就，我国变电站的设计出现了一些新的方向。

首先就是要解决变电站主接线的简化问题，这样才能减少占地空间；还要升

级更新电气的高压设备，这样才能够提高经济收益和资源的利用率；最后要实现

变电所的自动化和智能化，减少人工操作。

1.3设计主要内容及各章节安排

首先进行功率计算并且要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高低压设备和进出线，确定二次回

路，选择继电保护装置，确定防雷和接地装置等。

本设计，总体上依据《工厂供电技术》来确定设计思路，并根据实际情况完

成配电系统的负荷计算、无功补偿、短路计算、设备选型以及校验。本设计第三

章用来计算负荷和无功功率补偿，第四章选择主变压器和变电所主接线，第五章

来计算短路电流，第六章进行一次设备的校验与选择，第七章总结。

2变电站原始数据

2.1建设性质及规模

在长城化工的一所变电站中主要来管理六个车间，和其他负荷的供电任务。

它们的负载为380/220v。在一个全新变电站构建后，可以满足现有的生产和生活

用电量，有效地增加了负荷。传递能力进一步提高了电源的可靠性。

2.2变电站的负荷属性

工厂的大部分电气设备都是长期连续负荷，需要持续供电。如果停电超过两

分钟，产品就会报废；如果停电超过半小时，主要设备池和炉子就会损坏；因此，

主要车间和辅助设施都是I类负荷。

该工厂分三班运作，年产能为8760小时，最大负荷利用率为5600小时。短路

容量均为200MVA，距上级变电所1.5km。

3负荷计算与功率因数计算

在运行过程中，电力系统必须消耗一定量的能量。电力系统的负荷是整个系

统中所有电气设备所消耗的功率组成数据。系统以三种形式消耗所有功率：无功

功率、有功功率和视在功率。这个数据还包括发电厂在发电时损失的负荷。全部

的电力系统的负载并且各个级损失掉的负载组成了全电厂的负载。

3.1负荷计算的目的

挑选适合的组件和设备是电源系统中正常进行的首要的前提条件。假使负荷

的运算值大于实际值，