题目5某冶金机械厂供配电系统设计

一． 原始资料 1． 工厂总平面图

公共电源干线4后厂门1大街58工厂生活区大街生活区的负荷中心26厂区91037邻厂北厂门大街某机械厂总平面图比例：1：2000

2．工厂负荷情况：本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时数为4600h，日最大负荷持续时间为6h。该厂除铸造

车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压380V。电气照明及家用电器均为单相，额定电压220V。本厂的负荷统计资料如表1所示。

表1. 全厂各车间负荷统计表 厂房编号 1 2 7 6 4 3 9 10 8 5 生活区 厂房名称 铸造车间 锻压车间 金工车间 工具车间 电镀车间 热处理车间 装配车间 机修车间 锅炉房 仓库 负荷类型 动力 照明 动力 照明 动力 照明 动力 照明 动力 照明 动力 照明 动力 照明 动力 照明 动力 照明 动力 照明 照明 设备容量/kW 需要系数 300 6 350 8 400 10 360 7 250 5 150 5 180 6 160 4 50 1 20 1 350 0.3 0.8 0.3 0.7 0.2 0.8 0.3 0.9 0.5 0.8 0.6 0.8 0.3 0.8 0.2 0.8 0.7 0.8 0.4 0.8 0.7 功率因数 0.7 1.0 0.65 1.0 0.65 1.0 0.6 1.0 0.8 1.0 0.8 1.0 0.7 1.0 0.65 1.0 0.8 1.0 0.8 1.0 0.9 3．供电电源情况：按照工厂与当地供电部门签订的协议规定，本厂可由附近一条10kV的公用电源干线取得工作电源。

该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线型号为LGJ-150，导线为等边三角形排列，线距为2m；干线首端距离本厂约8km。干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MVA。此断路器配备有定时限过电流保护和电流速

9

断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为1.7s。为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线由临近的单位取得备用电源。

4．气象资料：本厂所在地区的年最高气温为38oC，年平均气温为23 oC，年最低气温为－8 oC，年最热月平均最高气

温为33 oC，年最热月平均气温为26 oC，年最热月地下0.8m处平均温度为25 oC。当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20。

5．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，地下水为2m。

6．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/kVA，电费为0.55元/kW·h。工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.9。此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性地向供电部门交纳供电贴费：6～10kV等级时为800元/kVA。 二． 设计任务

1．总降压变电站设计 （1）负荷计算

（2）主结线设计：根据设计任务书，分析原始资料与数据，列出技术上可能实现的多个方案，根据改方案初选主变压

器及高压开关等设备，经过概略分析比较，留下2～3个较优方案，对较优方案进行详细计算和分析比较，（经济计算分析时，设备价格、使用综合投资指标），确定最优方案。

（3）短路电流计算：根据电气设备选择和继电保护的需要，确定短路计算点，计算三相短路电流，计算结果列出汇总

表。

（4）主要电气设备选择：主要电气设备的选择，包括断路器、隔离开关、互感器、导线截面和型号、绝缘子等设备的

选择及校验。选用设备型号、数量、汇成设备一览表。

（5）主要设备继电保护设计：包括主变压器、线路等元件的保护方式选择和整定计算。 （6）配电装置设计：包括配电装置布置型式的选择、设备布置图。 （7）防雷、接地设计：包括直击雷保护、进行波保护和接地网设计。 2．车间变电所设计

根据车间负荷情况，选择车间变压器的台数、容量，以及变电所位置的原则考虑。 6． 厂区380V配电系统设计

根据所给资料，列出配电系统结线方案，经过详细计算和分析比较，确定最优方案。 三． 设计成果

1．设计说明书：包括对各种设计方案分析比较的扼要叙述，并附有必要的计算及表格。 2．设计图纸

（1）总降压站电气主结线单线图。 （2）主变压器保护原理接线图。

10

题目6某机修厂供配电系统设计

一．原始资料

1．工厂总平面布置图如下：

注：车间变电所No.6水塔N水池泵房浴池No.8俱乐部No.9食堂锅炉房No.7No.4原料车间空压站锻造车间木工车间备件车间No.5大线圈车间No.10No.2机械加工车间成品试验站No.12电机修造车间No.1汽车库办公楼门卫No.3新品试制车间自行车停放场比例：1：5000半成品试验站No.11

图1 工厂总平面布置图

2.工厂的生产任务、规模及产品规格：本厂承担某大型钢铁联合企业各附属厂的电机、变压器修理和制造任务。年生产规模为修理电机7500台，总容量为45万kW；制造电机总容量为6万kW，制造单机最大容量为5000kW；修理变压器500台；生产电气备件为60万件。本厂为某大型钢铁联合企业的重要组成部分。 3.工厂各车间的负荷情况及各车间预计配置变压器台数如表1所示。

表1 工厂各车间负荷情况及各车间变电所容量

需要系变压器序 设备容tg? 车间变电车间名称 号 量(kW) 数Kd 所代号 台数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 电机修造车间 机械加工车间 新品试制车间 原料车间 备件车间 锻造车间 锅炉房 空压站 汽车库 大线圈车间 半成品试验站 成品试验站 加压站（10kV专供负荷） 2505 886 634 514 562 150 269 322 53 335 1217 2290 256 0.24 0.18 0.35 0.6 0.35 0.24 0.73 0.56 0.57 0.56 0.3 0.28 0.64 0.6 11

0.82 1.58 1.51 0.59 0.79 1.6 0.87 0.88 0.9 0.63 0.79 0.75 0.85 0.85 No.1 No.2 No.3 No.4 No.5 No.6 No.7 No.8 No.9 No.10 No.11 No.12 —— —— 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 设备处仓库（10kV专供负荷） 560 15 成品试验站内大型集中负荷 3600 0.8 0.8 主要为35kV高压整流装置，要求专线供电。

4.供电协议：

（1）当地供电部门可提供两个供电电源，供设计部门选择：1）从某220/35kV区域变电站提供电源，此区域变电站距

工厂南侧4.5km。2）从某35/10kV变电所，提供10kV备用电源，此变电所距工厂南侧约4km。 （2）电力系统的短路数据，如表2，其供电系统图，如图2。

表2 区域变电站35kV母线短路数据 系统运行方式 最大运行方式 最小运行方式 220kV区域变电站35kV系统短路数据 (3)SkMVA .max?600(3)SkMVA .min?280k无穷大系统top?1.8s馈电线4.5km工厂总降压变电所220/35kV

图2 供电系统图

（3）供电部门对工厂提出的技术要求：1）区域变电站35kV馈电线的过电流保护整定时间top?1.8s，要求工厂总降

压变电所的过电流保护整定时间不大于1.3s。2）在工厂35kV电源侧进行电能计量。3）工厂最大负荷时功率因数不得低于0.9。

（4）电费制度：每月基本电费按主变压器容量计为18元/kVA，电费为0.5元/kW·h。此外，电力用户需按新装变压

器容量计算，一次性地向供电部门交纳供电贴费：6～10kV为800元/kVA。

5.工厂负荷性质：本厂大部分车间为一班工作制，少数车间为两班或三班工作制，工厂的年最大有功负荷利用小时数

为2300h。

锅炉房供应生产用高压蒸汽，其停电将使锅炉发生危险。又由于工厂距离市区较远，消防用水需厂方自备。因此锅炉房供电要求有较高的可靠性。 6.工厂自然条件：

（1）气象资料：本厂所在地区的年最高气温为38oC，年平均气温为23 oC，年最低气温为－8 oC，年最热月平均最高

气温为33 oC，年最热月平均气温为26 oC，年最热月地下0.8m处平均温度为25 oC。当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20。

（2）地质水文资料：本厂地区海拔60m，底层以砂粘土为主，地下水位为2m。

二．设计任务

1．高压供电系统设计

主要任务是工厂内部高压供电等级选择，需考虑供电的经济性（设备及损耗费用）和技术要求（线路电压损耗、以及供电电源变压器的断路器出线容量等）。 2．总降压变电站设计

（1）主结线设计：根据设计任务书，分析原始资料与数据，列出技术上可能实现的多个方案，经过概略分析比较，留

下2～3个较优方案，对较优方案进行详细计算和分析比较，（经济计算分析时，设备价格、使用综合投资指标），确定最优方案。

（2）短路电流计算：根据电气设备选择和继电保护的需要，确定短路计算点，计算三相短路电流，计算结果列出汇总

表。

（3）主要电气设备选择：主要电气设备的选择，包括断路器、隔离开关、互感器、导线截面和型号等设备的选择及校

验。选用设备型号、数量、汇成设备一览表。

（4）主要设备继电保护设计：包括主变压器、线路等元件的保护方式选择和整定计算。 （5）配电装置设计：包括配电装置布置型式的选择、设备布置图。

12