电力工程基础课程设计指导书

《电力工程基础》课程设计

指导书

福建工程学院电子信息与电气工程系

电气工程教研室

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第一节 概述

供配电设计应包括负荷的分析计算、确定配电方案、选择高低压电气设备及成套设备、确定变压器的台数、容量及变电所主结线方案、进行短路计算对电气设备进行校验、考虑电气设备的布臵方案，还可以包括继电保护、二次回路、防雷与接地以及电气照明设计内容。

一、供配电设计必须遵循的一般原则 供配电设计必须遵循以下原则：

1）必须遵循国家的有关法令、标准和规范，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。

2）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，设计中应采用符合国家现行有关标准的效率高、耗能低、性能先进的电气。

3）必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，合理确定设计方案。

4）应根据工程特点、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，以近期为主，适当考虑扩建的可能性。

二、供配电设计的基本内容

供配电设计主要包括变配电所设计、高压配电线路设计、低压配电线路设计和电气照明设计等。 （一）变配电所设计

变配电所设计包括以下基本内容： 1） 负荷计算及无功功率补尝计算。 2） 变配电所所址和型式的选择。

3） 变电所主要电器台数、容量及类型的选择（配电所设计不含此项内容）。 4） 变配电所主接线路的设计。 5） 短路电流的计算。 6） 变配电所一次设备的选择。

7） 变配电所二次回路方案的选择及继电保护装臵的选择与装定。 8） 变配电所防雷保护和接地装臵的设计。 9） 编写设计说明书及主要设备材料单。

10）绘制变配电所主结线图、平面图和必要的剖面图、二次回路图及其他施工图。 （二）低压配电线路设计

低压配电线路设计包括以下基本内容： 1）低压配电线路系统方案的确定。 2）低压配电线路的负荷计算。

3）低压配电线路的导线和电缆的选择。 4）低压配电设备和保护设备的选择。

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5）低压配电系统接地装臵的设计。 6）低压配电线路敷设方式的设计。 7）编写设计说明书及主要设备材料清单。

8）绘制车间低压配电系统图、平面布线图及其施工图样。

在接到设计任务书后，首先应认真学习和消化设计任务书，明确设计的题目、任务和要求，搞清楚已给了哪些原始数据，尚缺哪些数据和资料需要自己收集，然后应考虑借阅一些有助于设计的图书资料，并草拟一个设计的大致进程安排。在设计过程中，既要充分发挥自己的主观能动性，独立设计，又要很好地与指导教师配合，争取指导教师的指导，免走弯路。

第二节 设计步骤

一、收集原始资料

在动手设计之前，应根据设计任务书的要求，收集用电设备的性质、特征、功率、布局、环境及气象条件；有关厂房的平面图及断面图；用电设备平面布臵图；电源的电压、容量及可能提供的供电方式。

二、电力负荷的分析计算

根据工艺设计提供的各厂房电力负荷清单，分析那些电力设备属一级负荷，那些属二级负荷，那些属三级负荷，然后按需要系数法分别计算出各厂房及全厂的计算负荷，在全厂平面图上画出各厂房的负荷图。

根据各厂房的负荷性质及平面布局，确定在那些地方设车间变电所及各变电所中的变压器台数。然后根据确定的车间变电所布局，拟出各车间变电所供电范围，并计算各变电所的计算负荷。

1、车间变电所负荷计算示例

工程上都采用列表来表示，以下是对两座厂房供电的变电所计算实例。 2.变压器的选择

根据S30=309 kV〃A ，可选315 kV〃A 。查《供配电技术》附录表2并考虑到今后发展的要求：

选S9-400 kVA变压器一台。 3.低压补偿柜的选择

拟采用无功功率自动补偿屏，装在变电所低压母线集中补偿。从GCS低压抽屉式开关柜手册中选用总电容容量为116kvar电容屏型号：

GCS1-34一台

GCS型低压无功功率自动补偿屏有34、35两种方案，其中之34方案为主屏，35方案为辅屏。34、35方案各有Ａ、Ｂ、Ｃ三种规格，其中Ａ规格采用10步控制，每步投入16kvar，共160kvar；Ｂ规格采用8步控制，每步投入16kvar，共128kvar；

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表1、车间变电所负荷计算表 设备名称 台Pe 数 /kW 10 3 3 4 2 1 3 1 30 40 66 20 25 90 100 6 11 10 Kd 0.2 0.8 0.35 0.15 0.7 1.0 0.7 0.7 0.8 1.0 CosΦ tanΦ PC/kW 0.5 0.8 0.6 0.5 1.0 1.0 0.95 0.7 0.8 1.0 1.73 0.75 1.33 1.73 0 0 0.33 1.02 0.75 1.7 0 60 24 14 9.9 14 25 146.9 63 70 4.8 1.7 10 149.5 282 282 QC/kW 103.8 18 18.6 17.1 0 0 157.5 20.8 71.4 3.6 2.9 0 98.7 243 －116 127 372 309 SC/KVA 冷加工机床 60 300 机修车间 通风机 电焊机 吊车 干燥箱 照明 小计 热处理车间 箱式炉 高频火机 通风机 吊车 照明 小计 变电所低压负荷 取KΣ＝0.95 补偿电容 补偿后低压负荷 0.15 1.73 C规格采用6步控制，每步投入16kvar，共96kvar。选择步骤：①根据控制步数要求，选择1台34方案主屏。②根据所需无功补偿容量再补充1台或数台35方案辅屏。具体可见GCS手册。

4.全厂负荷计算

将各车间变电所的计算负荷，加上变压器损耗功率及高压负荷，总加后乘以参差系数再减去高压补偿功率，即得全厂计算负荷。

三、车间配电系统设计

工厂大多数用电设备是380V的，掌握车间配电系统设计是非常重要和必要的。 车间配电的特点是用电设备台数多，设备搬动机会多；绝大多数采用绝缘导线为防止导线过热引起火灾，正确设臵导线过电流保护是非常重要的。

车间配电系统设计应根据工艺设计所提供的设备平面布臵图、拟出两种可行的车间配电系统方案进行比较后，确定一种方案。

车间配电设计应考虑的问题：

1、车间变电所应靠近负荷中心

2、车间电力线路的敷设方式

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