电气工程课程设计报告
（某塑料制品厂总配变电所及配电系统设计）
专业：电气工程及其自动化
班级：一班
姓名：
学号：
小组成员：
目录：
1.设计依据与负荷计算 (3)
1.1设计依据 (3)
1.2电力负荷计算 (4)
2．变电所高压电器设备选型 (6)
2.1 补偿电容器选择 (6)
2.2 主变压器的选择 (7)
2.3 补偿后高压侧负荷计算 (9)
3．短路电流计算 (10)
3.1 三相短路电流的计算公式（标幺值计算方法）： (10)
3.2 短路计算等效电路 (10)
3.3 短路电流计算 (10)
4. 设备选择 (14)
4.1 高压设备选择 (14)
4.2 高压设备选择列表 (16)
4.3 线路选择 (20)
5. 继电保护 (22)
5.1 高压进线的继电保护 (22)
5.2 各变电所进线保护 (23)
5.3 变压器继电保护 (24)
设计题目3 某塑料制品厂总配变电所及配电系统设计
1.设计依据与负荷计算
1.1设计依据
一．此厂生产任务及车间组成
1．本厂生产规模及产品规格
年产量为万吨聚乙烯及烃塑料制品。产品品种有薄膜、单丝、管材和注射等制品。其原
料来源于某石油化纤总厂。
2．车间组成及布置
本厂设有薄膜、单丝、管材和注射等四个车间，设备选型全部采用我国最新定型设备，
此外还有辅助车间及其它设备。
二．设计依据
1.供用电协议。
工厂与电业部门所签定的供用电协议主要内容如下：
1）工厂电源从电业部门某110/10 千伏变电所，用10 千伏架空线引入本厂，该变电所
在厂南侧1 公里；
2）电业部门对本厂提出的技术要求：①区域变电所10 千伏配出线路定时限过流保护装置的整定时间为2.5 秒，工厂“总降”不应大于2 秒；②在总配电所35 千伏侧进行计
量；③本厂的功率因数值应在0.9 以上。
3）配电系统技术数据：电业部门变电所10 千伏母线其短路容量为200MV A。
2.多数车间为三班制，少数车间为一班或两班制。年最大负荷利用小时数为5000 小时。属于三级负荷。
3．气象条件
1）最热月平均最高温度为35℃。
2）土壤中0.7～1 米深处一年中最热月平均温度为20℃。
3）年雷暴日为30 天。
4）土壤冻结深度为1.10 米。
5）夏季主导风向为南风。
4．地质及水文条件。根据工程地质勘探资料获悉，本厂地质构造为：
1）地表面比较平坦，土壤主要成分为积土及砂质粘土，层厚为1.6~7 米不等。
2）地下水位一般为0.7 米。
3）地耐压力为20 吨/平方米。
1.2电力负荷计算
依据相关公式
e x js P K P *=
φtan *js js P Q = φcos /js js P S =
现以NO.2变电所车间负荷计算为例，计算过程如下：（在计算各车间变电所负荷合计时，同时系数分别取值：p K =0.9；q K =0.95） NO.2变电所 单丝车间：
有功功率：)1(js P =d K e P =1385.00×0.6=831 KW 无功功率：)1(js Q = )1(js P φtan =831×1.30=1080.3 Kvar 视在功率：)1(js S =
?
cos )1(js P =831÷0.6=1385 KV ·A
水泵房及其附属设备：
有功功率：)2(js P =d K e P =20.00×0.65=13 KW 无功功率：)2(js Q = )2(js P φtan =13×0.75=9.75 Kvar 视在功率：)2(js S =
?
cos )2(js P =13÷0.8=16.25 KV ·A
对NO.2变电所总计可得：
js P =844KW ，js Q =1090.05 KW
js S =22js js Q P +=2205.1090844+=1378.60 KV ·A 有p K =0.9；q K =0.95 改善后的总计可得：
js P =844×0.9=759.60 KW js Q =1090.05×0.95=1035.55 KW js S =22js js Q P +=2255.103560.759+=1284.27 KV ·A
以此得出相关量填入下表：
表格 1 全厂各车间电气设备及车间变电所负荷计算表（380V侧）
序号车间或用电设备组名称
设备容量
（千瓦）需用系数
Kx
功率因数
cos￠
功率因数脚正切
tan￠
有功计算负荷(千瓦)
无功计算负荷
(千乏)
视在计算负荷
(千伏安)
1）N1 变电所
1.00 薄膜车间1400.00 0.60 0.60 1.33 840.00 1117.20
2.00 原料库30.00 0.25 0.50 1.73 7.50 12.98
3.00 生活间10.00 0.80 1.00 0.00 8.00 0.00
4.00 成品库（一）2
5.00 0.30 0.50 1.73 7.50 12.98
5.00 成品库（二）24.00 0.30 0.50 1.73 7.20 12.46
6.00 包装材料库20.00 0.30 0.50 1.73 6.00 10.38
7.00 小计1509.00 876.20 1165.99 1458.51
8.00 乘以参差系数（即同时系数）788.58 1107.69 1359.72
2）N2 变电所
1.00 单丝车间1385.00 0.60 0.60 1.30 831.00 1080.30
2.00 水泵房及其附属设备20.00 0.65 0.80 0.75 1
3.00 9.75
3.00 小计1405.00 84
4.00 1090.05 1378.60
4.00 乘以参差系数（即同时系数）759.60 103
5.55 1284.27
3）N3 变电所
1.00 油塑车间189.00 0.60 0.60 1.33 113.40 150.82
2.00 管材车间880.00 0.35 0.60 1.33 308.00 409.64
3.00 小计1069.00 421.40 560.46 701.21
4.00 乘以参差系数（即同时系数）379.26 532.44 653.70
4）N4 变电所
1.00 备料复制车间138.00 0.60 0.50 1.73 8
2.80 14
3.24
2.00 生活间10.00 0.80 1.00 0.00 8.00 0.00
3.00 锻工车间 3.00 0.80 1.00 0.00 2.40 0.00
4.00 术型车间30.00 0.30 0.65 1.17 9.00 10.53
5.00 原料、生活间15.00 0.80 1.00 0.00 12.00 0.00
6.00 仓库15.00 0.30 0.50 1.17 4.50 5.27
7.00 机修模具车间100.00 0.25 0.65 1.73 25.00 43.25
8.00 热处理车间150.00 0.60 0.70 1.02 90.00 91.80
9.00 铆焊车间180.00 0.30 0.50 1.73 54.00 93.42
10.00 小计641.00 287.70 387.51 482.63
11.00 乘以参差系数（即同时系数）258.93 368.13 450.08
5）N5 变电所
1.00 锅炉房200.00 0.75 0.75 0.88 150.00 13
2.00
2.00 试验室125.00 0.25 0.50 1.73 31.25 54.06
3.00 辅助材料库 110.00 0.20 0.50 1.73 22.00 38.06
4.00 油泵房 1
5.00 0.65 0.80 0.75 9.75 7.31 5.00 加油站
10.00
0.65 0.80 0.75 6.50 4.88 6.00 办公楼、招待所、食堂 15.00 0.60 0.60 1.33 9.00 11.97 7.00 小计 475.00
228.50 248.28 337.42 8.00 乘以参差系数（即同时系数） 205.65 235.87 312.93
全厂合计
2657.80
3452.29
乘以参差系数（即同时系数） 全厂合计 0.59 2392.02 3279.68 4059.42
2．变电所高压电器设备选型
2.1 补偿电容器选择
依据设计要求可知，本厂功率因数应在0.9以上，而本厂的无功功率明显大于有功功率：
cos φ=2392.02/4059.42=0.59
远远小于要求的功率因数，所以需要进行无功补偿，综合考虑，设计为在低压侧进行补偿，这里选择功率因数为0.93.以对NO.1变电所进行无功补偿计算为例：
Qc=21tan tan φφjs js P P -=788.58tan(arccos0.59)-788.58tan(arccos0.93)=771.76.Kvar
由计算数据可以得到要补偿的功率，实际需总补偿800kvar ，故选用8个
1-100-B WF6.3并联电容器进行补偿。补偿前后数值填入下表：
表格 2 个变电所无功补偿表
变电所 补偿前
计算需要
补偿的无
功 （kvar ） 补偿方式 实际 补偿的无功 （kvar ） 补偿后
变压器台数及
容量
功率
因数 cos φ 计算有功功率 P j （kW ） 计算无功
功率 Q j （kvar ） 计算视
在功率 S j （kVA ） 计算
电流 I js （KA ） 功率
因数 cos φ 计算有功功率 P j （kW ） 计算无功
功率 Q 机 （kvar ） 计算视
在功率
S j （kVA ）
计算
电流
I js
（KA ）
N 0
1
0.58 788.58 1107.69 1359.72 2.07 771.76 8个
BWF6.3-100-1
并联电容器
800
0.93 788.58
307.69 846.48 1.29
两台
S9-630/10
N 0
2
0.59 759.60 1035.55 1284.27 1.95 711.96 8个
BWF6.3-100-1
并联电容器
800
0.96 759.60
235.55 795.28 1.21
两台
S9-630/10