### 电气工程课程设计知识点详解 #### 一、电气工程设计概述 电气工程设计是针对特定场所或设施进行电力系统规划、设计与实施的过程。在本案例中，针对某铸造厂总降压变电所及厂区配电系统的设计，主要包括以下几个方面的内容： 1. **原始资料分析**：首先需要收集并分析工厂的基本信息，包括厂区平面布置图、负荷需求、外部电源条件等。 2. **设计方案制定**：基于原始资料，确定设计方案，包括变电所的主接线形式、设备选型等。 3. **短路电流计算**：用于选择合适的电气设备，并确保系统的安全性。 4. **电气设备选择与校验**：包括导线、断路器、继电器等的选择与校验。 5. **主变压器保护设计**：包括瓦斯保护、过电流保护、电流速断保护、过负荷保护等。 #### 二、原始资料分析与方案制定 1. **厂区平面布置图分析**：通过分析厂区平面布置图，可以了解到各个车间的位置、大小及其相互之间的关系，这对于后续的配电系统设计至关重要。 - **车间负荷分类**：如1~6车间被定义为Ⅰ级负荷，要求不间断供电，这对于选择合适的电气设备和保护措施非常重要。 - **负荷分布**：了解负荷分布有助于确定主变压器的位置和容量，以及输电线路的走向。 2. **负荷要求**：明确了不同车间的负荷特点和供电要求，这对于设计可靠的配电系统至关重要。 - **长期连续负荷**：这类负荷要求供电稳定性极高，任何中断都可能造成重大损失。 - **最大负荷利用小时数**：对于确定变压器容量、导线截面积等关键参数非常有用。 3. **外部电源情况**：外部电源的情况直接影响到变电所的设计，尤其是电源的稳定性和可靠性。 - **主变容量**：2×31.5MVA的变压器为供电提供了基础保障。 - **短路容量**：1918MVA的短路容量反映了系统的稳定性。 - **供电电压等级**：用户可以选择35kV或10kV电压供电，这需要在设计时加以考虑。 #### 三、短路电流计算 短路电流计算是电气工程设计中的一个重要环节，主要用于选择和校验电气设备，如断路器、电缆等。短路电流的大小直接影响到系统的安全性和可靠性。 1. **短路电流的影响因素**： - **系统电源的短路容量**：决定了短路电流的最大值。 - **设备参数**：如变压器的阻抗等，也会影响短路电流的大小。 - **系统配置**：如母线配置等。 2. **计算方法**： - **欧姆法**：适用于简单系统。 - **标幺制法**：更适用于复杂系统。 #### 四、电气设备选择与校验 1. **导线选择**：导线的选择需考虑负荷电流、电压损失等因素。 2. **断路器选择**：断路器的选择要考虑额定电流、短路分断能力等参数。 3. **继电保护选择**：继电保护的选择需要考虑到故障类型、保护范围等。 #### 五、主变压器保护设计 1. **瓦斯保护**：用于检测变压器内部的气体变化，及时发现潜在故障。 2. **过电流保护**：防止因过载或短路引起的过电流对变压器造成损害。 3. **电流速断保护**：在短路发生时快速切断电源，避免事故扩大。 4. **过负荷保护**：监控变压器的负荷状态，防止长时间过负荷运行。 通过以上知识点的详细介绍，我们可以看出电气工程设计是一项复杂而细致的工作，需要综合考虑多种因素来确保电气系统的安全、可靠和经济性。

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某机械厂降压变电所的电气设计工厂供电课程设计

摘 要 某冶金厂全厂总降压变电所的电气设计是对工厂供电具有针对性的设计，设计对工厂供电方式、主要设备的选择、保护装置的配置进行了详细的叙述，内容主要包括高压侧和低压侧的短路计算，设备选择及校验，主要设备继电保护设计，配电装置设计等。 在供电设计中某些重要工程项目存在几种方案，因此有必要进行经济比较，最后确定合理方案。一般需要比较的工程项目有:电源系统方案，变电所位置方案，变压器容量及台数方案，变电站主结线及布置方案，电压等级及厂区供电系统方案，车间供电方案等。 本设计通过计算出的有功、无功和视在功率选择变压器的大小和相应主要设备的技术参数，再根据用户对电压的要求，计算电容器补偿装置的容量，从而得出所需电容器的大小，选择工厂高低压配电系统及其一次设备，以及工厂电力线路；通过对短路电流，短路容量的相关计算，对所选设备及线路进行校验保护。同时，按照国家的一些技术标准设计工厂供电系统的继电保护，二次回路保护。 目录 摘 要 I 第1章 绪论 1 1.1 课程设计的目的与任务 1 1.2 设计依据 1 1.3 负荷情况、条件及设计步骤 2 第2章 负荷计算 4 2.1 负荷计算 4 2.1.1 负荷计算的目的 4 2.1.2 负荷计算的基本公式 4 2.1.3 负荷计算 5 2.1.4 负荷计算基本公式 5 第3章 变压器的选择 12 3.1 变压器选择原则 12 3.2 变压器台数、容量及类型选择 13 3.3 供电系统中的功率损耗 13 第4章 改善功率因素装置设计 14 4.1 无功功率补偿 14 4.1.1 提高功率因数的意义 15 4.1.2 提高功率因数的方法 15 4.1.3 电力电容器的安装方式 15 4.1.4 电容器补偿量的计算 15 4.1.5 全厂计算负荷 16 第5章 高、低压电网的导线型号及截面的选择 16 5.1.1 高低压导线选择原则 16 5.1.2 高压侧导线截面选择 17 5.1.3 低压侧导线截面选择 17 第6章 变电所主接线方案的设计 19 6.1 总变电所的主接线设计的原则和意义 19 6.2 电气主接线的基本方式 20 6.3 本设计的主接线的基本方式 20 6.4 一次接线系统图 21 第7章 短路电流计算 22 7.1 短路电流计算的意义和方法 22 7.2 短路计算 22 7.2.1 绘制短路电流计算示意图 22 7.2.2 短路电流及容量的计算 23 7.2.3 短路计算表 26 第8章 变电所一次设备的选择与校验 26 8.1 按正常工作条件选择 26 8.1.1 按工作电压选择 26 8.1.2 按工作电流选择 27 8.1.3 按断流能力选择 27 8.2 按短路条件校验 27 8.3 开关设备的校验选择 29 8.3.1 断路器的选择和校验 29 8.3.2 隔离开关的选择与校验 29 8.3.3 3.熔断器的选择 30 第9章 继电保护整定及二次保护 31 9.1 总变电所的继电保护装置 31 9.1.1 对继电保护装置的基本要求 31 9.2 继电保护的灵敏系数 32 9.3 电力变压器保护装置的配置要求 32 9.4 变压器过电流保护的整定计算 33 9.4.1 过电流保护动作电流的整定计算 33 9.4.2 过电流保护动作时间的整定计算 33 9.4.3 过电流保护灵敏系数的校验 34 9.5 变压器电流速断保护的整定计算 34 9.5.1 电流速断保护动作电流的整定计算 34 9.5.2 电流速断保护灵敏系数的校验 34 9.6 变压器过负载保护的整定计算 35 9.6.1 过负荷保护动作电流的整定计算 35 9.6.2 过负荷保护动作时间得整定计算 35 9.7 高压进线线路的过电流保护整定计算 35 9.7.1 过电流保护动作电流的整定计算 35 9.7.2 过电流保护动作时间 36 9.7.3 过电流保护灵敏系数的校验 36 第10章 心得体会 37 参考文献 38 附录 39

经过三年的系理论知识的学习，及各种实习操作，还有老师精心培育下，对电力系统各部分有了初步的认识与了解。 在认真阅读原始材料，分析材料，参考阅读《发电厂电气部分课程设计参考资料》、《电力网及电力系统》、《发电厂一次接线》和《电气设备》以及《高电压技术》等参考书籍，在指导老师的指导下，经过周密的计算，完成了此次毕业设计。

发电厂和变电所中的一次设备、按一定要求和顺序连接成的电路，称为电气主接线，也成主电路。它把各电源送来的电能汇集起来，并分给各用户。它表明各种一次设备的数量和作用，设备间的连接方式，以及与电力系统的连接情况。所以电气主接线是发电厂和变电所电气部分的主体，对发电厂和变电所以及电力系统的安全、可靠、经济运行起着重要作用，并对电气设备选择、配电装置配置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。