课程设计指导书

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《供配电工程》课程设计

指导书

徐滤非编写

湖北理工学院电气与电子信息工程学院

2023年4月

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1供配电设计概述

1.1供配电设计应遵循的原则

供配电设计应根据上级批文的内容，依据建设单位的具体设计要求和工艺设计所提出的具体条件进行，并遵循以下原则：

（1）遵守规程、执行政策。

必需遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括俭约能源，俭约有色金属等技术经济政策。如国家标准GB50052-95《供配电系统设计规范》、GB50053-94《10kV及以下设计规范》、GB50054-95《低压配电设计规范》等的规定。

（2）安全可靠、先进合理。

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，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。

（3）近期为主、考虑发展。

应根据工作特点、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，适当考虑扩建的可能性。

（4）全局出发、统筹兼顾。

按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。供配电设计是整个用户设计中的重要组成部分。用户供电设计的质量直接影响到用户的生产及发展。作为从事供配电工作的人员，有必要了解和把握供配电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。

1.2供配电设计的内容

供配电设计的内容一般包括变配电所、供配电线路、防雷与接地、电气二次回路及自动控制等项目。

变配电所的设计内容包括：变配电所的负荷计算及无功功率的补偿计算；变配电所所址的选择；变压器台数和容量、型式的确定；变配电所主接线方案的选择；短路计算和开关设备的选择；二次回路方案的确定及继电保护的整定计算；防雷保护与接地装置设计以及变配电所的电气照明设计等。

供配电线路设计包括供电电源线路设计和室内外高低压配电线路设计。具体设计内容为线路路径及线路结构形式的确定，导线截面选择，架空线路杆位确定及电杆与绝缘子、金具的选择等。

防雷与接地设计是依据当地的雷电日数等基础资料，确定防雷等级和采取的防雷措施，确定允许接地电阻值和接地装置的形式等。

电气二次回路及自动控制设计是根据工艺设计提出的要求，确定电气设备的控制、保护、测量、信号和自动装置的形式，以及各二次设备的选择校验等。

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1.3供配电设计的程序

供配电设计，寻常分为扩大初步设计和施工设计两个阶段。1．扩大初步设计

扩大初步设计的任务，主要是根据设计任务书的要求，进行负荷的统计计算，确定用户的总用电负荷，选择用户供电系统的原则性方案及主要设备，提出主要设备材料清单，并编制工程概算，报上级主管部门审批。因此，扩大初步设计资料应包括用户供电系统的总体布置图、主电路图、平面布置图等图纸及设计说明书和工程概算等。

2．施工设计

施工设计是在扩大初步设计经上级主管部门批准后，为满足安装施工要求而进行的技术设计，重点是绘制施工图，因此也称为施工图设计。施工设计须对初步设计的原则性方案进行全面的技术经济分析和必要的计算和修订，以使设计方案更加完善和确切，有助于安装施工图的绘制。安装施工图是进行安装施工所必需的全套图纸资料。

施工设计资料应包括施工说明书，各项工程的平面图、剖面面图，各种设备的安装接线图，各种非标准件的安装详图，设备与材料明细表以及工程预算等。

1.4本课程设计相关说明

1.4.1本课程设计的基本要求

本课程设计应根据设计任务书以及国家的有关政策和设计技术规程及规定进行。

①熟练把握与供电设计相关的工程计算方法：负荷计算、短路电流计算、设备选择校验计算等；

②熟悉供电系统典型主接线方案，并把握技术、经济分析比较方法；③熟悉常用电气设备的类型、功能，并把握其选择校验方法；④把握电气主接线图的绘制方法，熟悉设计说明书的编制。1.4.2本课程设计的基本内容

设计选题一般应提供资料如下：用户总平面布置图、用户生产任务、负荷状况、负荷性质、供用电协议、用户自然条件等。设计题目可以是总降压变电所的电气设计、高压配电所设计，也可以是车间变电所设计，也可以是车间动力或照明设计。在确定选题并提供资料的基础上，指导教师可根据设计时间合理选择设计份量。

设计基本内容包括：用户负荷计算及无功补偿计算；确定用户总降压变电所、总配变电所或车间变电所的所址和型式；确定主接线方案（要求从两个比较合理的方案中优选）；确定主变压器型式、容量和数量；短路计算，并选择、校验一次设备；选择用户电源进线及用户高压配电、

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低压配电线路；选择保护装置及其整定计算；防雷保护及接地装置的设计。

主要内容说明如下：1．电气主接线的方案比较

根据设计任务书的要求，在分析原始资料的基础上，拟定出若干种可行方案，内容包括主变压器型式、台数和容量；无功补偿装置、装设位置的选择；各级电压接线形式等。然后，依据对电气主接线的基本要求，从技术上论证各方案的优、缺点，淘汰一些较差的方案，保存2～3个技术上相当的较好方案，即初选方案。

2．短路电流计算

对每一个初选方案，确定其主接线的运行方式，绘制等值网络图，计算各短路点的三相短路电流。

3．电气设备的选择与校验

按正常工作条件选择电气设备，按短路状态校验热稳定和动稳定。应选择的电气设备包括：主变压器、断路器、隔离开关、互感器、避雷器、导线和电缆等。变电所主接线应选用成套的开关柜或配电屏。

4．经济比较及最终方案的确定

计算各初选方案的综合投资和年运行费用，并进行经济比较，选择经济上最正确的方案作为最终方案。

1.4.3课程设计报告

1、课程设计报告的主要内容

主要包括：设计题目；负荷计算、短路计算的过程；电气设备、载流导体的选择校验说明；保护装置（短路器）的选择和整定过程；主要设备、材料明细表；供电系统图。

2、课程设计报告编写的基本要求

负荷计算和短路计算时应先画出系统草图和计算等效电路，计算过程可用数据表格的形式表示；系统的设计、计算，设备的选择、校验要有必要的文字说明；主要设备、材料明细表中应包括：序号、名称、型号规格、单位、数量、备注等；供电系统图应标注出主要设备的型号规格；变电所主接线应选用成套的开关柜或配电屏。

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2负荷计算、无功补偿计算、变压器选择

及初步方案确定

2.1用电设备组计算负荷的确定

工程上常用方法有需要系数法和二项式法。

需要系数法简单便利，计算结果基本符合实际。用电设备台数较多，各台设备容量相差不悬殊时，宜采用需要系数法，一般用于干线，配变电所的负荷计算。

二项式法的应用局限性较大，但在确定设备台数较少而容量区别悬殊的分支干线的计算负荷时，较之需要系数法合理，且计算也较便利。

本书只介绍需要系数法。1．单组用电设备组计算负荷有功计算负荷（kW）：P30?KdPe无功计算负荷（kvar）：Q30?P30tan?视在计算负荷（kVA)：S30?P30/cos?计算电流（A）：I30?S30/(3UN)

式中，Kd为需要系数，Pe为设备组总的设备容量（对断续周期工作制的用电设备组，换算到

sc一个统一的负荷持续率下），o值。

?为用电设备组的平均功率因数；tan?为对应于cos?的正切

2．多组用电设备组计算负荷

结合具体状况对其有功负荷和无功负荷分别计入一个同时系数K?p和K?q：对车间干线，可取K?p?0.85～0.95，K?q?0.90～0.97。

对低压母线，分两种状况：①由用电设备组计算负荷相加来计算时，可取K?p?0.80～0.90，②由车间干线计算负荷相加来计算时，