【电气工程工厂供电课程设计报告（某铝冶炼厂降压变电所的电气设计）】一、引言

随着工业现代化进程的加快，电力系统在各类生产企业中的作用日益凸显。尤其在冶金行业，如铝冶炼厂等大型用电单位，其对电能质量、供电可靠性及运行效率的要求极高。因此，科学合理地设计降压变电所，是保障企业正常生产的重要基础。

本设计报告以某铝冶炼厂为背景，围绕其降压变电所的电气设计展开研究与分析。旨在通过合理的电气设备选型、主接线方式选择、负荷计算以及保护配置等内容，确保变电所能够安全、稳定、高效地运行，满足铝冶炼工艺对电力供应的需求。

二、设计背景与任务

1. 工程概况

该铝冶炼厂位于我国中西部地区，厂区占地面积较大，主要生产流程包括电解槽、熔炼炉、铸造生产线等，属于高耗能、连续性生产的工业单位。由于生产工艺对电能稳定性要求较高，因此需建设一座功能完善的降压变电所，以实现从高压电网向厂内低压系统的可靠供电。

2. 设计任务

本次设计的主要任务包括：

- 确定变电所的电压等级及主接线形式；

- 进行负荷计算与变压器容量选择；

- 选择电气设备并进行短路电流计算；

- 设计继电保护方案；

- 绘制电气主接线图与平面布置图；

- 撰写技术说明与设计总结。

三、变电所电气设计内容

1. 电压等级选择

根据厂区实际需求和外部电源情况，选用110kV/10kV作为变电所的输入与输出电压等级。其中，110kV为外部供电线路电压，10kV用于厂区内部配电系统。

2. 主接线形式

考虑到供电可靠性与经济性的平衡，采用单母线分段接线方式。该接线方式具有结构简单、运行灵活、便于维护等优点，适用于中小型变电所。

3. 负荷计算

通过对厂区各车间的用电设备进行统计分析，得出总负荷约为5000kW，功率因数为0.85。根据负荷计算结果，初步选定两台容量为3150kVA的变压器，采用并列运行方式，以提高供电能力与灵活性。

4. 变压器选择

根据负荷计算与运行条件，选用S11系列油浸式变压器，具备低损耗、高效率、运行稳定等特点。同时，考虑未来负荷增长的可能性，预留一定的容量裕度。

5. 短路电流计算

通过标幺值法计算系统最大短路电流，确定各支路的短路电流值。据此选择合适的断路器、隔离开关等设备，并设置合理的保护整定值。

6. 继电保护配置

根据《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB/T 50093-2013），配置了过流保护、速断保护、差动保护等多种保护方式，确保在发生故障时能迅速切除故障点，防止事故扩大。

7. 防雷与接地设计

为防止雷击对变电所造成破坏，设置了避雷针与避雷器；同时，按照标准要求进行接地网设计，确保接地电阻小于4Ω，保障人身与设备安全。

四、电气设备选型

- 高压开关柜：选用KYN28A-12型真空开关柜，具备良好的绝缘性能与操作便捷性；

- 变压器：选用S11-3150kVA/110/10kV油浸式变压器；

- 电流互感器与电压互感器：选用LZZB6-10型，精度等级为0.5级；

- 保护装置：采用微机保护装置，具备远程监控与数据采集功能；

- 电缆：选用ZR-YJV22型交联聚乙烯绝缘电缆，适用于长期运行与高温环境。

五、结论

本次设计围绕某铝冶炼厂降压变电所的电气系统展开，通过对电压等级选择、主接线设计、负荷计算、设备选型及保护配置等方面的综合分析，完成了变电所的初步设计方案。设计过程中充分考虑了供电可靠性、安全性与经济性，符合现行相关规范与标准。

通过本次课程设计，不仅加深了对工厂供电系统的基本理论知识的理解，也提高了实际工程设计的能力。未来可进一步结合自动化控制、节能优化等新技术，提升变电所的整体运行水平与智能化程度。

六、参考文献

1. 《工厂供电设计手册》

2. 《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB/T 50093-2013）

3. 《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》（GB 50150-2016）

4. 《建筑电气设计规范》（GB 50034-2013）

5. 相关产品技术说明书（如变压器、开关柜等）