在现代工业生产中，电力供应的安全性、稳定性和经济性是保障企业正常运行的重要基础。因此，合理设计和规划工厂的供配电系统，对于提高生产效率、降低能耗、保障设备安全具有重要意义。本次课程设计以“某机械厂供配电系统”为研究对象，结合实际生产需求，对厂区的电力负荷进行分析，并制定科学合理的供配电方案。

一、项目背景与设计目标

本设计针对某中型机械制造厂的用电情况进行分析。该厂主要生产各类机械设备，涉及机加工、装配、检测等多个工艺环节。厂区用电设备种类繁多，包括机床、电动机、照明系统、空调设备等，功率分布较为复杂。因此，需要根据实际负荷情况，合理选择变压器容量、配电方式以及线路布局，确保供电系统的可靠性与经济性。

设计目标主要包括：

1. 确保厂区供电系统满足生产需求；

2. 提高电能利用率，降低能源浪费；

3. 保障电气设备的安全运行；

4. 合理配置保护装置，提高系统可靠性。

二、负荷计算与变压器选型

在进行供配电系统设计前，首先需要对厂区的用电负荷进行准确计算。根据工厂各车间的设备清单和运行参数，采用需用系数法进行负荷计算，确定总负荷及最大负荷。

经过计算，该厂总视在功率约为 850 kVA，其中动力负荷占比较大，照明及其他辅助设备负荷相对较小。考虑到负荷波动和未来发展需求，最终选定一台 S11-1000/10 型号的干式变压器，其额定容量为 1000 kVA，电压比为 10kV/0.4kV，满足当前及未来一段时间内的用电需求。

三、配电系统结构设计

根据厂区平面布置图，将整个厂区划分为若干个供电区域，分别设置配电箱和控制柜，实现分区管理。主配电室设于厂区中心位置，便于集中控制和维护。

配电系统采用 放射式与树干式相结合 的方式，主干线采用电缆敷设，分支线路则根据车间布局灵活布置。同时，为保证供电连续性，重要设备如数控机床、检测设备等均配备 双回路供电 或 UPS电源，以防止突发断电影响生产。

四、短路电流计算与保护配置

为了确保电气系统的安全性，必须对系统中的短路电流进行计算，并据此配置合适的保护装置。通过计算，得出系统在最严重短路情况下，短路电流值约为 12.5 kA。根据这一数据，选择相应的断路器、熔断器等保护元件，并合理设置整定值，确保在发生故障时能够迅速切断电源，避免事故扩大。

此外，还设置了接地保护系统，采用 TN-S 接地方式，确保设备外壳可靠接地，防止漏电触电事故的发生。

五、节能与环保措施

在设计过程中，充分考虑了节能与环保因素。选用高效节能型变压器和电动机，减少电能损耗；照明系统采用 LED光源，提高光效并延长使用寿命；同时，合理安排用电时间，避免高峰时段大功率设备同时运行，有效降低电网负担。

六、结论

通过对某机械厂供配电系统的全面设计，不仅满足了厂区的用电需求，而且在安全性、经济性和可持续性方面都达到了较高的水平。该系统具备良好的扩展性，能够适应未来生产规模的变化。同时，通过合理的保护与节能措施，进一步提升了供电系统的运行效率与管理水平。

本课程设计不仅巩固了所学的专业知识，也提高了实际工程分析与设计能力，为今后从事相关工作打下了坚实的基础。