某企业35kv变电站设计毕业论文

摘要电力工业是生产、输送和分配电能的工业部门。电能的生产过程和消费过程是同时进行的，既不能中断，又不能储存，需要统一调度和分配。它为工业和国民经济其他部门提供基本动力，随后在条件具备的地区建设了一批大、中型水电站，是国民经济发展的先行部门。变电站是电力系统中的一个重要环节，它的运行情况直接影响到电力系统的可靠、经济运行。而一个变电站运行情况的优劣，在很大程度上取决于其二次设备的工作性能。本设计说明书主要对企业35KV的变电所进行重新设计。依据供电规则，着重解决了负荷统计、变电所主结线方案的选择、进出线的选择、变电所所址的选择、主变压器的台数和容量的选择、短路计算及开关设备的选择、继电保护的选择与整定、防雷保护与接地装置的设计等问题，并结合地区的供电规则和工程实际情况选择出最合适的方案及参数、各种设备型号及容量。本设计还参考了老师推荐的参考书和其它一些国内外比较经典的文献。关键字电力工业；设计说明书；变电所ABSTRACTPOWERINDUSTRYISAINDUSTRIALSECTORWHICHINCLUDESPRODUCTION,TRANSMISSIONANDDISTRIBUTIONELECTRICITYPRODUCTIONANDCONSUMPTIONPROCESSAREATTHESAMETIME,BOTHCANNOTBEINTERRUPTEDANDSTOREDTHEYAREREQUIREDUNIFIEDSCHEDULINGANDALLOCATIONPOWERINDUSTRYCANPROVIDEBASICPOWERFORTHEINDUSTRYANDOTHERSECTORSOFTHENATIONALECONOMY,ANDTHENANUMBEROFLARGEANDMEDIUMSIZEDHYDROPOWERSTATIONSAREBUILTINTHEAREASITISTHEFIRSTSECTOROFNATIONALECONOMICDEVELOPMENTSUBTATIONISANIMPORTANTELEMENTINPOWERSYSTEM,ITSOPERATIONCONDITIONIMPACTSTHESTABILIZATIONOFPOWERSYSTEMDERECTLYTHEWORKINGCONDITIONOFASUBSTATIONLARGELYDEPENDSONTHESECONDARYEQUIPMENTSOFITTHEDESIGNSPECIFICATIONOFTHEMAJORENTERPRISESISTHE35KVREDESIGNRULESBASEDONPOWERSUPPLY,FOCUSONRESOLVINGALOADSTATISTICS,THEMAINLINEFORSELECTION,CHOICE,THECHOICEOFTHESITEBYTHESUBSTATION,THEMAINCAPACITYANDTHENUMBEROFTAIWANSCHOICE,SHORTCIRCUITCALCULATIONANDTHECHOICEOFSWITCHINGEQUIPMENT,RELAYANDTHECHOICEOFSETTING,LIGHTNINGPROTECTIONANDGROUNDINGEQUIPMENTDESIGNANDOTHERISSUES,COMBINEDWITHTHEPOWEROFTHEACTUALSITUATIONOFRULESANDCHOOSETHEMOSTAPPROPRIATESOLUTIONSANDVARIOUSMODELSANDEQUIPMENTCAPACITYTHISDESIGNALSOMADESOMEREFERENCESTOTHERECOMMENDATIONOFTEACHERSANDOTHERREFERENCEBOOKSOFHOMEANDABROADCOMPAREDOFCLASSICLITERATUREKEYWORDSPOWERINDUSTRY；DESIGNMANUAL；SUBSTATION前言本设计经过连续多个月的努力，顺利结束。在设计过程中，易晓郑老师给了我很大的支持和帮助，通过查阅大量参考资料，并综合分析了他们的优缺点，再根据自己设计的实际出发，从而确定了更为合理的优化方案。通过这次设计，我对所学知识有了更为深刻的理解和掌握，由理论到实践的有机结合，使得所学的知识学有所用，并逐步掌握了世纪的有关的规范和设计程序，为以后更好把工作学习打下坚实的基础，也增强了对将来工作和生活的信心。由于我对知识的运用还不很熟练以及实际动手能力和相关经验的不足，在设计过程中，难免存在一些不足之处，敬请指导老师批评斧正。最后，对在设计中辛勤指导我的易晓郑老师和各位诚挚帮助我的同学表示忠心的感激，同时向为完成四年大学专业学习的任课老师、辅导员表示诚挚的感谢。学生张怡目录1绪论111建厂部门提供的基础资料113当地电业部门提供的技术资料114工厂与电业部门达成的供用电协议主要内容215设计的原则22负荷计算与功率补偿421负荷计算的内容和目的422负荷计算的方法423各用电车间负荷计算结果524全厂负荷计算725无功功率功率补偿7251概述8252无功功率的补偿方法8253无功补偿的计算93工厂总降压变电所的位置和主变压器的选择1131工厂总降压变电所的位置的选择11311车间变电所所址选择的要求11312车间变电所的总体布置及要求1132主变压器的选择12321主变压器台数的选择12322变电所主变压器容量及型号的选择124工厂总降压变电所主接线1441对主接线方案的技术要求14411工作的可靠性及其措施14412运行的安全性15413使用的灵活性15414投资的经济性1542变配电所主接线的设计原则1643主接线方案选择1644变电所高压侧主接线的选择1944135KV侧采用单母线接线19442进出线的选择19443首期工程电气主接线19444二期工程电气主接线2045变电所高压侧主接线选择2046变电所低压侧主接线选择2147变电站主接线中设备的容量215厂区高压供电系统设计2351厂区高压供电系统的要求2352供电系统的接线方式2453供电电压的选择2454厂区高压供电系统的投资简表256工厂供、配电系统短路电流的计算2661短路电流计算的目的2662短路的原因2663短路的种类2664短路的危害2765短路电流计算方法2766本设计采用标幺制法进行短路计算28661在最小运行方式下28662在最大运行方式下307变电所高、低压侧主设备选择3471电气设备选择的一般原则34711按正常工作条件选择34712按故障情况进行校验3572高压设备的选择36721高压断路器的选择36722高压隔离开关的选择37723负荷开关的选择37724高压熔断器的选择38725高压开关柜的选择3873高压设备的校验3974仪用互感器选择40741电流互感器选择40742电压互感器选择408导线、电缆的选择4281选择的要求4282架空进线的选择43821架空线路的一般要求43822架空线路的特点44823架空线路的组成45824线路导线种类45825架空引入线4583架空线路敷设4684架空线截面的选择4685电缆的选择47851电缆型号47852电缆的分类4886选择导线截面的原则48861电力电缆缆芯截面选择的基本要求48862电缆载流量的测试49863导线截面的选择5087母线的选择与校验51871母线选择的要求5187210KV母线的选择与校验51873变压器低压侧引出线的选择与校验529防雷接地设计5491防雷设计54911防雷设备54912架空线路的防雷措施54913变配电所的防雷措施5592接地56921接地与接地装置56922接地方案的选择56总结58致谢59参考文献60附图611总降压站电气主接线图612总降压平面布置图621绪论11建厂部门提供的基础资料（1）具有详细的坐标尺寸厂区平面图（2）各车间设备明细表，全厂生产规模及全年计划产量（3）工厂扩建计划,因受土地限制，本厂预定五年后另找厂址建立分厂，本地区无扩建任务（4）工厂负荷性质。本厂无大型式高压设备及高额整流装置。除锅炉房及电镀车间要求连续供电相当二级负荷外，其他车间接为三级负荷。（5）车间变电所数量及位置。根据全厂用电负荷分布情况，已初步拟定设置四个车间变电所，位置及其进线部位已标注在厂区平面图上。12气象及地质资料（1）厂区为砂质粘土。土壤允许承载力为20吨/平方米。中等含水量时，实测土壤电阻率P为08。（2）地下水位为235米。（3）地面下071米处全面最热月最高温度为20土壤热阻率为。（4）最热月环境平均最高温为30。（5）土壤解冻深度为11米。（6）全年最高温度40，最低温度25最大风速30米/秒。一般在5左右出现，最大覆冰厚度5毫米。（7）全年雷暴日为30天，夏季主要风向为南风。13当地电业部门提供的技术资料（1）国家电网有两处不同电压的变电所可对本厂供电。（2）正南方向30公里处有60KV电源，该处最大运行状态时，短路容量为200MVA，最小运行状态时，短路容量为100MVA，出口处继电保护装置动作时限为2秒。（3）正北方向30公里处有35KV电源，该处最大运行状态时，短路容量为500MVA,最小运行状态时短路容量为200MVA出口处继电保护装置动作时限为15秒。14工厂与电业部门达成的供用电协议主要内容（1）在工厂变电所高压侧计量电能。（2）工厂功率（功率因数）要保持09以上。（3）到总降压变电所进线门型构以上的7处供电线路由厂厂投资电业部门设计施工。通电后归电业部门维护管理，总降变电所及配电系统由工厂自行设计施工、维护管理。（4）总降压变电所继电保护装置动作时限，应低于国家电网变电所（一次变电所）一个时限阶段。（5）工厂按大宗工业用电阶段缴纳电费。双方同意按主变压器安装容量如额定基本电价每千伏安005元/千瓦小时。（6）协议书中未尽事宜按“全国供电规则”有关条文处理。15设计的原则企业的供配电系统是是电力系统的终端网络，它的供电环节多少不是固定不变的，它是企业总负荷量的大小、各个车间的分布、企业与供电电源之间的距离以及地区电网的供电条件等综合因素决定的。因此本次设计主要考虑到以下问题1供电设计必须遵守国家的有关法令、标准和规范，执行国家的有关方针、政策，包括节约能源、节约有色金属等技术经济政策。2供电设计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，设计中应采用负荷国家现行有关标准的效率高、能耗低、性能先进的电气产品。接线应满足不同负荷的不中断供电要求。3供电的灵活性。由于负荷的分散性以及企业扩建的可能性和利用最小的切换，能适应不同的运行方式。例如负荷不均衡时，能自动的切除不许要的变压器，而在最大负荷时，有能方便的投入，以利于经济运行。检修时操作简单，不至于断电。4接线应满足不同负荷的不中断供电要求。在满足以上的情况下，保障设计投资少，但不要以投资最少为最佳方案，因为投资的限额可能会影响到灵活性和经济性，以至企业停电，造成企业的更大经济埙失。接线的方式还应考虑到满足现在和将来的发展需要。由此，在总体规划中必须从全局出发，统筹兼顾，按照复合性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，合理确定设计方案。要实现经济、社会、和环境效益的综合优化，达到布局合理，功能齐全，投资经济，节能节地，既能分期实施，又能相对完整，同时考虑远期的发展，按照动态体系进行规划，以近期为主，适当考虑扩建的可能性。2负荷计算与功率补偿21负荷计算的内容和目的计算负荷是用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值。负荷重要程度是决定系统接线方式的重要依据，负荷计算，其目的在于正确地选择电气设备和电工材料，同时也能合理地进行无功功率补偿提供依据。计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。尖峰电流指单台或多台用电设备持续12S的短时最大负荷电流。它用来计算电压波动、选择熔断器和低压断路器、整定继电保护装置等。一般取启动电流上午周期分量作为计算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器和保护元件等的依据。在校验瞬动元件时，还应考虑启动电流的非周期分量。平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。22负荷计算的方法用电设备组计算负荷的确定，在工程中常用的有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。当用电设备台数较多、各台设备容量相差不甚悬殊时，通常都采用需要系数法。当用电设备台数较少而容量又相差悬殊时，则宜于采用二项式法计算。无论采用何种计算方法，首先要正确判别用电设备的类别和工作性质，准确地分组。本设计采用需要系数法确定。主要计算公式有有功功率DEKP30无功功率TGQ视在功率COS/30S计算电流NUI23各用电车间负荷计算结果表21NO1变电所参数计算负荷序号车间名称设备容量DKCOSTG30P30QS电力250015051733865751组装车间照明2609123电力12004061334865812实验站照明09156电力3仓库照明40813表22NO2变电所参数计算负荷序号车间名称设备容量DKCOSTG30P30QS电力8500250451932134214721焊接车间照明2609123电力910025045198228452322焊接车间照明2609123表23NO3变电所参数计算负荷序号车间名称设备容量DKCOSTG30P30Q30S电力500020551521001521821金工车间照明80917电力2仓库照明50915电力3办公楼照明2309121表24NO4变电所参数计算负荷序号车间名称设备容量DKCOSTG30P30QS电力210065080621371021711锅炉房照明20912电力200040850628050942电镀车间照明50915电力500040651172002343083热处理车间照明1309112电力300020651176070924维修车间照明130911224全厂负荷计算取092095PKQ根据上表可算出6520KW5463KVARI30IQ30则096520KW5999KWIP300955463KVAR5190KVARQIQK307932KVA230S945ANUI/5999/793207530/COSQP25无功功率功率补偿251概述在供电系统中，由于采用大量的变压器，因此它除供给有功功率外，还需供给大量无功功率，以致发电、配电设备的容量不能充分利用。自然功率因数是否需要提高，要根据电力部门对功率因数值的要求而定，水电部供用电规则规定“用户必须提高自然功率因数。高压供电的工作用户必须保证功率因数不得低于09；其他情况，功率因数不得低于085。如达不到上述要求，则需增设无功功率的人工补偿装置”。提高功率因数对供电系统和电力系统有如下益处（1）减少供电线路的损失；（2）减少线路电压损失，提高电压质量；（3）提高发、供、用电设备的使用效率；（4）减少企业电费支出；由此可见，提高用户功率因数具有重大的经济意义。252无功功率的补偿方法人工补偿设备有并联电容器和同步补偿机两类。由于并联电容器无旋转部分，就近向负荷供给无功，提高用电功率因数、改善电压质量、降低线路损耗，具有运行简便、经济可靠等优点，因此工厂中普遍采用并联电容器来补偿供电系统中的无功功率。并联电容器的补偿方式有（1）高压集中补偿初投资较少，运行维护方便，但只能补偿高压母线以前的无功功率；适于大、中型工厂变配电所作高压无功功率的补偿，与高压母线相连，其电容器柜一般装设在变配电所的高压电容器室内。（2）低压集中补偿能补偿低压母线以前的无功功率，可使变压器的无功功率得到补偿，从而有可能减少变压器容量，且运行维护也较方便；适于中、小型工厂或车间变电所作低压侧基本无功功率的补偿；一般与变电所低压母线相连，其电容器装设在变电所的低压配电室或单独的低压电容器室内。（3）低压分散补偿电容器装设在低压配电箱胖或用电设备并联。它就利用用电设备本身的绕组放电，适于负荷相当平稳且长时间使用的大容量用电设备，及某些容量虽小但数量多而分散的用电设备（如荧光灯）。比较这三种补偿方法，高压集中补偿是该设计中进行无功功率的补偿时最佳的补偿方法。253无功补偿的计算由于本设计中要求，而由上面计算可知，90COS9075COS因此需要进行无功补偿。提高功率因数的意义降低电力系统的电能损耗和电压损耗，既节约了电能，同时也提高了电压质量，并且还可以选用较小的导线或电缆截面节约了有色金属的用量，因而提高功率因数对企业的整个电力系统有很大的益处。综合考虑在这里采用并联电容器进行高压集中补偿。可选用BWF631001W型的电容器，其额定电容为289FKVAR920ARCOSTN750ARCOSTN59CQ2724KVAR取QC2800KVAR因此，其电容器的个数为2800/10028，而由于电CCQQ/容器是单相的，所以应为3的倍数，取28个满足设计要求。无功补偿后，变电所低压侧的计算负荷为599925463280021/26564KVA230S变压器的功率损耗为006S3000665643938KVARTQ0015S3000156564985KWP变电所高压侧计算负荷为59999856098KW305463280039383057KVARQ30S302P6821KVA无功率补偿后，工厂的功率因数为6098/682109COS30/S则工厂的功率因数为0909S30/P因此，符合本设计的要求。3工厂总降压变电所的位置和主变压器的选择31工厂总降压变电所的位置的选择311车间变电所所址选择的要求选择工厂变、配电所的所址，应根据下列要求经技术，经济比较后确定（1）接近负荷中心这样可以缩短低压配电线路，降低了线路的电能损耗、电压损耗和有色金属的消耗量。（2）进出线方便（3）接近电源侧（4）设备运输方便应考虑到电力变压器和高低压开关柜等大件设备的运输通道。（5）不应设在有剧烈振动或高温的场所振动场所不仅影响变配电所本身建筑及其中设备的安全，而且可导致开关设备和继电保护、自动装置的误动作。（6）不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，当无法远离时，不应设在污染源盛行风向的下风侧。（7）不应设在厕所、浴室附近及地势低洼和易积水的场所，且不宜与上述场所相贴临。（8）不宜设在有爆炸危险和火灾危险环境的正下方或正上方。（9）不应妨碍企业单位的长远发展，并适当考虑将来发展的可能。312车间变电所的总体布置及要求便于维护运行；保证安全运行；便于进出线；节约占地和建筑费；留有发展空间。32主变压器的选择321主变压器台数的选择由于该厂的负荷属于二级负荷，对电源的供电可靠性要求较高，宜采用两台变压器，以便当一台变压器发生故障后检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电，故选两台变压器。322变电所主变压器容量及型号的选择（1）变电所主变压器容量的选择正确选择变压器的容量十分重要，若变压器的容量选择的过小，会使变压器经常处于过载状态，这样易烧毁变压器；反之，若变压器的容量选择的太大，一方面增加自身设备的投资，另一方面变压器得不到充分利用，造成效率因数降低，线路损耗和变压器本身损耗变大。装设两台主变压器的变电所，每台容量SNT不应小于总的计算负荷S30的60，最好为总计算负荷的70左右，即SNT（0607）S30同时每台主变压器容量SNT不应小于全部一、二级负荷之和S30（），即SNTS30（）由于S30（1）7932KVA，因为该厂都是上二级负荷所以按条件2选变压器。ST（0607）7932（4759255524）KVASTS30（）因此选5700KVA的变压器二台。（2）变电所主变压器型号的选择变电所主变压器的型号选SJL5700/35车间变电所的名称、位置、型号以及变压器的容量和台数如下表表31车间变电所变电所名称变电所的位置及型式变压器台数及容量变压器型号B1空气压缩车间内附2800SJL800/10B2模具与熔制车间外附21250SJL1250/10B3磨抛与封接车间外附21250SJL1250/10B4配料车间及其他负荷外附2800SJL800/10B5锅炉房及其他负荷外附21000SJL1000/104工厂总降压变电所主接线41对主接线方案的技术要求在进行工程设计时，对主接线有严格的要求，变电所的主接线应根据变配电系统中的地位、进出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并应满足安全、可靠、灵活和经济性的要求。主接线对变配电所电气设备选择、配电装置、运行的可靠性，均有重要影响。其中，安全可靠的技术是首要的，决不允许在运行或检修时由于设计不合理而发生人身事故和重大设备事故。经济节约是一贯的原则，仍应重视，但必须是考虑投资与运行费用的总效果最为经济。411工作的可靠性及其措施可靠性是指变电所的接线应能满足不同类型负荷不终断供电要求，与其负荷级别相适应。即表现在要求供电的连续性，保证负载在各种运行方式下都能可靠地供电。在实用中应尽量遵循运行设备数量少，接线力求简单实用。对一级负荷，应由两个电源供电；对二级负荷，应由两回路或者一回6KV以上专用架空线或电缆供电，其中采用电缆供电时，应采用两根电缆组成的线路，且每根电缆应能承受100的二级负荷。为此，宜留有容量裕度、部件裕度、并联运行事故自动切除等方法以提示供电的可靠性。变电所的非专用电源进线侧，应装设带短路保护的断路器或负荷开关。对一般生产区的车间变电所，宜由工厂总变配电所采用放射式高压配电，以确保供电可靠性，但对辅助生产区及生活区的变电所，可采用树干式配电。变电所低压侧的总开关，宜采用低压断路器。当有继电保护或自动切换电源要求时，低压侧总开关和低压母线分段开关，均应采用低压断路器。在设计中，尽可能地采用新技术、新工艺、新材料是提高主接线工作可靠性的有力措施。具体方法如尽量采用放射式供电、减少断路器的级数、电源增容、备用电源自投、淘汰故障源设备、危险的负荷单独供电等。412运行的安全性安全性即表现在各种正常操作和运行过程中能保障电气设备的安全及人身的安全。不能有任何隐患，以防在维护工作中突发电气事故。（1）在高压断路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧，必须装设高压隔离开关（2）在低压断路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧，必须装设低压刀开关（3）在装设高压熔断器负荷开关的出线柜母线侧，必须装设高压隔离开关（4）35KV及以上的线路末端，应装设与隔离开关连锁的接地刀闸（5）变配电所高压母线上及架空线路末端，必须装设避雷器，不宜装设隔离开关413使用的灵活性灵活性是利用最少的设备连接切换组成多种运行方案以适应负荷变化对供电的要求。即表现在设计的主接线应便于运行管理，设备数量力求精简，切换灵活方便。能防止误动作，处理故障的能力强。还能适当考虑增加发展负荷的需要。例如负荷不均衡时，能自动切除不需要的变压器，而在最大负荷时又能方便地投入，以利于经济运行。414投资的经济性（1）主接线方案在满足运行要求的前提下，应力求简单，变电所高压侧宜采用断路器较少或不用断路器的接线；（2）变配电所的电气设备应采用技术先进、经济适用的节能产品，不得选用国家明令淘汰的产品；（3）中小型工厂变电所一般采用高压少油断路器，在需频繁操作的场合，则应采用真空断路器或SF6断路器；（4）工厂的电源进线上应装设专用的计量柜，其中的电流、电压互感器只共计费的电度表用；（5）应考虑无功功率的人工补偿，使最大负荷时功率因数达到规定的要求。设计主接线时，可靠性和经济性之间是矛盾的。欲使主接线可靠、灵活，将导致投资增加。所以必须把技术与经济两者综合考虑，再满足供电可靠，运行灵活方便基础上，尽量使设备投资费用和运行费用最少。42变配电所主接线的设计原则变电所主接线是由变压器、母线、隔离开关、断路器和电抗器等电器设备及其线路联接而成的。主接线应按负荷等级不同对供电可靠性的要求、允许停电时间及用电单位规模、性质和负荷大小，并结合地区供电条件综合选定。（1）一级负荷应有两个独立电源供电。所谓两个独立电源是指互补联系，互不影响的两个电源。按照负荷需要和允许停电时间，采用双电源自动或手动切换方式保证连续供电。对一级负荷比重较大的变电所，高压侧应引入两条独立电源线路，对一级负荷用电设备则往往采用变压器低压侧独立电源同时供电。（2）二级负荷应由两条独立线路供电，当引入两条线路有困难时，允许采用一条专用线路供电。（3）三级负荷无特殊要求。43主接线方案选择对于进线电压为35KV及以上的大中型工厂，通常是先经工厂总降压变电所降为610KV的高压配电电压，然后经车间变电所，降为一般低压设备所需的电压。总降压变电所主结线图表示工厂接受和分配电能的路径，由各种电力设备（变压器、断路器、互感器、避雷器、隔离开关等）及其连接线组成，通常用单线表示。主接线对变电所设备选择和布置，运行的可靠性和经济性，继电保护和控制方式都有密切关系，是供电设计中的重要环节。1一次侧采用内桥式接线，二次侧采用单母线分段的总降压变电所主电路图，其一次侧的QF10跨接在两路电源线之间，犹如一座桥梁，而处在线路断路器QF11和QF12的内侧，靠近变压器，因此称为内桥式结线。这种主结线的运行灵活性较好，供电可靠性较高，适用于一、二级负荷工厂。如果某路电源例如WL1线路停电检修或发生故障时，则断开QF11，投入QF10（其两侧QS先合），即可由WL2恢复对变压器T1的供电，这种内桥式结线多用于电源线路较长因而发生故障和停电检修的机会较多、并且变电所的变压器不需要经常切换的总降压变电所。2一次侧采用外桥式结线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所主电路图，其一次侧的高压断路器QF10也跨接在两路电源进线之间，但处在线路断路器QF11和QF12的外侧，靠近电源方向，因此称为外桥式结线。这种主结线的运行灵活性也较好，供电可靠性同样较高，适用于一、二级负荷的工厂。但与内桥式结线适用的场合有所不同。如果某台变压器例如T1停电检修或发生故障时，则断开QF11，投入QF10（其两侧QS先合），使两路电源进线又恢复并列运行。这种外桥式适用于电源线路较短而变电所负荷变动较大、适用经济运行需经常切换的总降压变电所。当一次电源电网采用环行结线时，也宜于采用这种结线，使环行电网的穿越功率不通过进线断路器QF11、QF12，这对改善线路断路器的工作及其继电保护的整定都极为有利。3一、二次侧均采用单母线分段的总降压变电所主电路图，这种主结线图兼有上述两种桥式结线的运行灵活性的优点，但所用高压开关设备较多，可供一、二级负荷，适用于一、二次侧进出线较多的总降压变电所4一、二次侧均采用双母线的总降压变电所主电路图采用双母线结线较之采用单母线结线，供电可靠性和运行灵活性大大提高，但开关设备也大大增加，从而大大增加了初投资，所以双母线结线在工厂电力系统在工厂变电所中很少运用主要用与电力系统的枢纽变电所。本次设计的电机修造厂是连续运行，负荷变动较小，电源进线较短（25KM）,主变压器不需要经常切换，另外再考虑到今后的长远发展。采用一、二侧单母线分段的总降压变电所主结线（即全桥式结线）。如下图所示图41全桥接线图中WL1和WL2为两回电源线路，经过断路器QF1和QF2分别接至变压器T1和T2的高压侧，向变电所送电。断路器QF3犹如桥一样将两回线路联在一起，由于断路器QF3可能位于线路断路器QF1、QF2的内侧或外侧，故又分为内桥和外桥接线。44变电所高压侧主接线的选择44135KV侧采用单母线接线考虑今后城乡用电标准一体化的要求，35KV变电站最终将实现双回进（出）线。35KV采用双回进（出）线将会加大35KV线路的造价，可如果考虑采用各35KV变电站一主一备（即能手拉手）方式，主供线带正常负荷，事故及检修情况下启动备用线路。两电源之间配置备用电源自动投入装置（BZT）。虽然单母线接线与桥形接线相比要多用一台断路器，但目前35KVSF6断路器已实现国产化，经济压力不是很大，操作可以大大简化，尤其有利于35KV变电站实现远方操作和无人值守。442进出线的选择有些地区按区域性电网布点要求，应建设110KV变电站，但负荷总量又不大，尚不到需建设110KV输变电等级，而该站又处在各35KV变电站布点的中心。此时，该中心站35KV配电装置应考虑有3回以上进出线，35KV母线宜采用单母线分段接线，每段母线进（出）线以23回为宜，其中电源进线每段母线以1回为宜，BZT装置控制分段断路器。此类接线，一期工程可以设隔离开关分段，待双电源进站时再上分段断路器。配电装置布置时如地形许可，35KV配电装置可采用双列布置，改、扩、升压建设方便且灵活。如地形狭窄，只能单列布置。443首期工程电气主接线35KV变电站首期工程一般采用一条35KV进线和一台主变，因此首期工程电气主接线宜采用线路变压器单元接线。在布置上应对二期工程位置作预留，首期不上的断路器、隔离开关等利用瓷柱过渡跳线；根据计量管理和电网位置情况决定是否上35KV电压母线变压器；35KV站变可接在35KV进线侧，若是10KV站变，也可接在10KV母线上；10KV侧电气主接线采用单母线接线。444二期工程电气主接线二期工程安装两回进线，两台主变压器的主接线。35KV侧可采用桥形接线。对主变压器运行方式相对比较稳定，操作较少的35KV变电站，宜采用内桥接线；对主变压器操作较多的35KV变电站，宜采用外桥接线。桥形接线和单母线接线相比较可节省一台断路器，但操作复杂。35KV变电站35KV侧电气主接线应按如下方式考虑35KV侧一进线一主变压器的变电站，宜采用线路变压器单元接线；35KV侧两进线两主变压器的变电站，宜采用单母线接线；35KV侧有多路出线要求的变电站，宜采用单母线分段接线方式。45变电所高压侧主接线选择属于一级和二级负荷的大型工业企业采用35110KV线路供电时，一般采用双回路电源进线和两台主变压器组成的内桥式接线。进线可以是两个独立电源或者是单电源的双回路。它的特点是当一条电源线路有故障或检修时，通过桥接断路器，不影响两台变压器的运行。在供电要求可靠、负荷曲线较平稳、变压器不需经常切除和投入的情况下，宜采用内桥式接线。少数用电量很大而主变压器多余两台的工业企业，它的总降压变电所常采用扩大桥型接线。属于二级和三级负荷的用户，通常可采用一回路电源进线和一台变压器的接线方式，少量的重要负荷宜用610KV备用电源给以解决，这样，工厂的总降压变电所可以采用无母线制的线路变压器组接线。若线路不长，主变压器高压侧可以不装设断路器，而由电源侧的出线断路器承担任务，仅在变电所进线处装设带接地刃的隔离开关，以策变电所检修时之安全。这种接线之优点是简单、设备少、基建快及投资费用低。根据企业的具体情况及附近的电源，为了便于企业的用电管理，提高供电的可靠性和灵活性，本规划高压侧采用全桥式接线，在负荷区内设两所35KV变电站，其中一所变电所为备用变电所，变电所均采用35KV电源供电。一路电路故障时另一路电源可以继续运行。46变电所低压侧主接线选择变电所的低压侧，一般采用单母线接线或分段母线的接线方式，母线分段数与主变压器台数相一致。当不允许停电检修引出线断路器时，可采用手车式成套开关柜或者设置旁路母线来解决。采用固定式成套开关柜来组成610KV配电装置变电所，其旁路母线同样可以采用固定式成套开关柜组成。10KV侧主接线，一般采用一期为单母线，终期为单母线分段。对照总则，上述方式有以下优点1接线明了清晰、操作运行简便；2扩建时无多余浪费；3可以简单地实现防误动功能；4无论是线路检修，还是变电站设备检修，方式灵活，可以很好地满足用户对供电可靠性的要求；5二次配置远方监控易实现，不容易出错。47变电站主接线中设备的容量变电站的主接线是由各种电气设备（变压器、隔离开关、断路器等）及其在连接线所组成的，用来接受和分配电能，是供电系统的重要组成部分。它与电源电路、电压及负荷的大小、级别和变压器的台数、容量等因素有关，所以变电站的主接线有很多种形式。确定变电站的主接线与变电站电气设备的选择、配电设备的布置以及运行可靠性与经济性等都有密切的联系。用电最大负荷处在第三季度（长时）或大年三十（短时），二、三季度在圩区防汛抗旱期间负荷较大，且必须保证供电，因此需要保持一定水准的负荷平台。设计时主接线一般分两期实施，终期按两台主变考虑。下表为厂内用电部门设备容量表表42用电部门设备容量表序用电设备容量备注号部门动力照明1组装车间250262电镀车间2008二级负荷3焊接车间850264焊接车间910265金工车间50086热处理车间500107维修车间300138锅炉房2102二级负荷9实验室120610仓库511仓库412办公楼235厂区高压供电系统设计51厂区高压供电系统的要求根据本厂与电业部门所签定的供电协议的主要内容可知工作电流采用35KV供电，用架空线路引入厂内总降压变电所中，装设一台主变压器，变压器高压侧装设断路器，备用电流是10KV，接在总降压变电所内的10KV母线的一个分段上。此供电方案，正常运行时，电压损失不大，能满足要求。35KV线路故障时，10KV备用线路在运行期间，电压降太大，但这种情况较少，且时间不长，从设备投资来看，此方案的投资较低，至于备用线路的电压损失问题，可采用适当提高线路导线截面的办法来降低电压损失。因此，该方案比较经济。1变压器功率损耗KWPB4750/2473962KWQ9236850/23110/2235KV线路功率PJS456972KVARJS213810SJS8490745692IJS8309209故满足要求。CO按照条件选用导线LGJ35，允许电流170A，满足要求。线路电压损耗U2108546903517925318510KV备用线路仅考虑供一级负荷使用，计算负荷为386855KVA线路电流224AJSI386510按发热条件选择导线截面为LJ70则在25时允许电流为265224A。根据设计要求，到化工厂的10KV联络线为水泥电杆架空线路；各车间变电所采用电缆直埋配电，由于距离较短，按允许温升的运行载流量，选择导线截面再按允许电压损失校验；电缆在计算短路电流之后，还需做热稳定校验。52供电系统的接线方式供电系统的接线方式按网络接线布置方式可分为放射式、干线式、环式及两端供电式等接线系统；按其网络运行方式可分为开式和闭式网络接线系统；按对负荷供电可靠性的要求可分为无备用和有备用接线系统。在有备用接线系统中，其中一回路发生故障时，其余回路能保证全部供电的称为完全备用系统；如果只能保证对重要用户供电的则称为不完全备用系统。备用系统的投入方式，可分为手动投入、自动投入和经常投入等几种。53供电电压的选择变配电电压的确定要根据当地的高压等级决定，在一般情况下常用6KV、10KV、35KV等。在建筑工程高压用户采用10KV居多。对于610KV这两种电压，从技术经济指标考虑这两种电压，在相同供电距离、输送同样的电功率时，电压越高电流就越小，所以可节约有色金属和线投资，其开关设备的投资相似，供电的可靠性也差不多，所以实用中常用10KV，供电的距离和供电的容量都优于6KV。供电电压是指需经过变电所换电压等级后才能在建筑物或厂区内进行配电的电压。我国目前所用的供电电压是35110KV。54厂区高压供电系统的投资简表表51厂区高压供电系统投资简表项目说明单价（万元）数量费用（万元）线路综合投资LGJ35LJ12011235758611361变压器综合投资SJL5700/3567261735KV断路器SW235/10002061206电压互感器及避雷器JDJJ35F2350921092功率损耗引起附加费38094085510471000元/KW1305KW1305合计41986工厂供、配电系统短路电流的计算61短路电流计算的目的为了保证电力系统及工厂供配电系统的安全、可靠运行，再其设计中，不仅要考虑系统的正常运行情况，而且要考虑故障状态下的运行情况，尤其是系统的短路故障情况。短路后果是严重的，但只要正确地选择和校验电气设备、选用限制短路电流的电器和整定继电保护的动作值，就可以消除或减轻短路的影响。为此，必须对短路电流进行分析和计算，作为采取对策的依据。62短路的原因所谓短路故障是指系统中不同相的导线或相对地发生金属性的联接或经较小阻抗的联接。短路产生的原因主要是系统中电气绝缘的破坏。引起这种破坏的原因有过电压、雷击、绝缘材料的陈旧、设备维护不周、运行人员误操作，还有鸟害、鼠害、施工机械的直接损害等都可能造成短路。63短路的种类在三相供电系统中可能发生的主要短路类型有单相短路、两相短路、两相接地短路和三相短路等。当线路发生三相短路时，由于短路的三相阻抗相等，因此，三相电流和电压仍然是对称的，故三相短路又称为对称短路。其他类型的短路不仅相电流和相电压各相数值不等，而且各相之间的相角也不相等，这些类型的短路统称为不对称短路。64短路的危害由于短路的发生，使得电力系统中各工作点的电压降低，电流增大，而且距离段露点越近，电压越低。从而引起的不良后果有如下几个方面。（1）短路电流引起的热效应虽然短路电流通过电路的时间很短，但它往往超过额定电流的几倍到几十倍，巨大的短路电流将使导体和电气设备产生过热，造成导体熔化或绝缘损坏。（2）短路电流引起的电动力效应短路电流作用于设备上，使其相见产生很大的电动力，导致设备变形或损坏。（3）短路使网路电压降低。（4）短路可能造成电力系统稳定性的破坏。（5）短路可能干扰附近通信线路和信号系统，使其不能正常工作或发生误动作。65短路电流计算方法当网路中某处发生短路时，其中一部分阻抗被短接，网路阻抗发生变化，故在进行短路电流计算时，应对各电气设备的参数先进行计算，才能求得短路电流的数值。再计算短路电流时，电气设备各元件的阻抗及电气参数用有名单位来计算，称为有名单位制；用相对值来计算，称标幺制。标幺值是指任意一个物理量对其基准值的比值，故标幺值没有单位。再计算高压网路短路电流时，采用标幺制的计算方法非常简便，无需考虑变压器的变比和电气设备参数的归算问题。（一）欧姆法（有名单位制法）1绘计算电路图，选短路计算点计算电路图上应将短路计算中需计入的所有电路元件的额定参数都表示出来，并将各个元件一次编号。短路计算点应选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。2计算短路回路中各主要元件的阻抗电力系统的电抗、电力线路的阻抗和电力变压器的阻抗。3绘短路回路等效电路，并计算总阻抗对选定的短路计算点，绘短路回路等效电路。等效电路图中标注的元件阻抗值必须换算到短路计算点。4计算短路电流分别对各短路计算点计算其三相短路电流周期分量、短路次暂态短路电流、短路稳态电流、短路冲击电流及短路后第一个周期的短路全电流有效值。5计算短路容量（二）标幺值法（相对单位制法）1绘计算电路图，选短路计算点与前面欧姆法相同2设定基准容量和基准电压，计算短路点基准电流3计算短路回路中各主要元件的阻抗标幺值电力系统的电抗标幺值、电力线路的电抗标幺值和电力变压器的电抗标幺值4绘短路回路等效电路，并计算总阻抗采用标幺值法计算时，无论有几个短路计算点，其短路等效电路只有一个5计算短路电流分别对各短路计算点计算其各种短路电流6计算短路容量66本设计采用标幺制法进行短路计算661在最小运行方式下（1）确定基准值取100MVA,60KV,105KVDS1CU2C而/100MVA/60KV096KA1I33/100MVA/105KV505KA2DD2C（2）计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值电力系统（310MVA）OCS100/3100321X架空线路（XO04/KM）044100/10521522X电力变压器（UK75）UKSD/100SN75100103/10057001323绘制等效电路如图，图上标出各元件的序号和电抗标幺值，并标出短路计算点。图61等效电路图（3）求K1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量总电抗标幺值1KX0321521842三相短路电流周期分量有效值ID1/096/18405231K1K其他三相短路电流052KA3I31KI255052KA133KASHI151052KA079KA3SI三相短路容量SD/100MVA/18454331KS1KX（4）求K2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量总电抗标幺值/032152132/2252KX13X4三相短路电流周期分量有效值ID2/505KA/25202KA32KI2K其他三相短路电流IK23202KA3I184202KA372KASHI109202KA220KA3SI三相短路容量SD/100MVA/2540MVA32KS2KX最小运行方式数据如下表表61最小运行方式数据表三相短路电流/KA三相短路容量/MVA短路点3KI3I3I3SKI3SKI3KSK1点052052052133079543K2点20220220237222040662在最大运行方式下（1）确定基准值取MVA,KV,KV0DS601CU5102C而ID1SD/UC11000MVA/60KV9633ID2SD/UC21000MVA/105KV55KA（2）计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值电力系统（SOC1338MVA）1000/13380751X架空线路（XO04/KM）0441000/6020452电力变压器（UK45）UKSD/100SN751000103/100570034132绘制等效电路如图，图上标出各元件的序号和电抗标幺值，并标出短路计算点。图62等效电路图（3）求K1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量总电抗标幺值075045121KX2三相短路电流周期分量有效值ID1/96KA/128KA31KI1K其他三相短路电流8KA3I31KI2558KA204KASHI1518KA121KA3SI1KX三相短路容量SD/1000/12833MVA31KS1KX（4）求K2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量总电抗标幺值07504513222K34X78三相短路电流周期分量有效值ID2/55KA/78705KA32KI2KX其他三相短路电流705KA3I32KI255705KA1798KASHI151705KA1065KA3SI三相短路容量SD/1000/7051418MVA32KS2KX短路电流计算结果最大运行方式表62最大运行方式数据表三相短路电流/KA三相短路容量/MVA短路点3KI3I3I3SKI3SKI3KSK1点888204121833K2点7057057051798106514187变电所高、低压侧主设备选择71电气设备选择的一般原则（1）选择设备的额定电压和