供配电10kv变配电所毕业设计论文.doc

扬州大学本科生毕业设计（论文） 本科生毕业设计 毕业设计题目 宏达商贸大楼双回路10KV变配电所设计 学 生 姓 名 仲 宇 所 在 学 院 水利与能源动力工程学院 专业及班级 电气工程及其自动化 电气1102班 指 导 教 师 薛丰进 完 成 日 期 2015 年 6 月 1 日 70工学学士学位论文宏达商贸大楼双回路10KV变配电所设计专业名称 电气工程及其自动化 学生姓名 仲 宇 指导老师 薛丰进 扬 州 大 学2015年6月摘要本次设计结合宏达商贸大楼用电负荷的现状，以及符合经济、综合技术等各方面因素，确定了该大楼10kV变配电所的设计方案。主要设计内容包括：变配电所的负荷的统计；功率因数的确定以及补偿措施的选择；变配电所所址、变压器台数、容量和运行方式的选择；变配电所主接线方案的确定；变配电所的短路计算和高低压设备的选择与校验；进出线电缆的选择与敷设；变压器柜、电能计量柜等二次电路的设计；变配电所的电气照明、接地的设计等。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。本论文的设计符合20kV及以下变电所设计规范以及工业与民用配电设计手册等相关规范，注重实用性、先进性、经济性，充分体现了我国供配电技术发展。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。关键词：变配电所；主接线；负荷计算；无功补偿。 AbstractThe design of the present situation Hongda Trading building electricity load, and in line with economic, technological and other aspects of the comprehensive factor determining the building 10kV substation design. The main design elements include: substation load statistics; selecting power factor is determined and compensation measures; selecting the substation site, the number of transformer stations, capacity and operating mode; determining substation main line scheme substation electrical lighting, grounding design; design of secondary circuit transformer cabinets, counters and other energy metering; choose short circuit calculation and verification of substation and high and low voltage equipment; inlet and outlet of choice and laying of cables and so on.残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。This paper is designed to meet 20kV and below substation design specifications and industrial and civil Distribution Design Manual and other relevant norms, in particular focus on practicality, advanced, economical, fully reflects the supply and distribution technology.酽锕极額閉镇桧猪訣锥。Keywords: Substation; main wiring; load calculation; reactive power compensation.彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。目录1.工程概况与设计要求11.1工程概况11.2设计要求11.2.1技术要求11.2.3设计遵循的规范22.负荷计算以及无功补偿32.1 负荷等级及供电电源的确定32.1.1 负荷等级的分类32.1.2 供电电源的确定32.2 负荷计算42.2.1 负荷计算的意义42.2.2 用电设备的负荷计算42.3 无功补偿92.3.1 无功补偿的意义92.3.2 无功补偿容量的计算93.变压器选择以及一次接线设计143.1 变压器的选择143.1.1 变压器类型选择143.1.2 变压器台数和容量选择143.2 变电所一次接线设计163.2.1 变电所电气主接线设计遵循的步骤及基本原则163.2.2 变电所主接线高压侧接线设计163.2.3 变电所主接线低压侧接线设计174短路计算与电气设备选择校验194.1高压电网短路电流计算194.1.1短路电流计算条件194.1.2短路电流计算内容及目的194.1.3三相对称短路电流的计算204.1.4两相短路电流的计算224.1.5变电所高压侧短路电流计算224.2低压电网短路电流计算244.2.1短路电流计算条件244.2.2短路电流计算内容及目的254.2.3三相对称短路电流的计算254.2.4单相短路电流的计算274.2.5变电所低压侧短路电流计算274.2.6低压配电线路短路电流计算314.3 高压电器的选择334.3.1 高压电器选择的一般要求334.3.2 高压断路器的选择334.3.3 高压熔断器的选择354.3.4 电流互感器的选择364.3.5 电压互感器的选择394.3.6 其他高压电器的选择404.4 低压电器的选择404.4.1 低压选择的一般要求404.4.2 低压断路器选择404.4.3 电流互感器选择校验424.4.4其他低压电器的选择425 变配电所的二次设计445.1 二次接线及其操作电源445.1.1二次接线概念445.1.2操作电源445.2 继电保护设计455.2.1继电保护的一般要求455.2.2继电保护的整定455.3电气测量与电能计量回路设计475.4高压断路器的控制和信号回路475.5中央信号装置设计486 进出线电缆选择校验496.1 导体截面选择的条件496.2 高压进出线电缆选择校验496.3 变电所硬母线选择校验516.4 低压出线电缆选择校验537 配变电所电气装置布置及照明设计587.1 变配电所所址和型式选择587.1.1 变电所的所址选择587.1.2 变电所型式选择587.2 变配电所的布置设计597.2.1总体布置597.2.2操作维护通道和安全净距607.3 变配电所电气照明设计618 变配电所接地与防雷设计628.1 接地类型及要求628.2 接地装置设计628.2.1自然接地体和人工接地体628.2.2 接地装置计算638.3 等电位联结设计638.4 防雷设计639 总结6410 致谢6511 参考文献6612 附录671.工程概况与设计要求1.1工程概况宏达商贸大楼位于阜宁城西，建筑面积29750m，十二层，高48m。地下室为设备间及车库；一至三层为商业用房，四至十层为办公用房，不设中央空调。供电部门可提供两个独立的10kV电源，一用一备。电源1进线处三相短路容量200MVA，电源2进线处三相短路容量180MVA。采用高供高计，要求月平均功率因数不少于0.9。不同电价负荷，计量分开。由市电源10KV双电源供电，一用一备。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。供电部门要求在进线侧进行用电计量，并要求进线侧功率因数不小于0.9，不同电价分开计量。工作电源及备用电源进线处三相短路容量均为180MVA。厦礴恳蹒骈時盡继價骚。当地年最高气温为38 ，年平均气温为25 ，年最低气温6 ，年最热月平均最高气温为33 ，年最热月平均气温为27 ，年最热月地下0.8m 处平均温度为25 。当地年雷暴日数为25天。当地海拔高度为160m ，土壤电阻率为120m。茕桢广鳓鯡选块网羈泪。1.2设计要求1.2.1技术要求(1)严格按照20kV及以下变电所设计规范的要求GB 500532013；(2)短路电流计算用标么值法；(3)所有图纸一律用AutoCAD绘制,文字符号要符合GB4728、GB5465、GB6988等新国标的要求。鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。1.2.2图纸要求图纸包括（1）配变电所高压电气系统图（1张A3）（2）配变电所低压电气系统图（可用若干张张A3）（3）配变电所电气平面布置图（1张A3）（4）配变电所接地平面布置图（1张A3）（5）配变电所照明平面布置图（1张A3）（6）配变电所接地平面布置图（1张A3）（7）配变电所部分设备二次电路图面（若干张A3）设计图纸绘制的一般要求是：满足设计要求，遵循制图标准，依据设计规范，比例适当、布局合理，讲究绘图质量。设计图纸采用A3图纸CAD出图籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。1.2.3设计遵循的规范（1）毕业设计任务书（2）国家现行电气设计规范：20kV及以下变电所设计规范 GB50053-2013供配电系统设计规范 GB50052-2009建筑物防雷设计规范 GB50057-2010低压配电设计规范 GB50054-2011民用建筑电气设计规范 JGJ16-2008电气工程电缆设计规范 GB50217-2007低压电器施工及验收规范 GB50254-2014电力交流设备施工及验收规范 GB50255-2014电气照明装置施工及验收规范 GB50259-2006 电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范 GB50168-2006 （3）相关专业提供的条件（4) 当地供电部门有关管理规定（5）业主有关要求2.负荷计算以及无功补偿2.1 负荷等级及供电电源的确定2.1.1 负荷等级的分类根据GB500522009供配电系统设计规范的规定，用电负荷根据对供电可靠性的要求及中断供电在对人生安全、经济损失上所造成的影响程度，分为一级负荷、二级负荷、三级负荷。如下表2-1。預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。表2-1 负荷分级负荷分级原则定义一级负荷1）中断供电将造成人身伤亡2）中断供电将在政治、经济上造成重大损失3）中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作4）在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷二级负荷1）中断供电在政治、经济上造成较大损失2）中断将影响重要单位的正常工作三级负荷不属于一级、二级负荷者本工程为二类高层民用建筑，根据表2-1的要求，现将宏达商贸大楼用电设备进行负荷分级：一级负荷有：排水泵、喷淋泵、消防栓泵、消防客梯、屋顶消防排烟机、变电所用电、地下室通风机、应急照明和消防报警；渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。二级负荷有：展览厅照明、室外景观照明、一至四层的自动扶梯、生活水泵、地下室照明；三级负荷有：商用及办公用包括东西侧的营业商铺照明设备、分体空调、加工石材机组。2.1.2 供电电源的确定各级负荷的供电要求见表2-2。表2-2 各级负荷的供电要求负荷等级供电要求一级负荷1）级负荷应有两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到破坏。两个电源均能承担用户的全部一级负荷的设备供电。2）一级负荷中的热别重要负荷，除有两个电源供电外，尚应增设应急电源，并严禁将其他负荷接入应急电源。二级负荷二级负荷的供电系统，宜由两回电源线路供电。二级负荷可由一回6KV及以上专用的架空线路供电。当线路自配电所引出采用电缆线路时，应采用两回线路。三级负荷对供电无特殊要求根据设计要求与实际情况，宏达商贸大楼是由市电源10KV双电源供电，两个电源相互独立，一用一备。由于本工程的两个10kV供电电源相对独立可靠，因此，不再设置自备发电机组或其他集中式应急电源装置。铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。2.2 负荷计算2.2.1 负荷计算的意义电力系统中的各种用电设备从供配电系统汲取的功率（电流）视为电力负荷。实际负荷通常是随机变动的，故通常选取一个假想的持续性负荷，在一定的时间间隔和特定的效应上与实际负荷相等。这一计算过程就是负荷计算。擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。负荷计算是供配电工程设计的基础，必须正确计算负荷，才能设计出合理的供配电系统。如果计算负荷过大，将使设备和导线选择偏大，造成浪费；如果计算负荷过小，又将使设备和导线选择偏小，造成运行时过热，增加电能损耗和电压损失，甚至有可能使设备和导线烧毁，造成事故。所以，正确进行负荷计算对供电系统的相关设计有着十分重要的意义。贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。2.2.2 用电设备的负荷计算本次设计负荷计算方法选用需要系数法，运用公式：(1)一组用电设备组计算负荷的确定有功计算负荷（kW） 无功计算负荷（kvar） 视在计算负荷（kVA）计算电流（A） （2）多组用电设备组计算负荷的确定Pc =Kp Pc Qc =Kq Qc 对于配电干线，Kp =0.81.0，Kq=0.851.0 对于低压母线，Kp =0.750.90，Kq=0.800.95注：附录表中所列需要系数Kd的值，适用于设备台数多且容量差别不大的负荷。若设备台数较少时，则需要系数值宜取大。当只有4台设备时，需要系数Kd取0.9进行计算。当只有3台及以下用电设备时，Kd可取为1。当只有一台电动机时，则此电动机的计算电流就取其额定电流。坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。用电设备负荷计算如下表2-3,2-4,2-5表2-3 照明符合统计照明负荷用电设备名称负荷等级面积/m2面积功率/w设备功率/Kw需要系数/Kd功率因数/cos有功计算负荷/kW无功计算负荷/kvar视在计算负荷/kVA计算电流/A地下室照明二级17001525.50.80.920.49.88022.66634.4533商业用房照明三级776030232.80.80.9186.2490.200206.933314.538办公用房照明三级5000201000.80.98038.74588.888135.111展览厅照明二级60030180.70.912.66.1021421.28室外景观照明二级6010.856037.18470.588107.294客用房照明三级52901579.350.80.963.4830.74470.533107.210营业商铺正常照明三级10000303000.70.9210101.707233.333354.666按需要系数法合计815.650.7750.895632.72314.565706.6011074.034其中二级负荷103.50.8980.8689353.167107.124162.829表2-4 电力符合统计电力负荷用电设备名称负荷等级台数/个每台功率/kw设备功率/Kw需要系数/Kd功率因数/cos有功计算负荷/kW无功计算负荷/kvar视在计算负荷/Kva计算电流/A客梯一级217340.70.723.824.2803451.68一层自动扶梯二级212.5250.70.717.517.8532538二层自动扶梯二级212.5250.70.717.517.8532538三层自动扶梯二级212.5250.70.717.517.8532538四层自动扶梯二级112.512.50.70.78.758.92612.519石材加工电机组三级211531510.5315545.596630957.6地下室通风机一级67.5450.80.836274568.4生活水泵二级17.57.50.80.864.57.511.4排水泵一级51.57.50.80.864.57.511.4展览厅空调三级6000.04240.60.814.410.81827.36商业用房分体空调三级40000.041600.40.8644880121.6客用房分体空调三级152900.04611.60.40.8244.64183.48305.8464.816营业商铺分体空调三级100000.044000.40.8160120200304按需要系数法合计1692.10.5500.670931.091030.6441388.9402111.189其中一级负荷86.50.7600.76265.855.78086.262131.118其中二级负荷950.7070.70867.2566.98794.920144.279表2-5 火灾符合统计火灾时消防负荷用电设备名称负荷等级台数/个每台功率/Kw设备功率/Kw需要系数/Kd功率因数/cos有功计算负荷/kW无功计算负荷/kvar视在计算负荷/kVA计算电流/A喷淋泵一级245900.80.8725490136.8消火栓泵一级137370.80.829.622.23756.24屋顶消防排烟机一级65.5330.80.826.419.83350.16应急照明及消防报警联动控制一级4510.84533.7556.2585.5变电所用电一级1510.85159.29617.64726.823按需要系数法合计2200.8540.803188139.046233.832355.4262.3 无功补偿2.3.1 无功补偿的意义 无功功率补偿可以提高功率因数，使负荷电流减小，从而使供配电系统的电能损耗和电压损失降低。可以选用较小容量的电力变压器、开关设备和较小截面的电线电缆，减少投资和节约有色金属，对整个供电系统大有益处。蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。我国供电营业规则规定：容量在100KVA及以上高压供电的用户，最大负荷时的功率因数不得低于0.9，如达不到要求则必须进行无功补偿。因此，在进行供电设计时，可用此功率因数来确定需要无功补偿的最大容量。買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。2.3.2 无功补偿容量的计算无功补偿容量的确定 ： 本工程选用并联电容器组，在变电所低压侧集中补偿，采用自动投切方式。若要高压侧功率因数才不低于0.9，低压侧功率因数必须在0.92以上。 綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。变压器T1无功自动补偿并联电容器装置的容量如下： 选择电容器组数及每组容量：根据参考资料，初选BSMJ0.4-20-3型自愈式并联电容器，每组容量qr.c=20kvar，则需要安装的电容器组数为7组。考虑到无功自动补偿控制器可控制电容器投切的回路数为4、6、8、10、12等。故选择成套并联电容器，可安装的电容器组数为8组，总容量160kvar。补偿后的视在计算负荷及功率因数为0.93，大于0.92满足要求。见表2-6。驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。表2-6 变压器T1的负荷计算及无功补偿变压器T1回路名称额定容量 /kW需要系数Kd功率因数cos有功 功率 /kW无功 功率 /kvar视在 功率 /kVA计算电流 A125.50.80.920.49.922.734.52180.70.912.66.114.021.336010.8560.037.270.6107.34232.80.80.9186.290.2206.9314.563000.70.9210.0101.7233.3354.77450.80.836.027.045.068.487.50.80.86.04.57.511.4107.50.80.86.04.57.511.4111510.8515.09.317.626.815370.80.829.622.237.056.220611.60.40.8244.6183.5305.8464.8变电所负荷计算表变电所负荷计算表项目：永中镇小康小区示范小区N2变电所项目：永中镇小康小区示范小区N6变电所项目：永中镇小康小区示范小区N8变电所变电所负荷计算表项目：永中镇小康小区示范小区N3变电所变电所负荷计算表项目：永中镇小康小区示范小区N4变电所变电所负荷计算表项目：永中镇小康小区示范小区N5变电所变电所负荷计算表项目：永中镇小康小区示范小区N7变电所变电所负荷计算表项目：永中镇小康小区示范小区N9变电所变电所负荷计算表变电所负荷计算表变电所负荷计算表项目：永中镇小康小区示范小区N2变电所 项目：永中镇小康小区示范小区N6变电所 项目：永中镇小康小区示范小区N8变电所 变电所负荷计算表项目：永中镇小康小区示范小区N3变电所 变电所负荷计算表项目：永中镇小康小区示范小区N4变电所 变电所负荷计算表项目：永中镇小康小区示范小区N5变电所 项目：永中镇小康小区示范小区N7变电所 项目：永中镇小康小区示范小区N9变电所 合计1359.90.610.86826.5496.1963.91465.2乘同时系数（0.75/0.80)1359.90.460.84619.9396.8736.01118.7功率因数补偿-140功率因数补偿后1359.90.460.92619.9(263.2)673.41023.6变压器T2无功自动补偿并联电容器装置的容量如下： 选择电容器组数及每组容量：根据参考资料，初选BSMJ0.4-20-3型自愈式并联电容器，每组容量qr.c=20kvar，则需要安装的电容器组数为23组。考虑到无功自动补偿控制器可控制电容器投切的回路数为4、6、8、10、12等。故选择成套并联电容器，可安装的电容器组数为24组，总容量480kvar。补偿后的视在计算负荷及功率因数为0.94，大于0.92满足要求。见表2-7。猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。表2-7 变压器T2的负荷计算及无功补偿变压器T2回路名称额定容量 /kW需要系数Kd功率因数cos有功 功率 /kW无功 功率 /kvar视在 功率 /kVA计算电流 A23340.70.723.824.334.051.7 24250.70.717.5 17.9 25.0 38.0 25250.70.717.5 17.9 25.0 38.0 26250.70.717.5 17.9 25.0 38.0 2712.50.70.78.8 8.9 12.5 19.0 2831510.5315.0 545.6 630.0 957.6 291600.40.864.0 48.0 80.0 121.6 304000.40.8160.0120.0200.0304.0 4179.350.80.963.530.770.5107.2 合计1075.850.640.64687.5 831.1 1078.6 1639.5 乘同时系数（0.75/0.80)1075.850.480.61515.6 664.9 841.4 1278.9 功率因数补偿-450功率因数补偿后1075.850.480.92515.6 214.9 558.6 849.1 补偿后的高压进线总负荷计算见表2-8 。表2-8 补偿后高压进线总负荷总负荷计算负荷名称设备功率/Kw需要系数/Kd功率因数/cos有功计算负荷/kW无功计算负荷/kvar视在计算负荷/kVA计算电流/A无功补偿前低压母线计算负荷电力负荷合计1692.10.5500.670931.091030.6441388.942111.189照明负荷合计815.650.7750.895632.72314.565706.6011074.034合计2507.751.3251.5651563.811345.212095.5423185.224电力一级负荷86.50.7600.76265.855.78086.262131.118照明二级负荷103.50.8980.8689353.167107.124162.829电力二级负荷950.7070.70867.2566.98794.920144.279一、二级负荷合计2852.3672.339226.05175.935288.307438.227计入同时系数总负荷 Kp=0.75, Kq=0.802507.750.4670.7361172.8581076.1681591.7702419.490其中一、二级负荷 Kp=0.80, Kq=0.852850.6340.770180.84149.545234.663356.688无功补偿,低压侧由0.82补偿到0.92 (kvar)-580无功补偿后的低压母线的负荷计算总负荷2507.750.4670.9201172.858496.1671273.4901935.705一、二级负荷2850.63450.92180.8477.037196.565298.779变压器功率损耗Pt0.01Sc Qt0.05Sc12.73463.674变压器高压侧计算负荷2507.750.4720.9021185.592559.8421311.12675.6523.变压器选择以及一次接线设计3.1 变压器的选择电力变压器是供配电系统中的关键设备，其主要功能是升压或降压以利于电能的合理输送、分配和使用，对变电所主接线的形式及其可靠性与经济性有着重要影响。所以，正确合理地选择变压器的类型、台数和容量，是主接线设计中的一个主要问题。锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。3.1.1 变压器类型选择变压器型式的选择是指确定变压器的相数、绕组型式、绝缘及冷却方式、；联结组标号、调压方式等，并优先选用技术先进、高效节能、免维护的新产品。对于干式变压器，通常还根据其布置形式相应选择其外壳防护等级。構氽頑黉碩饨荠龈话骛。本工程根据相应规范要求，结合宏达商贸大楼的特点选择SC(B)10型三相双绕组干式变压器，联结组标号Dyn11，无载调压，电压变比10（15%）、0.4kV，外壳防护等级IP2X。相应依据见表3-1。輒峄陽檉簖疖網儂號泶。表3-1 变压器类型选择序号类 型选择结果依 据 1变压器相数 三相根据用户需要和技术要求 2变比及调压方式无载调压10kV配电变压器一般采用无载调压方式 3绕组型式双绕组变压器用户供电系统大多采用双绕组变压器 4绝缘及冷却方式干式风冷用于室内，提高过载能力，防火 5外壳防护等级IP20变压器和配电柜在附房内，防尘不防水 6联结组Dyn11Dyn11联结组变压器具有低压侧单相接地短路电流大，有利于故障切除等优点 7 型号SC(B)10此型号变压器损耗小，而且容量符合要求，防护等级较高，安全性高3.1.2 变压器台数和容量选择变压器的台数一般是根据负荷等级、用电容量和经济运行等条件综合考虑确定。当符合下列条件之一时，宜装设两台及以上变压器：尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。（1）有大量一级或二级负荷。在变压器出现故障或检修时，多台变压器可保证一、二级负荷的供电可靠性。当仅有少量二级负荷时，也可只装设一台变压器，但变电所低压侧必须有足够容量的联络电源作为备用。识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。（2）季节性负荷变化较大。根据实际负荷的大小，相应投入变压器的台数，可做到经济运行、节约电能。（3）集中负荷容量较大。虽为三级负荷，但一台变压器供电容量不够，这时也应装设两台及以上变压器。当备用电源容量受限制时，宜将重要负荷集中并且与非重要负荷分别由不同的变压器供电，以方便备用电源的切换。凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。变压器的容量选择要遵循以下原则：（1） 变压器的容量Sr。T首先应保证在计算负荷SC下变压器能长期可靠运行。对于仅有一台变压器运行的变电所，变压器容量应满足下列条件：Sr。TSC考虑到节能和留有余量，变压器的负荷率一般取60%70%为宜，最大不宜超过85%。 对于有两台变压器运行的变电所，通常采用等容量的变压器，每台容量应同时满足以下两个条件：满足总计算负荷60%70%的需要，即Sr。T（0.60.7）SC满足全部一级、二级负荷SC(+)的需要，即Sr。TSc（）条件是考虑到两台变压器运行时，每台变压器各承受总计算负荷的50%，负载率为0.60.7，此时变压器效率较高。而在事故情况下，一台变压器承受总计算负荷时，只过载20%40%，可继续运行一段时间。在此时间内，完全有可能调节生产，可切除三级负荷。条件是考虑在事故情况下，一台变压器仍能保证一、二级负荷的供电。恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。当选用不同容量的两台变压器时，每台变压器的容量可按下列条件选择：Sr。T1+Sr。T2SC且 Sr。T1SC+ Sr。T2SC()（2）变压器的容量应满足大型电动机及其他冲击负荷的起动要求。（3）10（6）/0.4kV单台变压器容量不宜大于1600kVA，当用电设备容量大、负荷集中且运行合理时，也可选择较大容量（16002000kVA）的变压器。鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。（4）应满足今后510年负荷增长的需要。本工程视在计算负荷Sc=1273.49kVA,0.7Sc=891.44kVA, Sc（）=196.56kVA硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。所以选择两台等容量1000kVA的变压器。变压器T1补偿后的视在负荷为671.0kVA，负荷率为67%，变压器T2补偿后的视在负荷为558.6 kVA负荷率为56%。两台变压器具有相同的变比，相同的连接组别，额定阻抗电压相同，阻抗电压偏差为10%，可以互为备用，并联运行，维护使用方便。罩壳尺寸长1990mm*宽1500mm*高1900mm。空载损耗率P0=1.75，负载损耗率PK=9.25，空载电流阻抗电压UK%=6。阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。3.2 变电所一次接线设计一次接线是指由电力变压器、各种开关电器及配电线路按一定顺序连接而成的，用于电能输送和分配的电路，亦称主电路。一次接线是供配电系统的主体，对于系统的安全、可靠、优质、灵活、经济运行起着重要作用。一次接线包括变配电所电气主接线和高低压配电网接线两方面。氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。3.2.1 变电所电气主接线设计遵循的步骤及基本原则变电所电气主接线设计主接线设计遵循的步骤：(1)根据已知条件确定供电电源电压及其进线回路数；(2)根据负荷大小与性质选择主变压器的台数，容量及类型；(3)拟定可能采用的主接线形式；(4)考虑所用电与操作电源的取得；(5)由公用电网供电还需确定电能计量方式；(6)确定对负荷的配电方式和无功补偿方式；(7)选择高低压开关电器；通过各方案的技术经济比较，确定最终方案.确定相应的配电装置布置方案。概括地说，一次接线的基本要求包括安全、可靠、灵活、经济等方面。釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。3.2.2 变电所主接线高压侧接线设计本工程由供电部门提供双回路10kV电源，一用一备，故变压器高压侧采用单母线接线。单母线接线原理图如下。怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。图3-1 单母线接线原理图如图所有电源进线和引出线都连接于同一组母线W上。为便于投入切除，每路进出线上都装有断路器QA，并配置继电保护装置，以便在线路或设备发生故障时自动跳闸。而且为了便于检修，紧靠母线处都装有隔离开关QB。高压系统中隔离开关与断路器必须实行联锁操作，以保证隔离开“关先通后断”，不带负荷操作。图3-1采用两路电源进线可以提高供电可靠性，但是两个进线断路器必须实行操作联锁，只有在工作电源进线断路器断开后，备用电源进线断路器才能接通，以保证两路电源不并列运行。谚辞調担鈧谄动禪泻類。故本工程变电所电气主接线高压侧接线采用单母线方式，详见附录图纸。高压侧接线确定后，因变压器容量大，故主开关采用真空断路器，高压开关柜采用中置式手车柜。根据当地部门规定，电源进线第一台柜为隔离柜，电能计量柜在进线断路器柜之前，进线断路器柜与进线隔离柜加电气联锁，以防止带负荷操作隔离手车。两个进线断路器联锁，任何情况下只能合其中一台断路器，以保证两个电源不并联运行。嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。3.2.3 变电所主接线低压侧接线设计本次设计选用两台变压器，因此，低压配电系统电气主接线采用分段单母线形式，树干式配电。正常运行时，两台变压器同时运行，母联断路器断开，两台变压器分列运行，各承担一半负荷。当任一台变压器故障或检修时，切除部分三级负荷后，闭合母线分段断路器，由另一台变压器承担全部一、二级负荷及部分三级负荷。熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。低压进线断路器、母联断路器及大容量出线断路器采用空气式断路器（CW2），低压出线断路器采用塑壳式断路器（CM2），低压配电屏采用MNS（BWL3）-0.4型抽出式开关柜。MNS（BWL3）-0.4型开关柜抽屉层的抽出组件规格有8E/4、8E/2、4E、8E、12E、16E、20E、24E等，根据出线回路的负荷及开关配置相应选择。需要说明的是，变电所低压出线回路的设计是以建筑物竖向低压配电干线系统为基础的，并与之相一致。鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。根据当地供电部门规定，照明负荷与电力负荷电价不同，分开计量。根据消防规范要求，消防用电设备配电回路集中设置于低压配电屏里，并设有明显标志。为防止两台变压器并联运行，变压器低压侧两台断路器与母线断路器实现电气联锁，任何情况下，只能合其中的两台低压断路器。联络柜的母线分段处设置阻火隔断，以确保一级负荷的供电可靠性。纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。变配电所低压电气系统图详见附录图纸。4短路计算与电气设备选择校验4.1高压电网短路电流计算4.1.1短路电流计算条件（1）一般用户的高压电源来自地区电力网，负荷容量远小于供电电源容量。短路时可认为电源母线电压维持不变，不考虑短路电流交流分量的衰减，即将该系统看作是无限大容量电源供电系统或按远离发电机端短路进行计算。颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。（2）假定短路回路各元件阻抗值保持不变。由于一般高压短路回路的总电阻值R远小于总电阻X的1/3，可不计高压元件有效电阻。同时，电路电容和变压器励磁电流也略去不计。濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。（3）用户高压供配电网络为单端电源，短路前三相系统是正常运行情况下的接线方式。（4）短路持续时间内，短路相数不变，如三相短路保持三相短路。（5）具有分接开关的变压器，其分接开关位置视为主分接位置。（6）不计短路电弧电阻。4.1.2短路电流计算内容及目的供配电工程设计时，需确定的高压电网短路电流及计算目的见表4-1。表4-1 需要确定的短路电流及计算目的序号短路物理量符号计算目的1三相对称短路电流初始值Ik3用于校验高压电器导体的热稳定、整定继电保护装置2三相对称开断电流Ib3开关电器的第一对触头分段瞬间，预期短路电流对称交流分量在一个周期内的有效值，用于校验高压开关电器的分断能力3三相短路电流峰值ip3用于校验高压电器、母线、绝缘子的动稳定，断路器的额定关合电流4三相稳态短路电流Ik3计算其他短路电流的依据；对远离发电机端短路，Ik3=Ik35两相稳态短路电流Ik2用于校验继电保护装置或高压熔断器的灵敏度；对远离发电机端短路，等于两相短路电流初始值6对称短路容量初始值Sk3校验高压电动机起动的依据，也是计算低压电网短路电流的依据7单相接地电容电流Ic用于确定高压系统中性点接地方式；对高压非有效接地系统，用于验算接地装置的接触电压和跨步电压8单相接地短路电流Ik1对高压有效接地系统，用于验算接地装置的接触电压和跨步电压4.1.3三相对称短路电流的计算采用标幺值计算，计算步骤如下：（1）确定基准值。选定基准容量Sd和基准电压Ud。对于基准容量Sd，工程设计中通常取Sd=100MVA；对于基准电压Ud，通常取元件所在处的短路计算电压为基准电压，即取Ud=cUn。选定了基准容量Sd和基准电压Ud以后，基准电流Id按下式计算：，基准电抗 。銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。（2）供配电系统各元件的电抗标幺值。1.电力系统的电抗标幺值电力系统的电抗可由电力系统设计规划的三相对称短路容量初始值来计算，即=所以电力系统的电抗标幺值为式中电力系统变电所高压馈电线出口处设计规划