某厂车间变电所及低压配电系统毕业设计.doc

西南科技大学城市学院本科生毕业论文 III某厂车间变电所及低压配电系统设计摘要：本次设计是针对车间变电所和车间低压配电系统的设计，所以设计中采用10KV 电源进线，然后经过车间变电所降为一般低压用电设备所需的电压220/380V；设计过程中先计算车间的总负荷和无功功率补偿，确定变压器容量及型号，再考虑的建设方案，变电所主接线方案的选择，高压一次设备的选择，低压一次设备的先择，进出线的先择，短路计算及开关设备的选择，二次回路方案的确定及继电保护的选择与整定，防雷保护及接零的设计，变电所电气照明的设计等 关键词：变电所； 低压配电系统； 负荷计算； 短路计算； 电气设备选择； 主接线； 防雷保护； 电气照明等Abstract：The workshop is designed for low-voltage substation and distribution system design workshops, design 10KV power line used, and then reduced to low pressure through the plant substation voltage electrical equipment required 220/380V; design processthe first workshop in the calculation of total load and reactive power compensation, determine the transformer capacity and model, consider the construction plan, selection of substation main wiring scheme, a high-voltage equipment selection, equipment, first choose a low-voltage, inlet and outlet of thefirst choice, short circuit calculations and switching equipment selection, determination and the secondary circuit program selection and setting of relay protection, lightning protection and access to zero design,lightingdesign,electricalsubstationKeywords: substation, low voltage distribution systems, load calculations, short circuit calculations, electrical equipment selection, the main wiring, lightning protection, electrical lighting, etc.目录第一章 绪论11.1变电所的发展概况及其前景展望11.2设计内容及依据11.2.1设计内容11.2.2设计依据2第二章 变电所的设计62.1变电所的负荷计算62.1.1变电所的负荷分级62.1.2负荷计算的目的62.1.3负荷计算方法的选择72.1.4变电所各车间的负荷计算82.2变电所的无功功率补偿计算162.2.1无功功率补偿的目的162.2.2无功功率补偿的计算162.2.3无功补偿方案的选择172.3车间变电所位置和型式的选择182.3.1变配电所所址的选择原则182.3.2变电所型式的选择182.4供电电压选择,变电所主变压器容量和台数的确定192.4.1供电电压的选择192.4.2变电器台数和容量的选择202.5变压器联结组标号的选择212.6变电所主接线方案的设计222.6.1只装有一台主变压器的小型变电所常见主接线图222.6.2主接线图的选择232.7短路电流的计算232.7.1短路计算的目的232.7.2短路电流计算242.8变电所一次设备的选择与校验272.8.1电气设备的选择原则272.8.2变电所一次设备的选择校验272.8.3变压所高低压进出线的选择312.8.4导线和电缆的选择校验342.9变电所二次回路的设计及保护362.9.1变电所高低压侧常见二次回路及设备362.9.2变电所二次回路的保护和整定校验计算382.10变电所的防雷接地保护412.10.1防雷保护设计412.10.2公共接地装置设计41第三章 低压配电系统的设计443.1车间低压配电系统的布线方案443.1.1低压配电系统常用接线方式443.1.2车间配电系统接线方案的选择453.2低压配电设备和保护设备的选择463.2.1一号加工车间配电箱设置方案的确定463.2.2各用电设备连接导线和配电保护设备的选择463.3配电线路敷设方式493.4加工一车间照明系统的设计503.4.1电光源，灯具及其布置初方案的选择503.4.2照明设计计算（利用系数法）503.4.3配电照明线截面的选择513.5低压配电系统接地保护和等电位联结523.5.1低压配电系统接地保护的选择523.5.2等电位联结52结束语53结束语53致谢54参考文献55西南科技大学城市学院本科生毕业论文第一章 绪论 1.1变电所的发展概况及其前景展望随着国民经济的高速发展和人民生活水平的不断提高带来了电力负荷的高速增长。尤其是近两、三年来，由于电力负荷增长迅猛，而发电装机容量和输配电能力不足，造成全国近20个省市电力 供应紧张，部分省市出现限电拉闸。与此同时，随着电力市场的开放，电力用户对电能质量和管理的要求也在提高，电力生产与供应企业也比以往任何时候都重重视电力系统的运行的经济性和安全性。电气化程度是衡量一个国家现代化水平的一个重要标志，随着电力系统自动化水平的提高，变电所综合自动化系统得到了发展。厂站综合自动化是集网络技术、通信技术、电力技术多学科多领域为一体，而形成的完整、安全可靠的综合自动化系统。自20世纪80年代末至今，我国变电所在新技术的运用上得到了飞速发展，如变电所监控技术，可通过远程监测、遥控和数据采集等来实时跟踪和采集变电所运行情况，反馈状态信息，达到及时控制各种危险事故；同时仿真技术也在变电所得到广泛的应用，对变电所电力设备实物、一次设备和二次设备接线图进行仿真，在变电所运行人员的培训中起到重要作用，提高了培训效率，缩短了培训周期，也进一步提高了运行人员的正确判断和处理事故的能力，防止事故扩大化和缩缩短事故处理埋单，从而确保电网安全、可靠、经济运行；另输电技术也得到更新如FACTS技术、紧凑型技术、导线能改善等技术的结合，主要有：（1）串并联补偿；（2）紧凑型线路；（3）动态无功补偿技术；（4）大截面耐热导线等。综合我国变电所的现状是老设备向新型设备转变，有人值班向无人值班变电所转变，交流传输向直流输出转变，国外主要是交流输出向直流输出转变。1.2设计内容及依据1.2.1设计内容电能是现代化工业生产的主要能源和动力，随着现代文明的发展与进步，社会生产和生活对电能供应的质量和管理提出了越来越高的要求，而工厂供电系统的核心部分是变配电所。因此，设计和建造一个安全、经济、高质量的变电所是极为重要的。本次设计是针对某机械厂车间的变电所和一号车间低压配电系统的设计，要求为该厂设计10/0.4kv车间降压变配电所及一号车间的低压配电系统设计，同时为二号加工车间、铸造车间和电修车间提供电源配给。1.2.2设计依据一、机加工一车间的生产任务本车间承担机修厂修理的配件生产。二、设计依据车间平面及设备布置图。（表1.1）本车间承担机修厂修理的件生产车间用电设备明细表。（表1.21.3）车间变电所配电范围车间变电所设在车间东南角，除为机械加工一车间配电外，还要为机械加工二车间、铸造、铆焊、电修车间配电，其用电设备明细表。（附3）机械加工二车间要求车间变电所低压侧提供三路电源（其中一回路为照明回路）；铸造车间要求车间变电所低压侧提供四路电源（其中一回路为照明回路）；铆焊车间要求车间变电所低压侧提供三路电源（其中一回路为照明回路）；电修车间要求车间变电所低压侧提供三路电源（其中一回路为照明回路）。负荷性质：三班工作制，年最大负荷利用小时数为3500h。三级负荷。供电电源条件：1）电源由35/10KV总降压变电所采用架空线路受电，线路长300M。2）工厂总降压变电所10KV母线上的短路容量按200MVA计。3）工厂总降压变电所10KV配电出线定时限过流保护装置的整定时间top=2s。4）要求车间变电所最大负荷时功率因数不得低于0.9。5）要求在车间变电所10KV侧进行计量。车间自然条件气温历年最高气温： 40.6历年最低气温： -7.7一月最低气温： 5.3七月最高气温： 29.6车间内计算气温：35 C.地质水文：平均海拔500m，地层以砂粘土为主，地下水位为2m表1.1表1.23机加工一车间设备明细表(附表1.2)设备代号设备名称代号台数单台容量（KW）总容量（KW）1冷墩机GB-3155552冷墩机GB-3155553普通车床C620-117.6257.6254普通车床C620-117.6257.6255普通车床C620-117.6257.6256立式车床C512-1A135.735.77普通车床C62014.6254.6258普通车床C62014.6254.6259普通车床C62014.6254.62510普通车床C62014.6254.62511普通车床C62014.6254.62512普通车床C61614.6254.62513螺丝套丝机S-813913.1253.12514普通车床C630110.12510.12515管螺纹车床Q11917.6257.62516摇臂钻床Z3518.58.517立式钻床Z504013.1253.12518立式钻床Z504013.1253.125195吨吊车110.210.220立式车床C512-1A135.735.721立式车床C512-1A135.735.722刨床B66513323万能铣床X63WT1131324立式铣床X52K19.1259.12525滚齿机Y-3614.14.126插床B503214427弓锯机G72 11.71.728立式钻床Z51210.6O.629电阻炉120（380V）2030电阻炉1242431电阻炉1454532车床CW6-1131.931.933立式车床C512-1A135.735.734卧式镗床J681101035单臂刨床B101017070机加工二车间、铆焊、电修车间的负荷计算(附表1.3)序号车间名称供电回路代号设备容量计算负荷KWP30/KWQ30/KvarS30/KVAI30/A1机加工二车间No.1供电回路15546.554.4No.2供电回路1203642.1No.3照明回路10802铸造车间No.4供电回路1606465.3No.5供电回路1405657.1No.6供电回路1807273.4No.7照明回路86.403铆焊车间No.8供电回路1504589.1No.9供电回路17051101No.10照明回路75.604电修车间No.11供电回路1504578No.12供电回路1464465No.13照明回路1080第二章 变电所的设计2.1变电所的负荷计算2.1.1变电所的负荷分级按照GB500521995供配电系统设计规范规定，电力负荷根据其对供电可靠性的要求及中断供电造成的损失或影响分为三级：1.一级负荷（first order load）一级负荷为中断供电将造成人身伤亡者；或者中断供电将在政治、经济上造成重大损失者，如重大设备损失、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需长时间才能恢复等。因此一级负荷中断供电造成的后果是非常严重的，所以要求由两个电源供电，当中其中一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损失。2.二级负荷（second order load）二级负荷为中断供电将在政治、经济上造成较大损失者，如主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。因二级负荷也属于重要负荷，要求由两回路供电，供电变电压器也应有两台。在其中一回路或一台变压器发生常见故障时，二级负荷应不致中断供电，或中断后能迅速恢复供电。3.三级负荷（third order load） 三级负荷为一般电力负荷，指所有不属于上述一、二级负荷者，对供电电源无特殊要求。 2.1.2负荷计算的目的供电系统要能够可靠正常运行，就必须正确地选择系统中的所有元件，包括电力变压器、开关设备和导线电缆等。元件除应满足工作电压和频率的要求外，最重要的是满足负荷电流的要求，因此有必要对系统中各个环节的电力负荷进行统计计算。计算负荷是供电设计的基本依据，计算负荷确定的是否正确合理，直接影响到电气设备和导线电缆的选择是否经济合理。如果计算负荷确定过大，将使电气设备和导线电缆选得过大，造成浪费。如果计算负荷确定过小，又将使电气设备和导线电缆处于过负荷下运行，不只增加了电能损耗，更危险的是产生过热，导致绝缘过早老化甚至烧毁，引发火灾！由此可见，正确确定计算负荷意义重大。2.1.3负荷计算方法的选择我国普遍采用的确定用电设备组计算负荷的方法，主要是需要系数法和二项式法。需要系数法是国际上通用的确定计算负荷的方法，最为简便实用。二项式的应用局限性较大，但在确定设备台数较少而容量差别悬殊的分支干线的计算负荷时，较之需要系数法合理，且计算也较简便。实践证明，生产的产品质量和劳动生产率与照明质量有密切的关系。良好的照明是保证安全生产、提高劳动生产率和产品质量、保障职工视力健康的必要措施。因此我对电气照明系统的设计和安装都进行了严格的规范，而车间一般照明的总的安装容量可以根据刘介才编著工厂供电附录表35查得照明的比功率，然后通过公式计算。负荷计算公式及参数列表（表2.1）名称公式备注用电设备组的容量设备的额定容量设备组的同时系数设备组的负荷系数设备组的平均效率配电线路的平均效率对应用电设备组的正切值用电设备组的平均功率因数用电设备组的额定电压以上参数由用电设备组计算负荷直接相加来计算时取。用电设备组有功计算负荷需要系数 无功计算负荷视在计算负荷计算电流有功负荷的同时系数无功负荷的同时系数总的有功计算负荷总的无功计算负荷总的视在计算负荷2.1.4变电所各车间的负荷计算2.1.4.1一号机械加工车间负荷计算1）一号加工车间的设备负荷统计见下表2.2 一号机械加工车间设备明细（表2.2）设备代号设备名称代号台数单台容量（KW）总容量（KW）1冷墩机GB-3155552冷墩机GB-3155553普通车床C620-117.6257.6254普通车床C620-117.6257.6255普通车床C620-117.6257.6256立式车床C512-1A135.735.77普通车床C62014.6254.6258普通车床C62014.6254.6259普通车床C62014.6254.62510普通车床C62014.6254.62511普通车床C62014.6254.62512普通车床C61614.6254.62513螺丝套丝机S-813913.1253.12514普通车床C630110.12510.12515管螺纹车床Q11917.6257.62516摇臂钻床Z3518.58.517立式钻床Z504013.1253.12518立式钻床Z504013.1253.125195吨吊车110.210.220立式车床C512-1A135.735.721立式车床C512-1A135.735.722刨床B66513323万能铣床X63WT1131324立式铣床X52K19.1259.12525滚齿机Y-3614.14.126插床B503214427弓锯机G72 11.71.728立式钻床Z51210.6O.629电阻炉1 20（380V）2030电阻炉1242431电阻炉1454532车床CW6-1131.931.933立式车床C512-1A135.735.734卧式镗床J681101035单臂刨床B1010170702）一号车间干线及设备分配一号车间分为WL1、WL2、WL3、WL4四号电源干线。WL1干线有13台金属冷加工机床组，分别分配给3个配电箱AP-1-1、AP-1-2、AP-1-3,其中AP-1-1供配2、3、4、5、6号设备机床（对应表1设备代号），AP-1-2供配8、9、10、11、12、13号设备机床，AP-1-2供配35号设备机床。WL2干线有3台电阻炉设备(29、30、31号设备)，对应配电箱AP-2-1。WL3干线有18台金属冷加工机床组，分别分配给3个配电箱AP-3-1、AP-3-2、AP-3-3,其中AP-3-1供配1、14、15、16、17、18、32、33号设备机床，AP-3-2供配19、20、21、22、23、24、34号设备机床，AP-3-3供配25、26、27、28号设备机床。WL4干线供配一号加工车间的照明系统。 3）一号加工车间的负荷计算本次一号车间的负荷计算，根据设备容量及一号车间VL1、VL2、VL3干线的设备分配可知此三条干线按需要系数法计算，而VL4干线照明系统的负荷则按面积计算法。VL1号干线的负荷计算VL1号干线有13台（2、3、4、5、6/8、9、10、11、12、13/35）金属冷加工机床组Pe=55+7.625*3+35.7+4.625*6+3.125+70=214.45(kw)查刘介才编著工厂供电附录表1（用电设备组的需要系数、二项式系数及功率因数值），取Kd=0.2,cos=0.5,tan=1.73故：P30（L1）=0.2*214.45=42.89（kw）Q30（L1）=42.89*1.73=74.2(kvar)因此VL1总的负荷计算S30（L1）=85.7 kVAI30（L1）= =130.2 A 2、VL2号干线的负荷计算VL2号干线有3台电阻炉（29、30、31号设备）Pe=20+24+45=89(kw)查刘介才编著工厂供电附录表1取Kd=0.7,cos=1,tan=0故: P30（L2）=0.789=62.3 kW Q30（L2）=17.80=0 kvar因此VL2总的负荷计算S30（L2）=62.3 kVAI30（L2）= =94.7 A 3、3号干线计算负荷（1）、18台（1、14、15、16、17、18、32、33/19、20、21、22、23、24、34/25、26、27、28号设备）金属冷加工机床组Pe=55+10.125+7.625+3.125*2+31.9+35.7*3+10.2+3+13+9.125+10+4.1+4+1.7+0.6=272.025(kw)查刘介才编著工厂供电附录表1,取Kd=0.2,cos=0.5 ,tan=1.73故: P30=0.2272.025=54.405 kW Q30=54.4051.73=94.12 kvar(2)吊车计算负荷查刘介才编著工厂供电附录表1，取Kd=0.15,P30=0.15*10.2=1.53kwQ30=1.53*1.73=2.64kvar因此VL3总的负荷计算P30（L3）=0.95*(54.405+1.53)=53.138 kWQ30（L3）=0.97*(94.12+2.64)=93.857kvar S30（L3）=107.86 kV.AI30（L3）= =163.87 A 4机加工一车间照明负荷车间照明的安装容量.由车间工艺平面图可知车间照明总面积约为1080m2 ,查刘介才编著工厂供电附录表35可知单位面积安装功率P0=6w/m2 (计算高度4-6 m ),则车间均匀布置的一般照明负荷为P30=A*P0=1080*0.006kw=6.48kw其它部分的照明负荷见表2.3其他部分的照明负荷（表2.3）单独使用一般照明照度（lx）面积（m2）安装功率（w）工具室303x6120工艺室303x6120低压配电室303x7.5120变压器室203x3.7575高压室303x3.75100总计535VL4的总照明负荷P30（L4）=6.48+0.535=7.015kw 考虑到 一号加工车间的照明系统日后的安装和整改，所以一号车间的照明设备总容量取10kw，现有功功率取8kw.综上所述一号加工车间总的负荷计算，如下由于车间干线计算负荷直接相加来计算时取 KP=0.900.95 Kq=0.930.97一号加工车间总的负荷计算 Pe（1）=214.45+89+282.225+10=595.675kw P30（1）= KPP30=0.95*(42.89+62.3+53.138+8)=158.012kw Q30（1）= KqQ30=0.97*(74.2+0+93.857+0)=163.015kvar S30（1）= =227.028 I30（1）=334.93A 所以得： 一号车间各干线负荷计算表2.42.1.4.2机加工二号车间、铆焊、电修车间的负荷计算（1）机加工二号车间、铆焊、电修车间的负荷统计表2.5序号车间名称供电回路代号设备容量计算负荷KWP30/KWQ30/KvarS30/KVAI30/A2机加工二车间No.1供电回路15546.554.4No.2供电回路1203642.1No.3照明回路10803铸造车间No.4供电回路1606465.3No.5供电回路1405657.1No.6供电回路1807273.4No.7照明回路86.404铆焊车间No.8供电回路1504589.1No.9供电回路17051101No.10照明回路75.605电修车间No.11供电回路1504578No.12供电回路1464465No.13照明回路1080由表2.5可计算二号加工车间、铸造车间、铆焊车间、电修车间的负荷二号加工车间的负荷计算Pe（2）=155+120+10=285kwP30（2）=46.5+36+8=90.5kwQ30（2）=54.4+42.1+0=96.5kvar铸造车间的负荷计算Pe（3）=160+140+180+8=488kwP30（3）=64+56+72+6.4=198.4kwQ30（3）=65.3+57.1+73.4+0=195.8kvar铆焊车间的负荷计算Pe（4）=150+170+7=327kwP30（4）=45+51+5.6=101.6kwQ30（4）=89.1+101+0=190.1kvar电修车间的负荷计算Pe（5）=150+146+10=306kwP30（5）=45+44+8=97kwQ30（5）=78+65+0=143kvar2.1.4.3机械厂变电所总的负荷计算经上述计算可得机械加工一号车间、二号车间、铸造车间、铆焊车间、电修车间的总容量、有功计算负荷、无功计算负荷、计算电流。 因此可以计算出机械厂总的负荷如下：总容量：Pe=Pe（1）+Pe（2）+Pe（3）+Pe（4）+Pe（5）=595.675+285+488+327+306=2001.675kw 有功计算负荷： P30= P30（1）+P30（2）+P30（3）+P30（4）+P30（5） =(42.89+62.3+53.138+8)+90.5+198.4+101.6+97=653.828kw 无功计算负荷： Q30= Q30（1）+Q30（2）+Q30（3）+Q30（4）+Q30（5） =(74.2+0+93.857+0)+96.5+195.8+190.1+143=793.457变压器低压侧（380v侧）总负荷计算 在确定拥有多组用电设备的干线上或车间变电所低压母线上的计算负荷时，应考虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的因素。因此在确定多组用电设备的计算负荷时，应结合具体情况对其有功负荷和无功负荷分别计入一个同时系数（又称参差系数或综合系数）KP和Kq； 由于车间干线计算负荷直接相加来计算时取 KP=0.900.95 Kq=0.930.97 P30= KPP30=0.95*653.828=621.14kw Q30= KqQ30=0.97*793.457=769.65kvar S30=989.0KV.A I30（1）=1502.7A变电所各车间负荷计算表2.62.2变电所的无功功率补偿计算2.2.1无功功率补偿的目的在生产过程中，如果功率因数过低将导致系统中输送的总电流增加，使得供电系统中的电气元件，容量增大，从而使工厂内部的起动控制设备、测量仪表等规格尺寸增大，因而增大了初投资费用，而且增加电力网中输电线路上的有功功率损耗和电能损耗，从而影响负荷端的异步电动机及其它用电设备的正常运行，使电力系统内的电气设备容量不能充分利用。综上可知电力系统功率因数的高低是十分重要的问题，因此无功补偿可以提高电力网中各种有关部分的功率因数，保证电压质量、减少网络中的有功功率的损耗和电压损耗，同时对增强系统的稳定性有重要意义。2.2.2无功功率补偿的计算（1）补偿前的变压器容量和功率因数的计算变压器低压侧的视在计算负荷为 S= kVA =989 kVA主变压器容量选择条件为 SS ，因此未进行无功补偿时，主变压器容量应选为了1000 kVA。（参考刘介才编著工厂供电附录表8）这时变电所低压侧的功率因数为cos=621/989=0.63 (2)无功补偿容量按规定，变电所高压侧的cos0.9，考虑到变压器本身的无功功率损耗Q远大于其有功功率损耗P，一般Q=(45)P，因此在变压器低压侧进行无功补偿时，低压侧补偿后的功率因数应略高于0.90 ，这里取cos=0.92 。要使低压侧功率因数由063提高到092，低压侧需装设的并联电容器容量为Q=621(tanarccos0.63 tanarccos0.92) kvar=502 kvar取 Q=540 kvar（3）补偿后的变压器容量和功率因数补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为S= kVA =662.2 kVA因此主变压器容量可改选为800 kVA。比补偿前容量减少200 kVA。变压器的功率损耗为P0.015S=0.015662.2 kVA =9.9 kWQ0.06S=0.06662.2 kVA =39.7 kvar变电所高压侧的计算负荷为 P=621.1 kW + 9.9 =631 kW （769.7 - 540）kvar 39.7 kvar269.4 kvar （6312+269.42）(1/2) kVA686.1 kVA补偿后工厂的功率因数为cos= P/ S= 631/686.1 = 0.92这一功率因数满足规定（0.9）要求。 （4）无功补偿前后比较 =1000-800=200KV.A主变压器容量在补偿后减少了200KV.A，不仅会减少基本电费开支，而且由于提高了功率因数，还会减少电度电费开支。无功功率补偿计算表2.7项目cos计算负荷/KW/kvar/kVA/A380V侧补偿前负荷0.63621.1769.7989.01502.7380V侧无功补偿容量540380V侧补偿后负荷0.92 621.1229.7662.21006.1主变压器功率损耗9.939.710KV侧负荷计算631.0269.4686.139.62.2.3无功补偿方案的选择（1）无功补偿装置类型的选择无功补偿装置可分为两大类：串联补偿装置和并联补偿装置。目前常用的补偿装置有：静止补偿器、同步调相机、并联电容器。本次设计应采用并联电容器的低压集中补偿方式。 (2)电容器个数的计算 在本次设计中选择电容器额定容量10Kvar,额定电容200uF,型号BCMJ0.4-10-3,所以电容器个数N计算如下： N=540/15=36(台)（3）无功补偿选择方案见表2.8无功补偿补偿容量540kvar总无功电流值779A电容器VarPlus投切步组合1,1,2,2,2安装组合(15kvar2) 2+(15Kvar4) 8功率因数控制器Varlogic NR6Varlogic NR12程序选择OPTIM断路器2*NS630/3*NS400熔断器80A3*2160A3*8接触器LC1-DPK12M7C2LC1-DWK12M7C8Blokset推荐柜宽(mm)2*900推荐柜深(mm)2*1000推荐柜高(mm)22002.3车间变电所位置和型式的选择变配电所担负着从电力系统受电，经过变压，然后分配电能的任务。变配电所是工厂供电系统的枢纽，在工厂中占有特殊重要的地位。2.3.1变配电所所址的选择原则1） 尽量靠近负荷中心，以降低配电系统的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量。2） 进出线方便，特别是要考虑便于架空线出线。3） 靠近电源侧，特别是在选择工厂总变配电所进要考虑这一点。4） 设备运输方便，以便运输电力变压器和高低压开关柜等大型设备。5） 不应设在有剧烈振动或高温以及多尘或有腐蚀性气体的场所。6） 不应设在厕所、浴室或其它经常积水场所的正下方。7） 不应设在有爆炸危险或火灾危险环境的正上方或正下方。2.3.2变电所型式的选择 因为此机械加工厂规模较小，生产面积比较紧凑和生产流程要经常调整、设备也要相应变动的生产车间，所以宜采用附设变电所的型式。至于是采用内附式还是外附式，要依具体情况而定，经考虑本次变电所设计采用外附式，因为外附式不占或少占生产面积，而且变压器室处在车间的墙外方便输电力变压器和高低压柜等大型设备的运输。 图 2.1 10KV配电所及附设车间变电所布置方案示例1-10V电缆进线 2-10KV高压开关柜 3-10/0.4KV配电变压器4-380V低压配电屏2.4供电电压选择,变电所主变压器容量和台数的确定2.4.1供电电压的选择负荷性质：三班工作制，年最大负荷利用小时数为3500h。三级负荷。供电条件：1）电源由35/10KV总降压变电所采用架空线路受电，线路长300M。2）工厂总降压变电所10KV母线上的短路容量按200MVA计。 图2.2 架空线短路示意图3）工厂总降压变电所10KV配电出线定时限过流保护装置的整定时间top=2s。4）要求车间变电所最大负荷时功率因数不得低于0.9。2.4.2变电器台数和容量的选择2.4.2.1变电器台数选择原则对供有大量一、二级负荷的变电所，应采用两台变压器，以便一台变压器发生故障或检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电。对季节性负荷或昼夜负荷变动较大而宜于采用经济运行方式的变电所，也可考虑采用两台变压器。除上两种情况外，一般车间变电所宜采用一台变压器。但是负荷集中而容量相当大的变电所，虽为三级负荷，也可采用两台或多台变压器。在确定变电所主变压器台数时，应适当考虑负荷的发展，留有一定的余地。2.4.2.2变压器台数和容量的选择变电所主变压器的选择 根据工厂的负荷性质和电源情况，工厂变电所的主变压器可以有下列两种方案：（1）装设一台主变压器，型式采用S9系列油浸式铜线电力变压器，而容量根据SN。T=800KVAS30=662.2KV.A选择，但为工厂今后五年的发展和扩建，所以可选一台S9-800/10型油浸式铜线低损耗配电变压。至于工厂二级负荷的备用电源，由与邻近单位相联的高压，联络线来承担。（2）装设两台主变压器，型式也采用S9，每台容量按式SNT（0.60.7）S30选择，即SNT（0.60.7）662.2kVA=(397.32463.54)kVA因此选两台S9-400/10型低损耗配电变压器。（3）变电所变压器台数的技术参数和经济性比较（表2.9）。比较项目装设一台主变的方案装设两台主变的方案技术指标供电安全性满足要求满足要求供电可靠性基本满足要求满足要求供电质量由于一台主变，电压损耗略大由于两台主变并列，电压损耗略小灵活方便性只一台主变，灵活性稍差由于有两台主变，灵活性较好扩建适应性稍差一些更好一些经济指标电力变压器的综合投资额查得S9-800/10的单价为91100元，而变压器综合投资约为其单价的2倍，因此综合投资约为：2*91100=18.22万元由表2-8查得S9-400的单价为5.31万元，因此两台综合投资为45.31万元21.24万元，比一台主变方案多投资6.3万元高压开关柜（含计量柜）的综合投资额查得5-15得JYN2-10型柜可按每台4.5万元计，其综合投资可按设备的1.3倍计，因此高压开关柜的综合投资约为4*1.3*4.5=23.4万元本方案采用6台GG-1A(F)柜，其综合投资约为61.53.5万元31.5万元，比一台主变方案多投资10.5万元电力变压器和高压开关柜的年运行费查表3-2，主变和高压开关柜的折旧和维修管理费每年:18.22*0.11=2.0042万元23.4*0.12=2.808万元总计：4.8122万元主变和高压开关柜的折旧和维修管理费每年为6.752万元，比一台主变方案多耗3.046万元交供电部门的一次性供电贴费主变容量每KVA为800元，供电贴费=800KVA*0.8万元/KVA=640万元贴费为24000.08万元64万元，比一台主变方案多交13.6万元从上表可以看出，按技术指标，以上两种方案均可承受三级至二级负荷性质的工厂供配电，但也可看出装设两台主变的主结线方案略优于装设一台主变的主结线方案，但按经济指标，则装设一台主变的方案远优于装设两台主变的方案，而且此变压器容量略大于选定容量，对工厂日后的发展有一定的可扩展性，因此决定采用装设一台主变的方案。2.5变压器联结组标号的选择 变压器联结有Dyn11和Yyn0两种组别：1） Dyn11结线，具有输出电压质量高、中性点不漂移、防雷性能好等特点。在箱变低压侧三相负荷不平衡时，由于零序电流和三次谐波电流可以在高压绕阻的闭合回路内流通，每个铁心柱上的总零序磁势和三次谐波磁势几乎等于零，所以低压中性点电位不漂移，各项电压质量高；同样由于雷电流也可以在高压绕阻的闭合回路内流通，雷电流在每个铁心柱上的总磁势几乎等于零，消除了正、逆变换过电压，所以防雷性能好但存在非全相运行问题，可在低压主开关加装欠压保护装置。 2） Yyn0接线，当高压熔丝一相熔断时，将会出现一相电压为零，另两相电压没变化，可使停电范围减少至1/3。这种情况对于低压侧为单相供电的照明负载不会产生影响。若低压侧为三相供电的动力负载，一般均配置缺相保护，故此不会造成动力负载因缺相运行而烧毁。由可知Yyn0接线在生产过程中，不易出现大范围断电，对工厂生产不会产生无法弥补的经济损失，因此本次设计中变压器联结选用Yyn0型接线。2.6变电所主接线方案的设计电气设备的选择、配电装置的结构,今后供电的可靠性以及经济运行都与变电所主接线有着密切的关系。在本次设计中，由上述可知三级负荷车间变电所采用的是一台S9-800/10型号变压器，因此变电所主接线在满足安全,可靠供电的前提下,尽可能使接线简单经济，并考虑工厂今后510年的发展。2.6.1只装有一台主变压器的小型变电所常见主接线图 图2.3 a ) 高压侧采用隔离开关与熔断器或户外跌落式熔断器b ) 高压侧采用负荷开关与熔断器 c ) 高压侧采用隔离开关与断路器1.高压侧采用隔离开关熔断器或户外式跌开式熔断器的变电所主接线图（如图2.3.a）缺点：1）受隔离开关和跌开式熔断器切断空载变压器容量的限制，一般只用于500KV.A及以下容量的变电所中。2）供电可靠性不高，易发生事故，造成变电所停电。优点：只适用于三级负荷的小型变电所。2.高压侧采用负荷开关熔断器的变电所主接线图（如图2.3.b）缺点：1）在发生短路故障时，仍是熔断器熔断，因此供电可靠性不高。优点：1）由于负荷开关能带负荷操作，从而使变电所停电和送电的操作比上述主接线（图2.3.a）要简便灵活得多，也不存在带负荷拉闸的问题。2)在发生过负荷时，负荷开关可能有热脱扣进行保护，使开关跳闸。3）适用于三级负荷的小型变电所 3.高压侧采用隔离开关断路器的变电所主接线图（如图2.3.c）缺点：无明显缺点，除只适用于三级负荷的变电所，但供电容量较大。优点：1）变电所的停、送电操作十分灵活方便。2）高压断路器者配有继电保护装置，在变电所发生短路或过负荷时均能自动跳闸，