燎原机修厂机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计

1、燎原机修厂机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计本科生毕业论文（设计）题目：燎原机修厂机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计燎原机修厂机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计摘要 本设计是机械厂机加工车间的低压配电系统及车间变电所供电系统。本文先进行了负荷计算，为达到功率因数不小于 0.9 的要求在低压母线侧做无功补偿，然后确定主变压器的容量、台数，从经济和供电可靠性出发并确定主接线方案。其次，通过短路电流计 算，选择导线的型号和各种电气设备。根据本厂对继电保护的要求，最后确定相关的继电 保护和防雷保护方案。此设计采纳需用系数法进行负荷计算，无功功率补偿采纳低压侧集中补偿的方法，此 方法可

2、以补偿低压侧以前的无功功率、经济效益相对较好。根据机械加工车间用电特点和 需求，低压侧接线方式采用单母线不分段接线，根据油浸变压器与干式变压器在可靠性和 经济的对比，选择一台 S9-630/10 系列油浸式变压器。通过细心观察各负荷的实际数据，严格按照国家规定，按以上设计步骤设计本供电系 统设计方案，从而达到提高生产效益的目的。关键词 低压配电系统负荷计算 主接线 变电所短路计算IIILiaoyuan Machinery Plant mechanical processing plant systems and low-voltage distribution substation desig

3、n workshopAbstract This design is the factory machining workshop of low voltage distribution system and workshop substation power supply system. This paper conducted a load calculation, according to the requirements of power factor in the low-pressure side of the bus reactive power compensation, and

4、 to determine the capacity of the transformer device, the number of units, starting from the economic and reliability to determine the main terminal program. Secondly, calculate short circuit current operation mode to determine the wire type and variety of electrical equipment. Finally, according to

5、 the factory on protection requirement, identify relevant programs and secondary circuit protection program.This design uses the need coefficient method for the load calculation, reactive power compensation capacitor in parallel with low-pressure side of the compensation method, this method can comp

6、ensate for low-voltage side of the previous reactive power, economic efficiency is better. According to machine shop characteristics and needs of electricity, and according to dry-type transformers and oil immersed transformers and installation conditions in the economy compared to select two S9-630

7、/10 series of dry-type transformers.Only then carefully studies the factory the actual data, strictly stipulated according to the country, and only then may design an economy reliable power supply system through the above design procedure, thus arrives the enhancement production benefit the goal.Key

8、words Low Voltage Distribution System, Load Calculation, Main Connection, Substation, Short circuit calculation目录引言1第 1 章 概述及设计任务21.1 设计背景、意义及目的21.2 设计内容21.3 设计原则3第 2 章 车间负荷计算及无功补偿42.1 确定车间变电所的所址和形式42.2 负荷计算42.2.1 单组用电设备计算负荷公式42.2.2 多组用电设备计算负荷公式42.2.3 负荷确定52.2.4 380V 侧计算负荷92.3 无功功率补偿102.3.1 无功功率补偿概念

9、102.3.2 无功功率补偿方式选择102.3.3 补偿容量计算122.4 确定车间变电所主变压器型式、容量、台数及主接线方案132.4.1 选择主变压器台数时应考虑下列原则132.4.2 主变压器容量的确定142.4.3 主变压器型式和联结组别的选择142.5 主接线设计方案152.5.1 主接线要求152.5.2 主接线可选方案15第 3 章 短路计算并选择一次设备183.1 短路计算183.1.1 短路电流计算目的183.1.2 短路电流计算的方法步骤183.1.3 短路电流计算183.2 一次设备选择203.2.1 概述203.2.2 一次设备的选择原则213.2.3 按短路情况校验电

10、器的稳定性213.2.4 一次设备选择与校验223.3 车间变电所高低压进出线选择263.3.1 高压进线选择263.3.2 低压出线的选择26第 4 章 车间变电所二次回路设计及继电保护整定284.1 二次回路设计284.2 变压器的继电保护整定284.2.1 继电保护的要求284.2.2 变压器瓦斯保护284.2.3 过电流保护动作电流的整定294.2.4 变压器的速断保护294.2.5 变压器的过负荷保护294.3 车间变电所的防雷保护及接地装置的设计304.3.1 概 述304.3.2 变电所的防雷与接地30第 5 章 布线方案和设备选择335.1 确定车间低压配电系统布线方案335.

11、2 选择低压配电系统的导线及控制保护设备335.3 刀开关的选择375.4 配电线路敷设方式37结论38致谢语39参考文献40附录41IV引言车间变电所的设计直接影响到车间供电的可靠运行，因车间变电所是车间供配电的重 要组成部分，变电所又是联系工厂与车间的中间环节，有分配电能和变换电能的作用。电 气主接线是车间变电所的主要环节，电气主接线的制定直接关系全厂电气设备的选择、配 电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是决定变电所电气部分技术经济性能的关键 因素。按国家标准 GB50052-95供配电系统设计规范、低压配电设计规范等，进行工厂供电设计须遵守以下原则：1.遵守规程、先进合理必须遵守国

12、家的有关规定及标准，履行国家的有关方针政策，包含了节约能源，节约 有色金属等的技术经济政策。2.安全可靠应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量达标，技术先进和经济合理，采 纳效率高，能耗低和性能先进的电气产品。3.近期为主、考虑发展应按工作领域、特点和发展规划，准确处理近期情况与远期发展的关系，要求远近相 结合，恰当时思考以后发展扩建的可能性。4.全局出发、统筹兼顾按车间供电范围、负荷性质、用电量等，合理确定设计方案。工厂供电工作要能为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需求，做到安全、 可靠、质优、经济。恰当处理局部和全局，当前和长远的关系，不但要顾局部当前的利益， 又要有全局

13、的观点，顾全大局，才能适应发展。因此做好工厂供电工作对发展生产，到达 工业现代化，具有重要的意义。62第 1 章 概述及设计任务1.1 设计背景、意义及目的电力系统的输电配电形式简单经济便于控制和监测。因电能已成为当今现代工业生产 的动力和主要能源。电能易于转换，也有利于到达生产自动化，电能在整个国民经济生活 中占主要地位。且现代社会的信息技术和其他高新技术无一不是建立在电能应用的基础之 上。目前工业生产的主要能源和动力是电能。虽然它在产品成本中所占微不足道，但电能 在工业生产中的重要性是不可忽视的，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重 多少，而是在于工业生产实现电气化后可以增加产量，

14、提高质量，增加劳动生产率，降低 成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。能源节约是工厂供电的一个重要部分，对于国家经济建设具有十分重要的战略意义， 工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需求，并做好节 能工作。根据该工厂的供电范围、负荷情况、供电电源条件、自然环境，设计其低压配电 系统及车间变电所1。1.2 设计内容1.车间的负荷计算及无功补偿（要求列表）。2.确定车间变电所的所址和型式。3.确定车间变电所主变压器型式、容量、台数及主接线方案（要求从两个比较合理的 方案中优选）。4.短路计算，并选择一次设备（尽量列表）。5.选择车间变电

15、所高低压进出线。6.选择电源进线的二次回路方案及整定继电保护。7.车间变电所的防雷保护及接地装置的设计。8.确定车间低压配电系统布线方案。9.选择低压配电系统的导线及控制保护设备。10.设计任务书（附录）11.车间变电所接线电路图（附录）12.车间变电所平面图（附录）13.车间低压配电系统图和平面布线圈（附录）1.3 设计原则根据国家标准工业与民用供配电系统设计规范、10KV 及以下变电所设计规范及低压配电设计规范等的规定，进行设计须遵守下面几项原则： 1.须依照相关国家标准，认真履行国家的技术经济政策，并应做到保障人身和设备安全，供电可靠，电能质量达标，技术先进和合理。2.应依照工厂特点、规

16、模和发展计划，准确处理近期和远期发展的关系，做到远、近 期联合，以近期为主，恰当考虑扩建的可能。3.须从全局出发，统筹兼顾，根据负荷性质、用电容量、工程特点和地域供电前提， 合适确定设计方案，满足供电需求。4.应注意履行节约能源、节约有色金属和“以铝代铜”等技术政策8。第 2 章 车间负荷计算及无功补偿2.1 确定车间变电所的所址和型式1.所址选择要求（1）接近负荷中心。（2）接近电源侧。（3）设备运输方便。（4）不宜设在有剧烈振动的场所。（5）不宜设在厕所、临近浴室及地势低洼的场所。（6）不宜设在有爆炸危险和火灾危险环境的正下方或正上方。（7）不宜限制企业单位的发展，适当考虑将来发展的可能性

17、2。2.变电所的型式确定变配电所有屋内式和屋外式两大型式。屋内式运行维护方便，占地面积少。在选择工 厂总变配电所型式时，根据本设计的地理环境，因地制宜；技术经济合理情况下优先选用 屋内式，根据设计任务书知变电所位置在车间东南角，如附录三所示。2.2 负荷计算2.2.1 单组用电设备计算负荷公式1.有功计算负荷： 𝑃30 = 𝑃𝑒 𝐾𝑑， 𝐾𝑑表示需要系数2.无功计算负荷：𝑄30 = 𝑃30 tan 𝜑3.视在计算负荷：𝑆

18、30 = 𝑃30cos 𝜑4.计算电流：𝐼30 = 𝑆303𝑈𝑁，𝑈𝑁表示负荷的额定电压2.2.2 多组用电设备计算负荷公式1.有功计算负荷： 𝑃30 = 𝐾 𝑝 𝑃30，式中 𝑃30是所有设备组有功计算负荷 𝑃30之和，𝐾 𝑝是有功负荷同时系数，可取 0.850.95。2.无功计算负荷：𝑄30 = 𝐾

19、19902; 𝑄30，式中𝑄30是所有设备无功𝑄30之和，𝐾 𝑞是无功同时系数，可取 0.90.97。3.视在计算负荷： 𝑆30 = 𝑃2 + Q230304.计算电流：𝐼30 = 𝑆303𝑈𝑁2.2.3 负荷确定1.机加工一车间负荷计算在本设计中机加工一车间有四路回路进行供电。一号回路、二号回路、三号回路为动 力线，四号回路为一车间照明回路。（1）一号回路负荷计算 13 台金属冷加工机床组，查表知，𝐾&

20、#119889; = 0.2,𝑐𝑜𝑠 = 0.5, 𝑡𝑎𝑛 = 1.73 。𝑃𝑒(1) = (10.125 + 2.075 + 7.625 × 3 + 5.625 + 4.625 × 6 + 3.125)𝑘𝑊 = 71.58𝑘𝑊𝑃30(1) = 0.2 × 71.58 = 14.32𝑘𝑊𝑄30(1) = 14.3

21、2 × 1.73 = 24.77 𝑘𝑣𝑎𝑟𝑆30(1) = 𝑃30(1)2 + 𝑄30(1)2 = 14.322 + 24.77 2 = 28.61𝑘𝑉𝐴𝐼30 = 𝑆30(1)3 × 𝑈𝑁 = 28.611.73 × 0.38 = 43.47𝐴（2）二号回路负荷计算三台电阻炉,查表知，取𝐾𝑑 =

22、 0.7,𝑐𝑜𝑠 = 1, 𝑡𝑎𝑛 = 0。𝑃𝑒(2) = 20 + 24 + 45 = 89𝑘𝑊𝑃30(2) = 0.7 × 89 = 62.3𝑘𝑊𝑄30(2) = 62.3 × 0 = 0 𝑘𝑣𝑎𝑟𝑆30(2) = 𝑃30(2)2 + 𝑄3

23、0(2)2 = 62.32 + 0 = 62.3𝑘𝑉𝐴𝐼30 = 𝑆30(2)3 × 𝑈𝑁 = 62.31.73 × 0.38 = 94.7𝐴（3）三号回路负荷计算18 台金属冷加工机床组,查表知，取𝐾𝑑 = 0.2,𝑐𝑜𝑠 = 0.5, 𝑡𝑎𝑛 = 1.73。𝑃𝑒 = (10.125 +

24、1.75 + 6 + 13 + 9.125 + 4.1 + 4 + 1.7 + 0.6 + 7.625 + 8.5 + 3.125 × 2+ 31.9 + 35.7 + 10 + 70) = 220.38𝑘𝑊𝑃30 = 0.2 × 220.38 = 44.08𝑘𝑊𝑄30 = 44.08 × 1.73 = 76.26 𝑘𝑣𝑎𝑟𝑆30 = 𝑃302 + 𝑄302

25、= 76.262 + 0 = 76.26𝑘𝑉𝐴𝐼30 = 𝑆303 × 𝑈𝑁 = 76.261.73 × 0.38 = 116𝐴吊车计算负荷,查表知，𝐾𝑑 = 0.2,𝑐𝑜𝑠 = 0.5, 𝑡𝑎𝑛 = 1.73，𝜀 = 25%。𝑃𝑒 = 2 𝑃𝑁

26、; 𝜀𝑁 = 10.2 × 1 = 10.2𝑘𝑊𝑃30 = 0.2 × 10.2 = 2.04𝑘𝑊𝑄30 = 2.04 × 1.73 = 3.53 𝑘𝑣𝑎𝑟因此计算负荷:𝑃30(3) = 0.95 × (44.08 + 2.04) = 43.81 𝑘𝑊𝑄30(3) = 0.97 × (76.2

27、6 + 3.53) = 77.4 𝑘𝑣𝑎𝑟𝑆30 = 𝑃302 + 𝑄302 = 43.812 + 77.42 = 88.94𝑘𝑉𝐴𝐼30 = 88.941.73 × 0.38 = 135.29𝐴（4）四号回路负荷计算机加工一车间照明负荷计算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1170𝑚2,查参考 文献工厂供电简明设计手册表 ZL 13-13 可知单位面积安

28、装功率为6w/𝑚2(计算高度8-12m，平均照度为 30lx),则车间均匀布置的一般照明负荷为 𝑃30 = 𝐴 × 6 = 1170𝑚2 ×6𝑤/𝑚2 × 103 = 7.02𝑘𝑊 。其它部分的照明负荷见表 2-1。表 2-1 其他部分的照明负荷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3

29、03x3.75100总计535总照明负荷: 𝑃e(4) = 7.02 + 0.535 = 7.555𝑘𝑊，取 8kw。查表知，𝐾𝑑 = 0.8,𝑐𝑜𝑠 = 1, 𝑡𝑎𝑛 = 0 。𝑃30(4) = 𝑃e(4) × 0.8 = 6.4𝑘𝑊𝑄30(3) = 6.4 × 0 = 0 𝑘𝑣w

30、886;𝑟𝑆30 = 𝑃302 + 𝑄302 = 6.42 + 02 = 6.4𝑘𝑉𝐴𝐼30 = 6.41.73 × 0.38 = 9.74𝐴（5）机加工一车间的计算负荷总计为：𝑃𝑒 = 𝑃𝑒(1) + 𝑃𝑒(2) + 𝑃𝑒(3) + 𝑃𝑒(4) = 71.58 + 89 + 230.

31、58 + 8 = 399.16𝑘𝑊𝑃30 = 𝑃30(1) + 𝑃30(2) + 𝑃30(3) + 𝑃30(4) = 14.32 + 62.3 + 43.81 + 6.4 = 126.83𝑘𝑊𝑄30 = 𝑄30(1) + 𝑄30(2) + 𝑄30(3) + 𝑄30(4) = 24.77 + 0 + 77.4 + 0 = 102.17𝑘𝑣

32、19886;𝑟𝑆30 = 𝑃302 + 𝑄302 = 126.832 + 102.172 = 162.86𝑘𝑉𝐴𝐼30 = 162.861.73 × 0.38 = 247.73𝐴（6）机加工一车间各设备负荷计算详细情况如表 2-2 所示。表 2-2机加工一车间负荷列表回路代号配电箱代号设备代号设备名称容量kW𝐾𝑑cos tan 计算负荷𝑃30kW𝑄30kvar𝑆3

33、0kVA𝐼30ALP-1LP-1- 12万能工具磨床 M5M2.080.200.501.730.420.720.831.263普通车床C620-17.630.200.501.731.532.643.054.644普通车床C620-17.630.200.501.731.532.643.054.645普通车床C620-17.630.200.501.731.532.643.054.646普通车床C620-35.630.200.501.731.131.952.253.427普通车床C6204.630.200.501.730.931.601.852.81总计35.27.0412.1814

34、.0721.408普通车床C6204.630.200.501.730.931.601.852.819普通车床C6204.630.200.501.730.931.601.852.8110普通车床C6204.630.200.501.730.931.601.852.81LP-1-211普通车床C6204.630.200.501.730.931.601.852.8112普通车床C6204.630.200.501.730.931.601.852.8113螺旋套丝机S-81393.130.200.501.730.631.081.251.90总计26.35.259.0810.4915.96LP-1- 335

35、单臂刨床B101070.000.200.501.7314.0024.2227.9842.55总计70.014.0024.2227.9842.55LP-2LP-2- 129电极式盐浴电阻炉20.000.701.000.0014.000.0014.0021.3030井式回火电阻炉24.000.701.000.0016.800.0016.8025.5631箱式加热电阻炉45.000.701.000.0031.500.0031.5047.92总计89.062.300.0062.3094.77LP-3LP-3- 11车床 C630M10.130.200.501.732.033.504.056.1614普

36、通车床C63010.130.200.501.732.033.504.056.1615管螺纹车床Q1197.630.200.501.731.532.643.054.6416摇臂钻床Z358.500.200.501.731.702.943.405.1717圆柱立式钻床 Z50403.130.200.501.730.631.081.251.9018圆柱立式钻床 Z50403.130.200.501.730.631.081.251.9032车床 CW6-131.900.200.501.736.3811.0412.7519.3933立式车床C512-1A35.700.200.501.737.1412.3

37、514.2721.70总计110.2322.0538.1444.0567.01LP-3- 2195t 单梁吊车10.200.150.501.731.532.653.064.6520立式砂轮1.750.200.501.730.350.610.701.0621牛头刨床B6653.000.200.501.730.601.041.201.8222牛头刨床B6653.000.200.501.730.601.041.201.8223万能铣床X63WT13.000.200.501.732.604.505.207.9024立式铣床X52K9.130.200.501.731.833.163.655.55总计40

38、.17.5112.9815.0022.81LP-3- 325滚齿机 Y-364.100.200.501.730.821.421.642.4926插床 B50324.000.200.501.730.801.381.602.4327弓锯机 G721.700.200.501.730.340.590.681.0328立式钻床Z5120.600.200.501.730.120.210.240.36总计10.42.083.604.166.32LP-113 台金属冷加工机床组71.5814.3224.7728.6143.47LP-2三台电阻炉8962.30062.3094.7LP-318 台金属冷加工机床组

39、及一台吊车230.5843.8177.488.94135.29LP-4机加工一车间照明86.406.49.74一车间总计399.16126.83102.17162.86247.732.2.4 380V 侧计算负荷1.由表 2-3 可知，380V 侧设备总容量为各车间𝑃e之和为 1805.16kW,各车间有功计算负荷合计为 614.33kW，各车间无功计算负荷合计 727.57kvar，取𝐾 𝑝 = 0.8，𝐾 𝑞 = 0.85。2.总的计算负荷为:𝑃30 = 𝐾 𝑝

40、𝑃30 = 0.8 × 614.33 = 491.47𝑘𝑊𝑄30 = 𝐾 𝑞 𝑄30 = 0.85 × 727.57 = 618.43𝑘𝑣𝑎𝑟𝑆30 = 𝑃302 + 𝑄302 = 491.472 + 618.432 = 789.94𝑘𝑉𝐴𝐼30 = 789.941.73 × 0.

41、38 = 1201.61𝐴3.最大负荷时功率因素为：cos 𝜑 = 𝑃30𝑆30 = 491.47789.94 = 0.624.其余车间负荷见表 2-3。表 2-3机加工车间和铸造、铆焊、电修等车间的计算负荷表序号车间名称供电回路代号设备容量/kW计算负荷𝑃30/𝑘𝑊𝑄30/ kvar𝑆30/ 𝑘𝑉𝐴𝐼30/𝐴0机加工一车间No.1 供电回路71.5814.3224.772

42、8.6143.47No.2 供电回路8962.30062.3094.7No.3 供电回路230.5843.8177.488.94135.29No.4 供电回路86.406.49.741机加工二车间No.1 供电回路15546.554.471.6108.7No.2 供电回路1203642.155.484.2No.3 照明回路1080812.22铸造车间No.4 供电回路1606465.391.4138.9No5 供电回路1405657.180.0121.5No.6 供电回路1807273.4102.8156.2No.7 照明回路86.406.49.73铆焊车间No.8 供电回路1504589.1

43、99.8151.7No.9 供电回1171.9No. 10 照明回路75.605.68.54电修车间No. 11 供电回路150457890.0136.8No. 12 供电回路146446578.5119.3No. 13 照明回路1080812.2总计1805.16614.33727.57973.461479.5变压器低压侧总计算负荷-491.47618.43789.941201.612.3 无功功率补偿2.3.1 无功功率补偿概念保证电力系统电压质量的基础前提是无功平衡，合理的无功补偿和有效的电压控制， 不仅可保证电压质量，而且能提高电力系统运行的经济性、稳定性和安

44、全性。无功负荷主要包含电力用户、送电线路及各变压器的无功损耗等。无功补偿设备包含并联电容器、串联电容器、并联电抗器、同步调相机以及静止无功 补偿装置等 8。2.3.2 无功功率补偿方式选择1.对于不同电压等级的电网，无功功率平衡与补偿形式有所不同。如 330kV 及以上电网应配置高、低压并联电抗器。在 10kV（6kV）配电线路上一般装设并联电容器就足够了。2.电力电容器有两种连接方式作为补偿（1）串联补偿：电容器串联到高压输电线路上，以此改善输电线路参数，减少电压 损失，提高输送能力，降低线路损耗。大部分用于高压远距离输电线路上，用电单位很少 使用。（2）并联补偿是把电容器与被补偿设备并接到

45、同一电路上，来提高功率因数。这种补偿方法所用的电容器称作并联电容器，用电企业都是采用这种补偿方法。3.由于并联电容补偿方式运行维护便利安全，且易于安装，能耗低，投资省，因此本 设计采用并联电容用以无功补偿。并联电容的补偿方式有三种方法如表 2-4 所示：表 2-4 并联电容无功补偿三种方法补偿方式装设地点原理电路主要特点适应范围接变电所6-10kV 高运行维护方压母线，其便，初步投资适于、中型高压集电容柜一少，但只能补工厂变配电中补偿般装设在偿高压母线所做高压无单独的高以前的无功功补偿压电容室功率内接变电所可以补偿低 压母线以前 的无功功率， 可使变压器 的无功功率 得到补偿。进而减小变压 器

46、容量。且运行维护方便适于中、小型工厂或车间变电所做低压侧基本无功补偿低压母线，低压集其电容器中补偿柜装设在低压配电室内单独就地补偿装设在用电设备附近，与用电设备并联补偿范围最 大，补偿效果最好。可缩小配电线路截 面，减小有色金属消耗能。但电容的利 用率不高，且初投资高和 维护费用较大适于负荷相当平稳且长时间使用的大容量用电设备，及容量虽小但数量多的用电设备所以根据本设计的要求选择采用低压集中补偿的方法。2.3.3 补偿容量计算1.该厂 380V 侧最大负荷时的功率因素只有 0.62。而供电部门要求该厂 10kV 进线侧最大负荷时功率因素不低于 0.9。考虑到主变电压器的无功损耗远大于有功损耗，

47、因此 380V 侧最大负荷时功率因素应稍大于 0.9，取 0.92 来计算 380V 侧所需无功功率补偿容量：𝑄𝐶 = 491.47 × (𝑡𝑎𝑛 𝑎𝑟𝑐 𝑐𝑜𝑠 0.62 𝑡𝑎𝑛 𝑎𝑟𝑐 𝑐𝑜𝑠 0.92) = 412.58𝑘𝑣

48、9886;𝑟取𝑄𝐶 = 414𝑘𝑣𝑎𝑟无功功率补偿装置选取并联电容器为 BW0.4-14-3 型，总共容量为 420kvar。2.补偿后的变压器容量和功率因素30（1）补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为：S= 491.472 + (618.43 420)2 = 530.02𝑘𝑉𝐴（2）变压器的功率损耗为:30𝑃𝑇 0.015S= 0.015 × 530.02 = 7.95𝑘

49、19882;30𝑄𝑇 = 0.06S= 0.06 × 530.02 = 31.80𝑘𝑣𝑎𝑟（3）变电所高压侧的计算负荷为:30𝑃 = 491.47 + 7.95 = 499.42𝑘𝑊3030𝑄 = (618.43 420) + 31.80 = 230.23𝑘𝑣𝑎𝑟𝑆 = 499.422 + 230.232 = 549.93𝑘

50、9881;𝐴30𝐼 = 549.931.73 × 10 = 31.79𝐴（4）变电所低压侧计算负荷为:30𝑃 = 491.47𝑘𝑊3030𝑄 = (618.43 420) = 198.43𝑘𝑣𝑎𝑟𝑆 = 491.472 + 198.432 = 530.02𝑘𝑉𝐴30𝐼 = 530.021.73 × 0.38 = 806.2

51、4𝐴（5）补偿后工厂的功率因素为:𝑐𝑜𝑠 = 491.47491.472 × (618.43 420)2 = 0.93 > 0.9这一功率因素满足设计书（0.9）的要求 。（6）无功补偿前后工厂的计算负荷见表 2-5 所示。表 2-5 无功补偿前后工厂的计算负荷项目cos 计算负荷𝑃30/𝑘𝑊𝑄30/𝑘𝑣𝑎𝑟𝑆30/𝑘𝑉𝐴&#

52、119868;30/𝐴380V 侧补偿前负荷0.62491.47618.43789.941201.61380V 侧无功补偿容量-420380V 侧补偿后负荷0.93491.47198.43530.02806.24主变压器功率损耗7.9531.8010kV 侧负荷总计0.92499.42230.23549.9331.792.4 确定车间变电所主变压器型式、容量、台数及主接线方案。2.4.1 选择主变压器台数 1、应到达用电负荷对供电可靠性的要求。在有大量一、二级负荷的变电所，应采取两台变压器，当一台发生故障或检修时，另一台可以对负荷持续供电。若只有一条电源进 线，或变电所由低压侧

53、电网取得备用电源时，可装设一台主变压器。2.对于季节性负荷或昼夜负荷变化较大时，应使变压器在经济状态下运行，可用两台 变压器供电。3.除上述两种情况外，一般的车间变电所适合选用一台变压器。但在负荷集中且容量 较大的变电所，虽为三级负荷，也可选取两台及以上变压器。4.在选取变电所主变压器的台数时，则应考虑负荷的发展，留有一定的余地。（1）只装一台主变压器的变电所。主变压器容量𝑆𝑁𝑇应达到全部用电设备总计算负荷𝑆30的需求，即𝑆𝑁𝑇 𝑆30（2）装有两台主变压器的变电所变

54、压器的容量𝑆𝑁𝑇应满足每台变压器单独运行时，满足总计算负荷𝑆30的 60%70%的需要，即𝑆𝑁𝑇 = （60%70%）𝑆30（3）车间变电所主变压器的台数容量上限车间变电所主变压器的单台容量，一般不宜大于1250𝑘𝑉𝐴。考虑受到低压开关电器断 流能力和短路稳定度要求的限制，但也可以减少低压配电线路的电路损耗、电压损耗和有 色金属消耗量。在本设计中的变电所属于负荷容量较小的三级负荷变电所，且季节性负荷 基本无变化，可以选用

55、一台主变压器。2.4.2 主变压器容量的确定根据工厂的负荷性质和电源情况，车间变电所的主变压器考虑有下列两种可供选择的 方案。1.对于装有一台主变压器的变电所，主变压器的容量𝑆𝑁𝑇应不小于总的计算负荷𝑆30，即𝑆𝑁𝑇 𝑆30即𝑆𝑁𝑇 𝑆30𝑆𝑁𝑇 549.93𝑘𝑉𝐴因此主变压器容量选择 630kVA 就足够了。

56、2.装设两台主变压器时，每台主变压器的容量𝑆𝑁𝑇应不小于总的计算负荷𝑆30的 60%到70%，由于装设了低压侧无功补偿装置，因此主变压器的容量𝑆𝑁𝑇满足不小于补偿后的视在计算负荷 𝑆 30的 60%到 70%，即0.6 𝑆 𝑆𝑁𝑇 0.7 𝑆 30300.6 × 549.93 𝑆𝑁𝑇 0.7 × 549.93329.96

57、𝑆𝑁𝑇 384.95因此每台主变压器应选择 315kVA 就足够了。2.4.3 主变压器型式和联结组别的选择1.变压器主变型式的选择车间变电所处于一般正常的环境时，可选用油浸式变压器，在本设计中车间变电所无 环境要求和电压水平要求，因此装设一台主变压器时可选用油浸式变压器 S9-630/10，装设两台主变压器时可选油浸式变压器 S9-315/10。2.变压器主变联结组别的选择电压器的联结组别常见的有 Yyn0 和 Dyn11 两种，Dyn11 更利于抑制高次谐波和低压单相接地短路故障的保护和切除，且其承受不平衡负荷的能力远比 Yyn0 联结大，但

58、同时相对而言 Yyn0 联结变压器一次绕组的绝缘强度要求比 Dyn11 联结变压器略低，从而制造成本稍低于 Dyn11 联结变压器。在本设计中三相负荷基本平衡，其低压中性线电流不超过其低压绕组额定电流的 25、且供电系统谐波干扰并不严重，因此三相配电变压器的联结组选用 Yyn0。主变压器参数见表 2-6。表 2-6 S9 系列油浸式电力变压器技术数据型号额定容量/kVA额定电压/kV损耗/kW阻抗电压（%）空载电流（%）联结组别高低空载负载S9-630/10630100.41.236.041.5Yyn0S9-315/10315100.40.73.541.0Yyn02.5 主接线设计方案2.5.1 主接线要求1.设计变配电所主接线，应按所选变压器的台数和容量以及负荷对供电可靠性的要求， 初步设定 2 个比较合理的主接线方案来进行经济技术比较，择其优者作为选定的变配电所主接线方案。2.对于变配电所主接线有以下基本要求：（1）安全：主接线的设计应符合国家标准有关技术规范的要求，能充分保证人身和 设备的安全；（2）可靠：应满足用电单位对供电可靠性的要求；（3）灵活：可以适应各种不同的运行方式，操作方便；（4）经济：满足以上要求的前提下，主接线设计尽量简单，投资少，运行管理费用低。2.5.2 主接线可选方案LMY-3(25*3