某冶金机械修造厂供配电系统设计

1、毕业设计（论文）题 目： 某冶金机械修造厂供配电系统设计 学 院： 信息工程与自动化学院 专 业： 自动化 年 级： 2009级 学生姓名： 指导教师： 职 称： 副教授 日 期： 2013年3月2010年6月 Kunming University of Science and TechnologyGraduation Project (Thesis)Title: Metallurgical Machinery Plant built a power supply and distribution system design College: Information Engineering a

2、nd Automation Major: Automation Student: Class: Grade 2009 Teacher: Professional Title: Associate Professor Date： 2010.32010.6 摘 要一间冶金机械修造厂如果对输配电系统进行一个完善的规划，能很好地节约资金、合理规划用地、降低电能损耗、提高电压质量、保证系统的正常运行。本论文对输配电进行全面的设计，内容分四大部分。第一部分先从论文的背景和目的进行阐述，然后对原始资料来进行初步的分析，再确定好本论文的设计步骤。第二部分确定好冶金厂各部分的负荷，进行精确的计算，通过无功补偿来

3、提高系统的功率因数减少电能的损耗。根据负荷的重要性和负荷的大小进行初步的变压器选择和合理的主接线、供电线路的设计。第三部分主要是确保系统的安全，首先对系统进行精确的短路计算，然后根据所得到的短路电流和冲击电流进行一系列的高低压设备的选择与校验，保证系统的正常运行。第四部分根据设计的要求，最后进行防雷保护措施的选择和接地装置的设计，增加系统的安全性。在论文的最后还附上设计的图纸和计算过程。关键词：负荷计算, 主接线设计，短路计算，配电装置AbstractThis paper introduces soms coal mine 35kV substation design ground. In t

4、his paper, the load calculation and transformer substation of choice, power supply system with short circuit calculation, substation worked electical, relay protection scheme with setting and worked the lightning protection and grounding substation is detailed instructions. It also discusses the cho

5、ice of main wiring, high pressure equipment and all kinds of the protection of relay, the calculation of load, short current and so on in detail, especially, the choice of main wiring, transformer and some electric equipment such as circuit breaker, current and Voltage sensor. It shows main wiring o

6、f substation, the distribution of plane and some protection equipment ofThe design not only adopts some stable-form and general protections but also adopts PC protection. The synthetical automation system of electric power supervision, which can make workers on duty control the situation of substati

7、on timely, operate the equipments directly, know the breakdown and deal with it without delay, so that the system of power supply is scientific and standard in management. Whats more, it can exchange data with other automatic systems and give full play to whole advantage in order to manage informati

8、on in all systems as a whole.Key words: the calculation of short current，the protection of relay，circuit breaker目录前 言1第一章 绪论21.1 论文的背景及意义21.2 工厂供电设计的一般原则21.3 原始资料31.4 本次设计的主要内容51.5 本章小结6第二章 负荷计算与无功功率补偿72.1 负荷计算的意义72.2 计算负荷的确定72.3 无功功率补偿102.3.1 无功功率补偿的分类102.3.2 无功功率补偿的选择与计算112.3.3 补偿方式综合比较142.4 本章小结1

9、4第三章 降压变电所及变压器的选择163.1 变电所所址选择的一般原则163.2 降压变电所形式的分类与选择163.3 变压器的选择183.3.1 变压器的分类183.3.2 变压器选择的原则193.4 变压器容量确定193.5 本章小结20第四章 总降压变电所主接线设计224.1 变电所主接线方案的设计原则与要求224.1.1 安全性224.1.2 可靠性224.1.3 灵活性234.1.4 经济性234.2 工厂总降压变电所高压侧主接线方式234.3 总降压变电所电气主接线设计254.4 本章小结25第五章 短路电流的计算275.1 短路计算的意义275.2 短路电流计算的方法和步骤275

10、.3 短路计算295.3.1 确定短路计算基准值305.3.2 计算短路电路中各元件的电抗标幺值305.3.3 计算各点短路电路的参数315.4 本章小结35第六章 变电所一次设备的选择校验366.1 电气设备选择校验的条件与项目366.2 设备选择376.2.1 断路器和隔离开关的选择依据376.2.2 电压互感器的选择406.2.3 电流互感器的选择416.3 本章小结42第七章 变电所高低压线路的选择457.1 导线截面的选择原则457.2 计算母线型号457.2.1 35kV侧进线的选择457.2.2 6kV母线的选择467.2.3 6kV出线的选择467.3 本章小结48第八章 继电

11、保护和参数整定518.1 继电保护装置的任务518.2 对继电保护的基本要求518.3 35kV主变压器保护528.4 6kV变压器保护558.5 6kV出线保护558.6 本章小结57结论58总结与体会59谢辞60参考文献61附录62附录1 英文文献原文62附录2 英文文献翻译67附录3 35kV及6kv变电所主接线图80前 言供配电技术，就是研究电力的供应及分配的问题。电力，是现代工业生产、民用住宅、及企事业单位的主要能源和动力，是现代文明的物质技术基础。没有电力，就没有国民经济的现代化。现代社会的信息化和网络化，都是建立在电气化的基础之上的。因此，电力供应如果突然中断，则将对这些用电部门

12、造成严重的和深远的影响。 所以，作好供配电工作，对于保证正常的工作、学习、生活将有十分重要的意义。 供配电工作要很好的为用电部门及整个国民经济服务，必须达到以下的基本要求： （1）安全在电力的供应、分配及使用中，不发生人身事故和设备事故。 （2）可靠应满足电力用户对供电可靠性和连续性的要求。 （3）优质应满足电力用户对电压质量和频率质量的要求。 （4）经济应使供配电系统投资少，运行费用低，并尽可能的节约电能和减少有色金属消耗量。 另外，在供配电工作中，还应合理的处理局部和全局，当前与长远的关系，即要照顾局部和当前利益，又要有全局观点，能照顾大局，适应发展。 本次课程设计的题目是：某电机制造总厂

13、降压变电所的电气设计；内容主要有：工厂负荷计算和无功功率计算及补偿；变电所型式及位置的选择；变电所主变压器及主接线方案的选择；短路电流计算；变电所一次设备的选择与校验；变电所高压进线和引入电缆的选择；以及变电所二次回路方案的选择和变电所继电保护。 由于电气设备种类繁多，以及手头资料的限制，所以我并不能保证所选设备为最合适。本次设计尚有不完整的地方，请指导老师批评指正。第一章 绪论1.1 论文的背景及意义电能是一种清洁的二次能源。由于电能不仅便于输送和分配，易于转换为其它的能源，而且便于控制、管理和调度,易于实现自动化。在目前各种形式的能源中，电能具有如下特点：易于去其它形式的能源相互转化；输配

14、电简单经济；可以精确控制、调节和测量。因此，电能在工业生产和人民日常生活中得到广泛应用，生产和输配电能的电力工业相应得到极大发展。本论文主要对冶金机械修造厂进行全面的配电系统设计。在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小。电能在工业生产中的重要性，在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，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。因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义1。1.2 工厂供电设计的一般原则工厂供电设计必须遵循以下原则：（1）工厂供电设计

15、必须遵守国家的有关法令、标准和技术规范，执行国家的有关方针政策，包括节约能源、节约有色金属和保护环境等技术经济政策；（2）工厂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，设计中应采用符合国家标准的效率高、能耗低、性能先进及与用户投资能力相适应的经济合理的电器产品；（3）工厂供电设计必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，合理确定设计方案；（4）工厂供电设计应根据工程特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，以近期为主，适当考虑扩建的可能性。1.3 原始资料本设计的原始资料如下：(1) 工厂总平面布

16、置图，如图1.1。图1.1 工厂总平面布置图(2) 工厂生产任务、规模及产品规格：本厂主要承担全国冶金工业系统矿山、冶炼和轧钢设备的配件生产，即以生产铸造、锻压、铆焊、毛坯件为主体。年生产规模为铸钢件1000t，铸铁件3000t，锻件1000t，铆焊件2500t。(3) 工厂各车间负荷情况及车间变电所的容量见表1.1和表1.2。(4)供用电协议 工厂电源从供电部门某220/35kV变电站以35 kV双回架空线路引入本厂，其中一路作为工作电源，另一路作为备用电源。两个电源不并列运行。变电站距厂东侧8km。 系统的短路数据，如表1.3所示。其供电系统图如图1.1所示。表1.1 各车间380V负荷计

17、算表序号车间（单位）名称设备容量(kW)Kdcostg计算负荷车间变电所代号变压器台数及容量（kVA）P30(kW)Q30(kVar)S30(kVA)I30(A)1铸钢车间20000.40.65No.12_2铸铁车间10000.40.7No.2砂库1100.70.6小计（K=0.9）3铆焊车间12000.30.45No.31_1#水泵房280.750.8小计（K=0.9）4空压站3900.850.75No.4机修车间1500.250.65锻造车间2200.30.55木型车间1860.350.6No.41_制材场200.280.6综合楼200.91小计（K=0.9）5锅炉房3000.750.8N

18、o.51_2#水泵房28280.8仓库（1、2）880.30.65污水提升机140.650.8小计（K=0.9） 供电部门对工厂提出的技术要求:区域变电站35kV馈线电路定时限过流保护装置的整定时间top=2s，工厂总降压变电所保护的动作时间不得大于1.5s。工厂在总降压变电所35k电源侧进行电能计量。工厂最大负荷时功率因数不得低于0. 9。（5）厂负荷性质：本厂为三班工作制，年最大有功利用小时为6000h属二级负荷。（6）供电贴费为700元/KVA。每月电费按两部电费制：基本电费为18元/KVA，动力电费为0.4/kw.h，照明电费为0.5元/kw.h。表1.2 各车间6kV高压负荷计算表序

19、号车间（单位）名称高压设备名称设备容量(kW)costg计算负荷P30(kW)Q30(kVar)S30(kVA)I30(A)1铸钢车间电弧炉212500.90.872铸铁车间工频炉22000.80.93空压站空压机22500.850.85小计表1.3 区域变电站35kV母线短路数据系统运行方式系统短路容量系统运行方式系统短路容量最大运行方式Socmax=200MVA最小运行方式Socmin=175MVA 图1.1 供电系统图1.4 本次设计的主要内容该冶金机械厂总降压变电所及高压配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况，解决对电能分配的

20、安全可靠，经济合理的问题。其基本内容有以下几方面：（1） 工厂的负荷计算及无功补偿；（2） 确定工厂总配电所的所址和型式；（3） 确定主变压器的型式、容量和台数；（4） 确定变电所主接线方案及高低压配电网的配电方式；（5） 短路电流计算；（6） 选择并校验系统中的高低压电气设备和配电网路导体截面；（7） 继电保护系统设计和参数整定计算。1.5 本章小结本章节对论文的背景和目的做了必要的阐述，并且给出了这次设计的一般原则。继而给出了设计的原始资料，最后，列举出了本次设计的主要内容。第二章 负荷计算与无功功率补偿2.1 负荷计算的意义计算负荷又称需要负荷或最大负荷Pmax。计算负荷是一个假想的持续

21、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，通常采用半小时最大平均负荷P30作为按发热条件选择电器或导体的依据。计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如果计算负荷确定得过大，将使电器和导线电缆选得过大，造成投资和有色金属的浪费。如果计算负荷确定得过小，又将使电器和导线电缆处于过负荷状态下运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早老化甚至燃烧引起火灾。由此可见，正确确定计算负荷意义重大。但是负荷情况复杂，影响负荷计算的因素很多，虽然各类负荷的变化有一定规律可循，但仍难准确确定计算负荷的大小。实

22、际上，负荷也不是一成不变的，它与设备的性能、生产的组织、生产者的技能及能源供应的状况等多种因素有关。因此负荷计算只能力求接近实际2。2.2 计算负荷的确定车间计算负荷是选择工厂内配电线路电缆型号和主要电气设备包括车间变压器的基本依据。我国目前普遍采用的确定计算负荷的方法有需要系数法、利用系数法和二项式法。需要系数法是最常用的一种，即先从用电端逐级起往电源方向计算，首先按照需要系数法求得各车间低压侧有功及无功计算负荷，加上本车间变电所的变压器有功及无功功率损耗，既得车间变电所高压侧的计算负荷。其次是将全厂各车间高压侧负荷相加（如有高压用电设备，也加上高压用电设备的计算负荷），同时加上厂区配电线路

23、的功率损耗，再乘以同时系数，便得出工厂总降压变电所低压侧计算负荷，然后考虑无功功率的影响和总降压变电所主变压器的功率损耗，其总和就是全厂的计算负荷。本设计采用需要系数法进行负荷计算，计算的基本公式如下：有功计算负荷为 （2.1）这里的称为需要系数（demand coefficient），为车间用电设备总容量。无功计算负荷为 （2.2）式中，为对应于车间用电设备的正切值。视在计算负荷为 （2.3）式中，为车间供电设备的平均功率因素。计算电流为 （2.4）式中，为用电设备组的额定电压。根据工厂给出的资料，通过计算整理，得出该工厂6kV高压设备的负荷计算表及各车间的负荷计算表，结果见表2.1和表2.

24、2。表2.1 各车间6kV负荷结果表序号车间（单位）名称高压设备名称设备容量(kW)costg计算负荷P30(kW)Q30(kVar)S30(kVA)I30(A)1铸钢车间电弧炉212500.90.870.5722501282.52586.2248.92铸铁车间工频炉22000.80.90.48320153.6335.634.23空压站空压机22500.850.850.62425263.550048.1小计340029951699.63443.6331.46kv母线上母线的有功、无功、视在功率如下：表2.2 各车间380V负荷结果表序号车间（单位）名称设备容量(kW)Kdcostg计算负荷车间

25、变电所代号P30(kW)Q30(kVar)S30(kVA)I30(A)1铸钢车间20000.40.651.17720842.41108.21684No.12铸铁车间10000.40.71.02360367.2514.2781No.2砂库1100.70.61.3369.392.2115.3175小计（K=0.9）0.68429.3459.4628.89553铆焊车间12000.30.451.98324641.5718.41091No.31#水泵房280.750.80.7518.914.223.635.9小计（K=0.9）0.46342.9655.7739.911244空压站3900.850.75

26、0.88298.4263.1397.7604No.4机修车间1500.250.651.1733.7539.4851.978.9锻造车间2200.30.551.5259.490.3108104.2木型车间1860.350.61.3358.677.997.5148.1No.4制材场200.280.61.335.046.78.3812.7综合楼200.91016.2016.224.6小计（K=0.9）0.70471.3477.5670.910195锅炉房3000.750.80.75202.5151.9253.1384.5No.52#水泵房28280.80.7518.914.223.635.9仓库（1

27、、2）880.30.651.1723.7627.836.655.5污水提升机140.650.80.758.196.1410.2415.6小计（K=0.9）0.78253.4200322.8490.4这样380V低压母线上低压母线的有功、无功、视在功率为：2.3 无功功率补偿工厂中由于有大量的感应电动机、电焊机、电弧炉及气体放电灯等感性负载，还有感性的电力变压器，从而使功率因素降低。如在充分发挥设备潜力、改善设备运行性能、提高其自然功率因素的情况下，尚达不到规定的工厂功率因素要求时，则需考虑增设无功功率补偿装置。假设功率因数由cos提高到cos，这时在用户需要的有功功率P30不变的条件下，由公式

28、（2.2）和公式（2.3）知无功计算功率和视在功率都有所减小。相应地负荷电流I30也得以减小，这将使系统的电能损耗和电压损耗相应降低，既节约了电能，又提高了电压质量，而且可选较小容量的供电设备和导线电缆，因此提高功率因素对供电系统大有好处。在提高功率因素的同时，工厂总降压变电所的主变压器容量可以选的小一些，这不仅可降低变电所的初投资，而且可以减少工厂的电费开支，因此进行无功功率补偿对工厂本身也有一定经济实惠3。2.3.1 无功功率补偿的分类无功功率的人工补偿装置主要有同步补偿机和并联电容器两种。由于并联电容器具有安装简单、运行维护方便、有功损耗小以及组装灵活、扩容方便等优点，因此并联电容器在供

29、电系统中应用最为普遍。 并联电容器的补偿方式，有以下三种：（1）高压集中补偿 电容器集中装设在变配电所的高压电容器室内，与高压母线相联。按GB 50053-199410kV及以下变电所设计规范规定：高压电容器组宜采用中性点不接地的星形接线，容量较小时（450kvar及以下）则可用三角形，如图2.1。（2）低压集中补偿 电容器集中装设在变电所的低压配电室或单独的低压电容器室内，与低压母线相联。低压电容器组一般采用三角形接线，利用白炽灯或专用的放电电阻放电，如图2.2。（3）低压分散补偿 电容器分散装设在低压配电箱旁或与用电设备并联。低压电容器组一般采用三角形接线，直接利用用电设备（如感应电动机）

30、本身的绕组放电，如图2.3。2.3.2 无功功率补偿的选择与计算（1）高压集中补偿 采用并联电容器在总压降变电所的6kV侧进行无功补偿，将功率因数提高到0.9。考虑到主变压器的无功功率损耗远大于有功损耗，因此最大负荷时功率因数应稍大于0.90，暂取0.92来计算所需无功功率补偿容量。由计算负荷可知：= 5211.9kW =4334.6kvar 取 =0.92 =0.95 则： 有功功率=0.925211.9=4794.9kw 无功功率=0.954334.6=4117.9kvar 视在功率=6320.5kVA 功率因数=0.76则所需无功功率补偿容量：=2057.8kvar补偿后变电所低压侧的视

31、在计算负荷为 =5218.7KVA变压器的功耗为 =78.3kW =313.1Kvar变压所高压侧的计算负荷为 =4973.2kw =2373.27Kvar =5510.2KVA补偿后工厂的功率因数为 =0.9030.9 满足要求。根据以上计算，本设计从常用并联电容器中选出型号为BWF6.3-100-1的并联电容器21台进行该工厂的无功功率补偿。由于6kv侧采用分段制母线连接，故将其分别接入两段母线。并联电容器BWF6.3-100-1，单价：850RMB 数量：21 总金额为：85021=17850RMB（2）低压分组补偿结合就地补偿 采用并联电容器在低压配电室的380V侧进行无功补偿，将功率

32、因数提高到0.85；采用并联电容器在6kV母线侧对电弧炉、空压机分别进行补偿，将功率因数提高到0.9。考虑到无功功率损耗远大于有功功率损耗，因此380侧功率因数暂取0.88,6kV侧功率因数暂取0.92来计算所需无功功率补偿。由表2.1可知： NO.1车间： 则所需要的无功功率补偿容量：=453.1kvar补偿后NO.1车间的视在计算负荷为：=818.5kVA变压器的损耗为：=12.3kW =49.1kvarNO.1车间的计算负荷为： 853.5kVA 补偿后的功率因数为：0.8580.85 满足要求节约的变压器损耗=1108.20.015818.50.015=4.35kW 根据以上计算，从常

33、用并联电容器中选出型号为BSMJ0.4-25-3的并联电容器18台进行该工厂的无功功率补偿。将其接入380V母线。并联电容器BSMJ0.4-25-3，单价：170RMB 数量：18 总金额为：17018=3060RMB 同理可得： NO.2车间 满足要求 节约的变压器损耗=2kw需要常用并联电容器中选出型号为BSMJ0.4-25-3的并联电容器10台进行该工厂的无功功率补偿。单价：170RMB 数量：10 总金额为：17010=1700RMB NO.3车间 满足要求 节约的变压器损耗=5.3kw需要常用并联电容器中选出型号为BSMJ0.4-25-3的并联电容器20台进行该工厂的无功功率补偿。单

34、价：170RMB 数量：20 总金额为：17020=3400RMB NO.4车间 满足要求 节约的变压器损耗=2kw需要常用并联电容器中选出型号为BSMJ0.4-25-3的并联电容器9台进行该工厂的无功功率补偿。单价：170RMB 数量：9 总金额为：1709=1530RMB NO.5车间 满足要求 节约的变压器损耗=0.55kw需要常用并联电容器中选出型号为BSMJ0.4-25-3的并联电容器3台进行该工厂的无功功率补偿。单价：170RMB 数量：3 总金额为：1703=540MB 电弧炉 满足要求 需要常用并联电容器中选出型号为BWF6.3-100-1的并联电容器3台进行该工厂的无功功率补

35、偿。单价：850RMB 数量：3 总金额为：8503=2550MB 空压机 满足要求需要常用并联电容器中选出型号为BWF6.3-25-1的并联电容器3台进行该工厂的无功功率补偿。单价：850RMB 数量：3 总金额为：8503=2550MB减小变压器有功损耗总量为：4.35+5.3+2+2+0.55=14.2kw由原始材料知：本厂为三班工作制，年最大有功利用小时为6000h属二级负荷，动力电费为0.4/kw.h。故按一年算，节约的经济成本为：14.260000.4=34080RMB2.3.3 补偿方式综合比较比较结果如表2.3所示。结论：由于采用低压分组补偿结合就地补偿，每年可节约34080R

36、MB的用电成本，节能效果比高压集中补偿好，所以采用低压分组补偿结合就地补偿的方式进行无功功率补偿。2.4 本章小结本章介绍了工厂电力负荷的概念，并且对车间的负荷进行了精确的计算。然后，根据计算出的车间负荷进行无功功率补偿的计算，并且对不同的补偿方案进行了比较，为之后设计的进一步的分析打下了坚实的基础。表2.3 补偿方式比较表补偿方式经济性比较技术比较节能比较高压集中补偿电容器：17850RMB高压电容柜：25000RMB总费用：42850RMB满足功率因数要求仅在高压侧补偿只能节约电源至6kv变电所的导体截面中损耗的电能，节能效果一般低压分组补偿结合就地补偿 电容器：15330高压电容柜：低压

37、电容柜：40005=20000RMB总费用：60330满足功率因数要求要求 除节约电源至6kv变电所的导体截面中损耗的电能外，还能提高6kv变电所变压器的负荷能力，节能效果较好第三章 降压变电所及变压器的选择3.1 变电所所址选择的一般原则变电所所址的选择按照国家有关标准和规范，应根据下列要求，选择确定4：（1） 靠近负荷中心；（2）节约用地，不占或少占耕地及经济效益高的土地；（3）与城乡或工矿企业规划相协调，便于架空和电缆线路的引入和引出；（4）交通运输方便；（5）环境宜无明显污秽，如空气污秽时，所址宜设在受污源影响最小处；（6）具有适宜的地质、地形和地貌条件(例如避开断层、滑坡、塌陷区、溶

38、洞地带、山区风口和有危岩或易发生滚石的场所)，所址宜避免选在有重要文物或开采后对变电所有影响的矿藏地点，否则应征得有关部门的同意；（7）所址标高宜在50年一遇高水位之上，否则，所区应有可靠的防洪措施或与地区(工业企业)的防洪标准相一致，但仍应高于内涝水位；（8）应考虑职工生活上的方便及水源条件；（9）应考虑变电所与周围环境、邻近设施的相互影响。3.2 降压变电所形式的分类与选择（1）独立变电所 具有独立完整的变电所建筑。主要使用在负荷过于分散，将变电所建在任一厂房均不合适，或由于生产环境限制，如防火、防爆、防尘、有腐蚀性气体等，才考虑设置独立变电所。设置独立变电所时要考虑低压的合理送电容量及距

39、离。独立式变电所具有建筑费用高、馈电距离远、线路损耗大等缺点5。 （2）附设变电所 附设变电所利用厂房一面或两面墙壁建造。当厂房生产面积有限、生产环境特殊或因生产工艺要求设备经常变动时，宜采用外附式，否则因采用内附式。附设变电所最好布置在厂房较长的一边上，并使其略偏电源的方向，在两个跨度或三个跨度的厂房，也可以将变电所棋布在厂房的两段。如果厂房的局部允许，也可将变电所设置在厂房内部或梁架上，以便供电点最大程度地接近负荷中心。（3） 箱式变电所 箱式变电所集配电变压器和开关电器于一体，装在配电箱内，整体可独立置于户外，具有体积小、安装灵活、无需建筑等特点，适用于小型工业企业、居民小区、广场和道路

40、照明等场合。 （4） 地下变电所 地下变电所设于地下，通风不良，投资较大，用于有防空等特殊要求的场合，此外，民用高层建筑的变电所常设置在地下室内。变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心.工厂的负荷中心按负荷功率矩的方法来确定.即在工厂平面图的下边和左侧,任作一直角坐标的x轴和y轴,测出各车间和宿舍区负荷点的坐标位置,例如 、 、等.而工厂的负荷中心假设在,其中 。因此仿照力学中计算重心的力矩方程可得，负荷中心的坐标： 3.1 3.2各车间和宿舍区负荷点的坐标位置如表3.1。表3.1各车间和宿舍区负荷点的坐标位置坐标轴1.11.22345X（cm）1.54.564.570.5Y(cm)8.58.5

41、7.59.59.53由计算结果可知，x=4.7cm， y=7.9cm工厂的负荷中心在铸钢车间和铸铁车间的中间。其型式为附设式。变电所平面布置图如图3.1。图3.1 总降压变电所位置图综合考虑本设计总降压变电所采用独立式。根据各车间的地理位置，车间建筑物结构、周围环境和车间负荷等情况，本设计详细考虑了各个车间的变电所形式，其中第一、二、三、四和五号车间变电所采用车间附设式变电所。3.3 变压器的选择3.3.1 变压器的分类变压器分类方法比较多，按功能分有升压变压器和降压变压器；按相数分有单相和三相两类；按绕组导体的材质分有铜绕组变压器；按冷却方式和绕组绝缘分有油浸式、干式两大类，其油浸式变压器又

42、有油浸自冷式、油浸风冷式、油浸水冷式和强迫油循环冷却方式等，而干式变压器又有绕注式、开启式、充气式（SF6）等；按用途分又可分为普通变压器和特种变压器6。3.3.2 变压器选择的原则（1）变压器台数选定原则7主变压器台数应根据负荷特点和经济运行的要求进行选择。当符合下列条件之一时，宜装设两台以上主变压器。l 有大量一级或二级负荷l 季节性符合变化较大，适于采用经济运行方式。l 集中符合较大，例如大于1250kVA时（2）变压器容量选择原则只装有一台变压器的变电所，变压器的额定容量应满足全部用电设备计算负荷的需要。装有两台变压器的变电所，每台变压器的额定容量应同时满足以下两个条件：a.任一台变压

43、器单独运行时，应满足全部一、二级负荷的需要；b.任一台变压器单独运行时，宜满足全部用电容量设备70%的需要。（3)变压器正常运行时的负荷率应控制在额定容量的60%-70%为宜，以提高运行率。（4）为适用工厂发展和调整的需要，变压器容量应留有15%-25%的裕量。3.4 变压器容量确定（1）35kv/6kv 主变压器的选择由变压器的选择原则可知：本冶金厂最大视在功率达到5510.2kVA，且属于2级负荷，应装设2台变压器。考虑到经济运行、将来扩建、可靠性等因素，所以本方案选择安装2台型号为S9-6300/35的主变压器，即使其中一台变压器检修另外一台主变也可供全厂负荷。故主变压器的型号容量选择如

44、表3.2所示。表3.2 35kv主变压器的选择型号额定容量/KVA额定电压/Kv损耗/kW阻抗电压(%)联结组别尺寸/mm长宽高高压低压空载负载7.5Ynd11310022303520S926300356.37.9034.50 (2)6kV/380V车间变压器的选择通过上面计算，我们可以得到380V那5个车间的最大视在功率：，可以选择2个S9-500/10(6)变压器，分别装进车间1的2个配电房；，可以,选择1个S9-630/10(6)变压器装进车间2的配电房； ，可以选择1个S9-500/10(6)变压器装进车间3的配电房；，可以选择1个S9-630/10(6)变压器装进车间4的配电房；，可

45、以选择1个S9-400/10(6)变压器装进车间5的配电房。以上选择均留有一定裕量，选择结果如表3.33.5 本章小结本章首先对变电所所址的一般原则进行了介绍；其次选择了总降压变电所的位置和型式；最后，进行了主变压器和车间变压器的选择，其中包含了变压器的分类、台数的选定原则、容量的选定原则和容量的确定。表3.3 6kv车间变压器的选择车间编号型 号额定容量/KVA额定电压/KV联结组别损耗/W阻抗电压(%)高压低压空载负载NO.12S9-500/1050060.4Yyn096051004NO.2S9-630/10630120062004.5NO.3S9-500/1050096051004NO.

46、4S9-630/10630120062004.5NO.5S9-400/1040080043004第四章 总降压变电所主接线设计4.1 变电所主接线方案的设计原则与要求变电所的主接线，应根据变配电所在供电系统中的地位、进出线回路数、设备特点及负荷性质等因素综合分析确定，并应满足安全、可靠、灵活和经济等要求8。4.1.1 安全性（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，应装设与隔离开关并联的接地刀闸

47、；（5）变电所高压母线上及架空线路末端，必须装设避雷器。装于母线上的避雷器，宜与电压互感器公用一组隔离开关，接于变压器引出线上的避雷器，不宜装设隔离开关。4.1.2 可靠性（1）变电所的主接线方案，必须与其负荷级别相适应。对一级负荷，应由两个电源供电。对二级负荷，应由两回路或一回6kV及以上专用架空线或电缆供电； 其中采用电缆供电时，应采用两根电缆并联供电，且每根电缆应能承受100%的二级负荷；（2）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-熔断器。当双电源供多个变电所时，宜采用环网供电方式；（3）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

48、靠性，但对于辅助生产区及生活区的变电所，可采用树干式配电；（4）变电所低压侧的总开关，宜采用低压断路器。当低压侧为单母线，且有自动切换电源要求时，低压总开关和低压母线分段开关，均应采用低压断路器。4.1.3 灵活性（1）变配电所的高低压母线，一般宜采用单母线或单母线分段接线方式；（2）35kV及以上电源进线为双回路时，宜采用桥形接线和线路-变压器组接线；（3）需带负荷切换主变压器的变电所，高压侧应装设高压断路器或高压负荷开关；（4）变电所的主接线方案应与主变压器的经济运行要求相适应；（5）变电所的主接线方案应考虑到今后可能的增容扩展，特别是出线柜便于添置；4.1.4 经济性（1）变电所的主接线

49、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）变电所的电气设备应选用技术先进、经济适用的节能产品，不得选用国家明令淘汰的产品；（3）工厂的电源进线上应装设专用的计量柜，其中的电流、电压互感器只供计费的电能表使用；（4）应考虑无功功率的人工补偿，使最大负荷时功率因素达到规定的要求。4.2 工厂总降压变电所高压侧主接线方式从原始资料可知工厂的高压侧仅有2回35kV进线，其中一回架空线路作为工作电源，另一回线路作为备用电源，两个电源不并列运行，且线路长度较短，只有8km。因此将可供选择的方案有如下。 （1） 单母线分段制。在两回电源进线的如情况下，宜采用单母线分段制如图4.1所示。母线分段开关可采用隔离开关，但当分段开关需要带负荷操作或继电保护和自动装置有要求时，应采用断路器。其在可靠性和灵活性方面较单母线制有所提高，可满足二类负荷和部分一类负荷的供电要求。当双回路供电时，母线分段开关是正常打开的，一条回路故障或一段母线