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1、目 录第1章 设计任务11.1设计要求11.2 设计依据11.3设计任务2第2章 负荷计算和无功功率补偿32.1 负荷计算32.2 无功功率补偿5第3章 变压器的选择及主接线方案的确定73.1变电所主变压器台数和容量73.2 主接线方案的技术经济比较8第4章 短路电流的计算114.1 绘制计算电路114.2 确定短路计算基准值114.3 计算短路电路中个元件的电抗标幺值114.4 k-1点（10.5kV侧）的相关计算124.5 k-2点（0.4kV侧）的相关计算12第5章 变电所一次设备的选择校验145.1 10kV侧一次设备的选择校验145.2 380V侧一次设备的选择校验165.3 高低压
2、母线的选择17第6章 变压所进出线与邻近单位联络线的选择186.1 10kV高压进线和引入电缆的选择186.1.1 10kV高压进线的选择校验186.1.2 由高压配电室至主变压器的一段引入电缆的选择校验186.2 380低压出线的选择186.3 作为备用电源的高压联络线的选择校验21第7章 降压变电所防雷与接地装置的设计237.1变电所的防雷保护237.1.1防直击雷保护237.1.2雷电侵入波的防护23第8章二次回路方案的选择24第9章 设计总结26参考文献27附录 红光机械厂降压变电所主接线图28红光机械厂降压变电所的电气设计第1章 设计任务1.1设计要求 要求根据本厂所取得的电源及本厂
3、用电负荷的实际情况，并适当考虑工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所型式，确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主结线方案及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，确定变电所防雷接地装置，最后按要求写出设计说明书，绘制变电所系统图，功率因数补偿到0.9。1.2 设计依据1.工厂负荷情况：本厂车间为两班制，年最大负荷利用小时为4600小时，日最大负荷持续时间为6小时，该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。2、供电电源情况 按照工厂与供电协议，本厂可由附近一条10KV的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线
4、牌号为LGJ-150，导线为等边三角形排列，线距为2m；干线首端距离本厂约8km。 断路器断流容量为500MVA，此断路器配备有定时限过流保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为1.7S，为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线由2公里处邻近单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为80km，电缆线总长度为25km。3、气象资料 本厂所在地区的年最高气温为38度，年平均气温为23度，年最低气温为 - 8度，年最热月平均最高气温为33度，年最热月平均气温为26度，年最热月地下0.8m处平均温度为25。年雷暴日为20。4、地质水文资料本厂所在地区平均海拔500米，
5、底层以砂粘土为主，地下水位为20米。5、电费制度本厂与当地供电部门达成协议，在工厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费制交纳电费。每月基本电费按主变压器容量计为18元/kw.h，照明电费为0.50元/kw.h。6、工厂负荷统计资料工厂编号厂房名称负荷类别设备容量/kw需要系数功率因数1铸造车间动力3000.30.7照明60.812锻压车间动力3500.30.65照明80.717金工车间动力4000.20.65照明100.816工具车间动力3600.30.6照明70.914电镀车间动力2500.50.8照明50.813热处理车间动力1500.60.8照明50.819装配车间动力1800
6、.30.7照明60.8110机修车间动力1600.20.65照明40.818锅炉房动力500.70.8照明10.815仓库动力200.40.8照明10.81生活区照明3500.70.91.3设计任务1、设计说明书包括：1）摘要 2）目录 3）正文（设计过程及内容） 4）附录参考文献2、设计图样本设计只做出变电所主接线图1张即可第2章 负荷计算和无功功率补偿2.1 负荷计算在负荷计算时，采用需要系数法对各个车间进行计算，并将照明和动力部分分开计算，照明部分最后和宿舍区照明一起计算。由公式：，得：1. 铸造车间：动力部分 照明部分 2. 锻压车间：动力部分， 照明部分，； 3. 金工车间：动力部分
7、， 明部分，； 4. 工具车间：动力部分， 照明部分， 5. 电镀车间：动力部分， 照明部分，； 6. 热处理车间：动力部分， 照明部分， 7. 装配车间：动力部分， 照明部分， ； 8. 机修车间：动力部分， 照明部分， ； 9. 锅炉房：动力部分， 照明部分，； 10. 仓库：动力部分 照明部分，；11.生活区照明 ； 另外，所有车间的照明负荷： 取全厂的同时系数为：，则全厂的计算负荷为：；2.2 无功功率补偿 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电系统中应用最为普遍。
8、由以上计算可得变压器低压侧的视在计算负荷为： 这时低压侧的功率因数为：为使高压侧的功率因数0.90，则低压侧补偿后的功率因数应高于0.90，取： 。要使低压侧的功率因数由0.82提高到0.95，则低压侧需装设的并联电容器容量为：取:=370则补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为：计算电流AAkvI58.1607kv38.03.93.1044)2(30=变压器的功率损耗为： kwAkvSPT67.15.93.1044015.0015.0)2(30=D变电所高压侧的计算负荷为： 补偿后的功率因数为：满足要求。第3章 变压器的选择及主接线方案的确定3.1变电所主变压器台数和容量根据工厂的负荷性质和电源
9、情况，工厂变电所的主变压器考虑有下列两种可供选择的方案：a)装设一台变压器 型号为S9型，而容量根据式，为主变压器容量，为总的计算负荷。选=1250 kVA=1068.49 kVA，即选一台S9-1250/10型低损耗配电变压器。至于工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由邻近单位相联的高压联络线来承担。b)装设两台变压器 型号为S9型，而每台变压器容量根据式（3-1）、（3-2）选择，即 (3-1) (3-2)代入数据可得：=（0.60.7）1068.49=（641.09747.94）。因此选两台S9-630/10型低损耗配电变压器。工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由邻近单位相联的高压联络线来承担
10、。主变压器的联结组均为Dyn0，如表3-1所示 。表3-1 两台变压器的型号变压器型号额定容量/额定电压/kV联 结 组型 号损耗/kW空载电流%短路阻抗%高压低压空载负载S9-630/1063010.50.4Dyn111.35.83.05（附：参考尺寸（mm）：长：1760宽：1025高：1655 重量（kg）：3410） 3.2 主接线方案的技术经济比较 装设一台主变压器的方案技术指标：供电安全性,满足要求。供电可靠性,基本满足要求。供电质量,由于一台主变，电压损耗较大。灵活方便性,只有一台主变，灵活性稍差。扩建适应性,稍差一些。经济指标：电力变压器的综合投资额，查得S9-1000/10的
11、单价为15万元，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*15=30万元。高压开关柜（含计量柜）的综合投资额，查得GG-1A(F)型柜可按每台4.2万元计，其综合投资可按设备的1.5倍计，因此高压开关柜的综合投资约为4.2*1.5*4=25.2万元。电力变压器和高压开关柜的年运行费，主变压器的折旧费=30万元*0.05=1.5万元；高压开关柜的折旧费=25.2万元*0.06=1.5万元；变配电的维修管理费=（30+25.2）万元*0.06=3.3万元。因此主变和高压开关柜的折旧和维修管理费=（1.5+1.5+3.3）=6.3万元。供电贴费，主变容量每KVA为800元，供电贴费=10
12、00KVA*0.08万元/KVA=80万元装设两台主变压器的方案技术指标：供电安全性，满足要求。供电可靠性，满足要求。供电质量，由于两台主变并列，电压损耗较小。灵活方便性，由于有两台主变，灵活性较好。扩建适应性，更好一些。经济指标：电力变压器的综合投资额，查得S9-630/10的单价为10.5万元，因此两台变压器的综合投资约为4*10.5=42万元，比一台主变方案多投资12万元。高压开关柜（含计量柜）的综合投资额，本方案采用6台GG-1A(F)柜，其综合投资约为6*1.5*4.2=37.8万元，比一台主变方案多投资12.6万元。电力变压器和高压开关柜的年运行费，主变的折旧费=42万元*0.05=2.1万元；高压开关柜的折旧费=37.8万元*0.06=2.3万元；变配电的维修管理费=（42+37.8）万元*0.06=4.8万元。因此主变和高压开关柜的折旧和维修管理费=（2.1+2.3+4.8）=9.2万元，比一台主变方案多投资2.9万元。供电贴费，供电贴费=2*630KVA*0.08万元=100.8万元，比一台主变多交20.8万元。从上文可以看出，按技术指标，装设两台主变的主接线方案略优于装设一台主变的主接线方案，但按经济指标，则装设一台主变的主接线方案远由于装设两台主变的主接线方案，因此决定采用装设一台主变压器主接线方案，主接线图见附录。
