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1、红光机械厂降压变电所的电气设计摘 要本设计根据红星机械厂所取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，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。通过负荷计算，短路计算，校验等等，来确定变电所型式，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，绘制变电所系统图，功率因数需要补偿到0.9。 关键词: 负荷计算 变压器 继电保护 二次回路目 录摘 要I第1章 负荷计算和无功功率补偿11.1 负荷计算和无功功率计算11.2 无功功率补偿5第2章 变电所主变压器和主接线方案的选择62.1 变电所形式和位置的选择62
2、.2 变电所主变压器的选择62.2.1 只装一台主变压器72.2.2 装设两台主变压器72.2.3 两种方案的技术经济比较72.3 变电所主接线方案的选择7第3章 变电所短路电流的计算93.1 确定基准值103.2 计算短路电路中各主要元件的电抗标么值103.3 k-1点的短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量103.4 k-2点短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量11第4章 变电所一次设备的选择和校验114.1 变电所高压一次设备的选择114.2 变电所高压一次设备的校验124.3 变电所低压母线的选择和校验13第5章 变电所高、低压配电线路的选择145.1 高、低压线路导线的
3、选择14第6章 变电所二次回路方案选择及继电保护的整定156.1 二次回路方案选择156.1.1 二次回路电源选择156.1.2 高压断路器的控制和信号回路156.1.3 电测量仪表与绝缘监视装置166.1.4 电力系统中的自动重合闸装置166.2 继电保护的整定16第7章 防雷装置的确定177.1 防雷装置确定177.2 雷电侵入波保护17总 结18参考文献19附 录20第1章 负荷计算和无功功率补偿1.1 负荷计算和无功功率计算表1-1 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
4、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1800.30.7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10.8111 生活区照明3500.70.9由表1-1中的工厂负荷统计资料分别计算出各自的计算负荷和工厂总的计算负荷： （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： 照明部分：
5、 （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）生活区照明部分： 取全厂的同时系数为： ，则全厂的计算负荷为： 工厂总的计算负荷表见附录表A。1.2 无功功率补偿由以上所求可得变压器低压侧的功率因数：因为供电部门要求该厂10KV进线侧最大负荷时功率因数不应低于0.90。考虑到主变压器的无功损耗大于有功损耗，因此380V侧最大负荷功率因数应稍大于0.90，这里取。则低压侧需
6、装设的并联电容器容量为：取 则补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为：计算电流：变压器的功率损耗为： 变电所高压侧的计算负荷为： 补偿后的功率因数为：这一功率因数满足（大于0.90）要求。无功功率补偿后工厂380V侧和10V侧的计算负荷如表1-2。表1-2 无功功率补偿后工厂的计算负荷项目计算负荷 380V侧补偿前负荷0.75812.20727.601090.001656.00380V侧无功补偿容量400.00380V侧补偿后负荷0.93812.20327.60875.781330.6主变压器功率损耗8.7643.7910KV侧负荷总计0.91820.96371.39901.0547.42第2章
7、变电所主变压器和主接线方案的选择2.1 变电所形式和位置的选择 考虑到本厂负荷较为分散，故变电所采用单独设立的方式。变电所设立位置尽可能靠近负荷中心，工厂的总平面图如图2-1所示图2-1 工厂总平面图2.2 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有下列两种方案：2.2.1 只装一台主变压器主变压器容量应满足全部用电设备总计算负荷的需要，即，所以此变电所选，即选一台S91000/10型低损耗配电变压器。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。2.2.2 装设两台主变压器应满足：= (132+160+44.4) =336.4因此选两台S9
8、630/10型低损耗配电变压器。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承担。主变压器的联结组别均采用Dyn11型。2.2.3 两种方案的技术经济比较表2-1 两种主结线方案的技术经济比较比较项目装设一台主变的方案装设两台主变的方案技术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大两台并联，电压损耗略小灵活方便性只一台主变，灵活性稍差灵活性较好扩建适应性稍差一些更好一些经济投资金额投资低投资高 从上表2-2可以看出，按技术指标，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，因
9、此决定采用装设一台主变的方案。（说明：如果工厂负荷近期可有较大增长的话，则宜采用装设两台主变的方案）2.3 变电所主接线方案的选择电气主接线的基本要求：可靠性，灵活性，经济性和先进性。本设计母线选择方案有两种。方案：高、低压侧均采用单母线接线。优点：接线简单清晰，设备少、投资低，操作方便，便于扩展，也便于采用成套配电装置。另外，隔离开关仅仅用于检修，不作为操作电器，不易发生误操作。缺点：可靠性不高，不够灵活。主接线图如图2-2。方案：高压侧采用单母线分段接线。优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同母线段引出两个回路，用两个电路供电；当一段母线故障时，分段断路器自动切除故障母线保证正常
10、段母线不间断供电和不致使重要用户停电 。缺点：当一段母线或母线隔离开关检修时该母线各出线须停电；当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越；扩建时需向两个方向均衡扩建。主接线图如图2-3。以上两种方案均能满足主接线要求，采用方案二相对来说需要的断路器数量多，接线复杂，它们的经济性能较差；采用方案一既满足负荷供电要求又较经济，故本次设计选用方案。 图2-2 单母线主接线图图2-3 单母线分段主接线图第3章 变电所短路电流的计算本厂的供电系统简图如图3-1所示。采用两路电源供线，一路为距本厂8km的馈电变电站经LGJ-150架空线（系统按电源计），该干线首段所装高压断路器的断流容量为；一路为邻厂高
11、压联络线。下面计算本厂变电所高压10kV母线上k-1点短路和低压380V母线上k-2点短路的三相短路电流和短路容量。图 3-1 短路计算电路3.1 确定基准值取，所以： 3.2 计算短路电路中各主要元件的电抗标么值（1）电力系统的电抗标么值： （2）架空线路的电抗标么值：查手册得，因此：（3）电力变压器的电抗标么值：由所选的变压器的技术参数得，因此：可绘得短路等效电路图如图3-2所示：图3-2 短路等效电路图3.3 k-1点的短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量（1）总电抗标么值： （2）三相短路电流周期分量有效值： （3）其他三相短路电流： （4）三相短路容量： 3.4 k-2点短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量（1）总电抗标么值：（2）三相短路电流周期分量有
