从化和顺化纤厂总降压变电所电气部分设计 - 图文

从化和顺化纤厂总降压变电所电气部分设计

摘 要

电能是工业生产的主要能源和动力，做好工厂供电设计对于发展工业生产、实现工业现代化，具有十分重要的意义。工厂供电系统首先要能满足工厂生产和生活用电的需要，其次要确保安全，供电可靠，技术先进和经济合理，并做好节能。本设计根据从化和顺化纤厂所能取得的供电电源和该厂用电负荷的实际情况，并适当考虑生产的发展，按工厂供电的基本要求，对各车间进行负荷计算和无功补偿；确定出了各变电所的位置及各变电所变压器台数、数量和型式；计算了短路电流；选择了各线路导线截面和变电所高低压设备；配置了继电保护装置、防雷和接地装置；绘出设计图样，完成了化纤厂的供配电系统设计。

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要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：(1)安全。在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。（2）可靠。应满足电能用户对供电可靠性即连续供电的要求。(3)优质。应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。(4)经济。供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属消耗量。

设计步骤主要包括：负荷统计、负荷计算、方案比较、供电方式确定、短路电流计算、电气设备选择与继电保护整定等内容。 关键词：计算负荷，无功补偿，变压器，短路电流，继电保护的配置

从化和顺化纤厂总降压变电所电气部分设计

前言

众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易

于由其它形式的能量转换而来，也易于转换为其它形式的能量以供应用。电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量， 有利于实现生产过程自动化，而且现代社会的信息技术和其它高新技术无一不是建立在电能应用的基础之上的。因此电能的现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。

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。例如在机械工业中，电费开支仅占成本的5%左右。从投资额来看，一般机械工厂在供电设备上的投资也仅占总投资的5%左右。电能在工业生产中的重要性并不在于它在成本中或投资总额中所占比重的多少，而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，提高劳动生产效率，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。从另一方面来说，如果工业供电突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。例如某些对供电可靠性要求很高的工厂，即使是极短时间的停电，也会引起重大设备损坏，或引起大量产品报废，甚至可能发生重大的人身事故，给国家和人民带来重大的经济损失。因此，做好工厂供电设计对于发展工业生产、实现工业现代化具有 十分重要的意义。

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目录

第一章 原始资料 -------------------------------------------------- 1 第二章 负荷统计 -------------------------------------------------- 2 2.1 全厂各车间电气设备及车间变电所负荷计算表 --------------------- 2 2.2 负荷计算 ----------------------------------------------------- 3 2.2.1 计算负荷概念 --------------------------------------------- 3 2.2.2 用电负荷 ------------------------------------------------- 3 2.2.3 计算负荷目的 --------------------------------------------- 3 2.2.4 计算负荷定义 --------------------------------------------- 3 2.2.5 计算负荷方法 --------------------------------------------- 4 2.3 负荷计算书 --------------------------------------------------- 6 第三章 变压器的选择 ---------------------------------------------- 9 3.1 变电所变压器台数的确定 --------------------------------------- 9 3.1.1 确定原则 ------------------------------------------------- 9 3.1.2 变压器台数选择考虑因素 ----------------------------------- 9 3.1.3 变压器绝缘结构的选择 ------------------------------------- 10 3.1.4 变压器台数选择优、缺点 ------------------------------------ 10 3.2 变压器容量的确定 --------------------------------------------- 10 3.3 工厂总降压变的主变选择 --------------------------------------- 11 3.3.1 主变压器台数的选择 --------------------------------------- 11 3.3.2 主变压器容量的选择 --------------------------------------- 11 3.3.3 主变压器连接组别选择 ------------------------------------- 12 附：变压器的选择结果表 ------------------------------------------ 13 3.4 各车间变压器台数及容量选择计算书 ----------------------------- 13 3.4.1 变压所1 变压器及容量选择 --------------------------------- 13 3.4.2 变压所2 变压器及容量选择 --------------------------------- 14 3.4.3 变压所3 变压器及容量选择 --------------------------------- 16 3.4.4 工厂总降压变电所主变压器台数、容量选择及无功补偿 ---------- 17 3.4.5 主变电所所用变选择 --------------------------------------- 18 第四章 变电所主结线方案的设计 ------------------------------------ 19 4.1 主接线的设计原则和要求 --------------------------------------- 19 4.1.1 电气主接线选择的主要原则 --------------------------------- 19 4.1.2 设计主接线的基本要求 ------------------------------------- 20 4.2 主接线的设计步骤 --------------------------------------------- 22 4.3 主接线初步设计方案 ------------------------------------------- 23 4.3.1 35kV侧 --------------------------------------------------- 23

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4.3.2 10kV侧 -------------------------------------------------- 24 4.3.3 0.38kV侧 ------------------------------------------------ 25 附：主接线图 ----------------------------------------------------- 27 第五章 短路电流计算 ---------------------------------------------- 28 5.1 计算短路电流的目的和条件 ------------------------------------- 28 5.2 短路电流的计算步骤 ------------------------------------------- 29 5.3 公式及参数列表 ----------------------------------------------- 30 5.4 短路电流计算书 ----------------------------------------------- 31 第六章 电气设备选择 --------------------------------------------- 33 6.1 电气设备选择的一般条件 --------------------------------------- 33 6.2 电气设备选择的一般原则 --------------------------------------- 34 6.3 短路电流计算条件 --------------------------------------------- 35 6.4 主要电气设备的选择 ------------------------------------------- 35 6.5 35KV侧电气设备的选择与校验 ----------------------------------- 38 6.6 10KV侧设备的选择校验 ----------------------------------------- 38 第七章 变电所二次回路方案的选择及继电保护的整定 ------------------ 39 7.1 变电站电气二次部分设计 --------------------------------------- 39 7.2 互感器的接线设计 --------------------------------------------- 41 7.2.1 常规互感器与电子式互感器比较 ----------------------------- 41 7.2.2 互感器的选型 --------------------------------------------- 42 7.2.2.1 互感器的选择 ----------------------------------------- 42 7.2.2.2 PCS-220系列合并单元介绍 ------------------------------ 42 7.2.3 互感器配置方案 ------------------------------------------- 44 7.3变电站电气二次单线图设计 -------------------------------------- 45 7.4主变压器保护的配置 -------------------------------------------- 46 7.4.1变压器故障类型及相应保护 ---------------------------------- 46 7.4.2变压器主保护的配置 ---------------------------------------- 46 7.5 主变电器继电保护设计 ----------------------------------------- 47 7.5.1主变电器保护的整定的一般原则 ------------------------------ 47 7.5.2主变电器保护的整定计算 ------------------------------------ 47 7.5.3主变电器控制回路和保护回路的设计 -------------------------- 51 交流控制回路 -------------------------------------------- 50 直流控制回路 -------------------------------------------- 51 信号回路图 ---------------------------------------------- 51 附录1 ------------------------------------------------------------ 52 附录2 ------------------------------------------------------------ 53参考文献 --------------------------------------------------------- 54

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2.3负荷计算书

一、NO.1变电站 1）制条车间：

PNO1.1?KX?P?NO1.1?640?0.8?512 kwQNO1.1?PNO1.1?tanθ?512?0.75?384 kvarS?PNO1.1NO1.1cosθ?5120.8?640 kva

2）纺纱车间：

PNO1.2?KX?P?NO1.2?640?0.8?512 kwQNO1.2?PNO1.2?tanθ?512?0.75?384 kvarSPNO1.3512NO1.3?cosθ?0.8?640 kva 3）软水站：

PNO1.3?KX?P?NO1.3?186.1?0.65?120.97 kw

QNO1.3?PNO1.3?tanθ?120.97?0.75?90.73 kvar

SNO1.3?PNO1.3120.97

cosθ?0.8?151.21 kva 4）锻工车间：

PNO1.4?KX?P?NO1.4?136.9?0.3?41.07 kw

QNO1.4?PNO1.4?tanθ?41.07?1.17?48.05 kvar SNO1.4?PNO1.4cosθ?41.070.65?63.18 kva

5）机修车间：

PNO1.5?KX?P?NO1.5?296.2?0.3?88.86 kw

QNO1.5?PNO1.5?tanθ?88.86?0.73?64.87kvar

S?PNO1.588.86NO1.5cosθ?0.5?177 .72 kva- 6 -

6）托：

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PNO1.6?KX?P?NO1.6?15.8?0.6?9.48 kw

?PNO1.6?tanθ?9.48?1.33?12.61kvar

QNO1.6 SNO1.6PNO1.69.48???15.8 kvacosθ0.6

?57.96?0.3?17.39 kw

7）仓库：

PNO1.7?KX?P?NO1.7

QNO1.7?PNO1.7?tanθ?17.39?1.17?20.35kvar

SNO1.7?

PNO1.717.39??34.78 kva

cosθ0.5S?NO1?SNO1.1?SNO1.2?SNO1.3?SNO1.4?SNO1.5?SNO1.6?SNO1.7?640?640?151.21?63.18?177.72?15.8?34.78?1722.69kva

二、NO.2变电站 1)织造车间： PNO2.1

QNO2.1?KX?P?NO2.1?0.8?825?660 kw

?PNO2.1?tanθ?660?0.75?495kvar

SNO2.1PNO2.1660???825 kva cosθ0.8

2)染整车间：

PNO2.2?KX?P?NO2.2?0.8?690?552 kw

QNO2.2?PNO2.2?tanθ?552?0.75?414kvar

3浴室：

SNO2.2PNO2.2552???690 kva cosθ0.8PNO2.3?KX?P?NO2.3?0.8?1.88?1.51 kw

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SPNO2.31.51NO2.3?cosθ?1?1.51 kva

4)食堂： P?P90 kw NO2.4?KX?NO2.4?0.75?120?

QNO2.4?PNO2.4?tanθ?90?1.17?105.3kvar

S?PNO2.4NO2.4cosθ?900.8?112.5 kva

S?NO2?SNO2.1?SNO2.2?SNO2.3?SNO2.4?825?690?1.51?112.5?1629.01kva

三、NO.3变电站 1）锅炉房： PNO3.1?KX?P?NO3.1?0.75?261?195.75 kw

QNO3.1?PNO3.1?tanθ?195.75?0.75?146.81kvar

S?PNO3.1NO3.1

cosθ?195.750.8?244.69 kva

2)水泵房： Pkw NO3.2?KX?P?NO3.2?0.75?318?238.5

QNO3.2?PNO3.2?tanθ?238.5?0.75?178.88kvar

S?PNO3.2NO3.2

cosθ?238.50.8?298.13 kva

3）化验室： PNO3.3?KX?P?NO3.3?0.75?150?112.5 kw

QNO3.3?PNO3.3?tanθ?112.5?0.75?84.38kvar

S?PNO3.3NO3.3

cosθ?112.50.8?140.63 kva 4）卸油房：

PNO3.4?KX?P?NO3.4?0.75?128?96 kw

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SNO3.4

PNO3.496???120 kvacosθ0.8QNO3.4?PNO3.4?tanθ?96?0.75?72kvar

S??S?NO1?S?NO2?S?NO3?1722.69?1629.01?803.45?4155.15kva

S?NO3?SNO3.1?SNO3.2?SNO3.3?SNO3.4?244.69?298.13?140.63?120?803.45kva第三章 变压器的选择

主变的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构，它的选择依据除了依据基础资料外，还取决于输送功率的大小，与系统联系的紧密程度。另外主变选择的好坏对供电可靠性和以后的扩建都有很大影响。总之主变的选择关系到待建变电站设计的成功与否，所以对主变的选择我们一定要全方面考虑。既要满足近期负荷的要求也要考虑到远期。

3.1变电所变压器台数的确定

3.1.1确定原则

1.对于大城市郊区的一次变电所在中低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台变压器为宜。

2.对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所在设计时应考虑装设三台变压器。

3.对于规划只装设两台变压器的变电所，其变压器基础宜按大于变压器容量的 1—2 级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。 3.1.2选择变压器台数时,应考虑以下因素:

1.应满足用电负荷对供电的可靠性的要求，对供有大量一、二级负荷的变电所，宜采用两台变压器，以便当一台变压器发生故障或检修时，另一台能对一、二级负荷继续供电。

2.对于一级负荷的场所，邻近又无备用电源联络线可接,或季节性负荷变化较大时,宜采用两台变压器。

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3.是否装设变压器，应视其负荷的大小和邻近变电所的距离而定。当负荷超过320KVA时，任何距离都应装设变压器。 3.1.3变压器绝缘结构的选择

根据绝缘结构方式不同，一般有矿物油变压器、硅油变压器、六氟化硫变压器、干式变压器及环氧树脂浇变压器等。

多层或高层主体建筑内变电所，一般选用不燃或难燃型变压器.在多尘或有腐蚀性气体严重影响安全运行的场所内，应选用防尘型或防腐型变压器。 3.1.4变电所选择一台或两台变压器各有其优点和缺点：

1. 选用两台变压器的变电所，当一台变压器发生故障或检修时，另一台能对一、二级负荷继续供电。当负荷大时候，两台变压器又可以配合运用。但是两台变压器的投资比较大，一般小的变电所甚至承担不起这样的消耗,运行损耗也比较大，它工作时候两个铁心同时运行,这样势必增大了运行成本。

2.选用一台变压器的变电所，当变压器发生故障或检修时，那么将会出现全厂停电的严重情况，如果一级负荷遇到了停电情况,那么损失将会是无法估算的，因此一台变压器的供殿可靠性比较差，但是一台变压器的投资小、运行损耗小，因为太工作时只要一个铁心在工作，这样势必减少了运行成本。

3.综上所述，选用两台变压器虽然它有一些缺点，但是它的优点早已经把这些缺点给掩盖，优点远远大于它的缺点，而选用一台变压器虽然它有一些优点,但是它的弊端太明显也很严重。

变电缩通常为了生产、生活、用电等的需要，都会选用两台变压器，因为它的优点太明显了，而且非常的多。

本次毕业设计是设计对某化纤厂进行供电，因此，应该用两台变压器供电，这样就很难造成一些不必要的损失了。

3.2 变压器容量的确定

变压器容量选择时应遵循的原则

1.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。

2.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：

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a.任一台变压器单独运行时，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70%~80%为宜，以提高运行率。

3.3工厂总降压变的主变选择

在发电厂和变电站中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器；用于两种电压等级之间交换功率的变压器，称为联络变压器；只供本所（厂）用的变压器，称为站（所）用变压器或自用变压器。这里是对变电站主变压器的选择。

3.3.1主变压器台数的选择

1.对大城市郊区的一次变电所，在低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。

2.对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。

3.对于规划只装设两台主变压器的变电所，以便负荷发展时，更换变压器的容量。

3.3.2主变压器容量的选择

1.主变压器容量一般按变电所建成后5~10年的规划负荷选择，适当考虑到

远期10~20年的负荷发展。对于城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。

2.根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有重

要负荷的变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计其过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电所，当一台变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的60%~70%，故选两台变压器。

3.同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多。应从全网出发，推行系列化、标准化。

在发电厂或变电站还要根据可靠性、灵活性、经济性等，确定是否需要备用相。

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→ 110KV电力变压器的特点： 1、高抗短路强度，良好的机械性能 2、低损耗、低局放、低噪音 3、不渗漏、免吊身

→ 采用10kV电压供电而不采用0.38KV供电的特点: 1.不需要投资建设工厂总降压变电所，并少占土地面积； 2.工厂内不装设主变压器，可简化接线，便于运行操作； 3.减轻维护工作量，减少管理人员；

4.供电电压较0.38KV高，会减小线路的功率损耗和电能损耗，线路的电压损失也会减小；

5.要求cos?的值高，要增加补偿设备的投资； 6.线路的故障比0.38KV的小，即供电可靠性较好。

→ 因此，选用10KV电压供电，建设厂内总降压变电所是合理的。

3.3.3主变压器连接组别选择

选取型号SZ10-6300/110 ，nT?110?8?1.25%/10.5KV YNd11方式联结 YNd11 接线变压器具有低损耗，高强度的特点，结构简单，制造方便。由于牵引变压器空载运行时间较长，设计过程中合理选取空载损耗和负载损耗比，达到经济运行的目的。

这种变压可靠性高。低压侧与铁芯绝缘为零先要考虑负载的问题，当低压侧被雷击、质量问题等也会出现低压侧与铁芯绝缘为零。

变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只要有丫和△，高、低两侧绕组如何结合要根据具体工作来确定。我国110kV及以上电压，变压器绕组多采用丫连接；35kV亦采用丫连接，其中性点多通过消弧线圈接地。35kV以下电压，变压器绕组多采用△连接。

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型 号 安装位置 额定容量 变 比 空载损耗 负载损耗 空载电流 阻抗电压 S9-2500/35 S11—1000/10 S11—1000/10 S11—500/10 主变电所 2500KVA 35/10 NO1变电所 1000KVA 10/0.4 NO2变电所 1000KVA 10/0.4 NO3变电所 500KVA 10/0.4 △P0=3.2kW △P0=1.16kW △PK=20.7kW △PK=10.3kW I%=1.1 U%=6.5 I%=0.5 U%=4.5 △P0=1.16kW △P0=0.675kW △PK=10.3kW I%=0.5 U%=4.5 △PK=5.1kW I%=0.7 U%=4.5

变压器的选择结果表

3.4各车间变压器台数及容量选择计算书

3.4.1 变压所1 变压器及容量选择

变压所1的供电负荷统计。取同时系数：K?p?0.9、K?Q?0.95

?P?K?P?P?NO1?0.9?1301.77?1171.59kw

?Q?K?Q?Q?NO1?0.95?1004.61?954.38kvar

变压所I得的无功补偿（提高功率因数到0.9以上）。 无功补偿试取：QC?450kvar

补偿后 Q?954.38?450?504.38kvar

cos???P(P?Q22)?1171.59(1171.59?504.38)22?0.92?0.9

SI?P2?Q2?1171.592?504.382?1275.55kvar

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为保证供电的可靠性，选用两台变压器（每台可供电车间总负荷的70%）

I NO1

查《10KV S11系列低损耗节能变压器技术参数》见附录1，选择变压器型号

S?0.7S?0.7?1275.55?892.89kvaS11—1000/10，n T?10/0.4查得出变压器的各项参数：

ΔPk?10.3kW空载损耗： 负载损耗： ΔP0?1.16kWI%?0.5U%?4.5 空载电流： 阻抗电压：

计算每台变压器的功率损耗

S?11SI??1275.55?637.78kva 22S2637.782)?1.16?10.3?()?5.35kw SN1000?P?P0??PK(?Q?I%SNU%SNS2637.782?()?5?45?()?23.3kvar 100100SN1000也可用简化经验公式：

?P?0.015S?0.015?637.78?9.57kw ?Q?0.06S?0.06?637.78?38.27kvar

变电所高压侧计算负荷为：

'PNO.59?2?5.35?1182.29kw1??P?2??P?1171'Q?Q?2??Q?504.38?2?23.3?550.98kvar NO1S'NO1?P'2NO1?Q2'NO1?1182.292?550.982?1304.37kva

补偿后的功率因素：

cos??符合设计要求

'PNO1''(PNO?Q1NO122)?1182.29(1182.29?550.98)22?0.91?0.9

3.4.2 变压所2 变压器及容量选择

变压所2的供电负荷统计。取同时系数：K?p?0.9、K?Q?0.95

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?P?K?P?P?NO1?0.9?1303.51?1173.16kw

?Q?K?Q?Q?NO1?0.95?1014.3?963.59kvar

变压所I得的无功补偿（提高功率因数到0.9以上）。 无功补偿试取：QC?450kvar

补偿后 Q?963.59?450?513.59kvar

cos???P(P?Q22)?1173.16(1173.16?513.59)22?0.92?0.9

SII?P2?Q2?1173.162?513.592?1280.66kvar

为保证供电的可靠性，选用两台变压器（每台可供电车间总负荷的70%）

II NO2

查《10KV S11系列低损耗节能变压器技术参数》见附录1，选择变压器型号

S?0.7S?0.7?1280.66?896.46kvan S11—1000/10，T?10/0.4查得出变压器的各项参数： ΔPk?10.3Kw空载损耗： 负载损耗： ΔP0?1.16KwI%?0.5U%?4.5 空载电流： 阻抗电压：

计算每台变压器的功率损耗

S?11SII??1280.66?640.33kva 22S2640.332)?1.16?10.3?()?5.38kw SN1000?P?P0??PK(?Q?I%SNU%SNS2640.332?()?5?45?()?23.45kvar 100100SN1000也可用简化经验公式：

?P?0.015S?0.015?640.33?9.6kw

?Q?0.06S?0.06?640.33?38.42kvar

变电所高压侧计算负荷为：

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'PNO.16?2?5.38?1183.92kw2??P?2??P?1173'Q?Q?2??Q?513.59?2?23.45?560.49kvar NO2S'NO2?P2'NO2?Q2'NO2?1183.922?560.492?1309.87kva

补偿后的功率因素：

cos??符合设计要求

'PNO2''(PNO?Q2NO222)?1183.92(1183.92?560.49)22?0.904?0.9

3.4.3 变压所3 变压器及容量选择

变压所3的供电负荷统计。取同时系数：K?p?0.9、K?Q?0.95

?P?K?P?P?NO1?0.9?642.75?578.48kw

?Q?K?Q?Q?NO1?0.95?482.07?457.97kvar

变压所I得的无功补偿（提高功率因数到0.9以上）。 无功补偿试取：QC?200kvar

补偿后 Q?457.97?200?257.97kvar

cos???P(P?Q22)?578.48(578.48?257.997)22?0.91?0.9

SIII?P2?Q2?578.482?257.972?633.39kvar

为保证供电的可靠性，选用两台变压器（每台可供电车间总负荷的70%）

III NO3

查《10KV S11系列低损耗节能变压器技术参数》见附录1，选择变压器型号

S?0.7S?0.7?633.39?443.37kvanT?10/0.4查得出变压器的各项参数： S11—500/10，

ΔPk?5.1kwΔP0?0.675kw空载损耗： 负载损耗：

I%?0.7U%?4.5 空载电流： 阻抗电压：

计算每台变压器的功率损耗

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从化和顺化纤厂总降压变电所电气部分设计

S?11SIII??633.39?316.7kva 22S2316.72)?0.675?5.1?()?2.72kw SN500?P?P0??PK(?Q?I%SNU%SNS20.7?5004.5?500316.72?()???()?12.53kvar 100100SN100100500也可用简化经验公式：

?P?0.015S?0.015?316.7?4.75kw

?Q?0.06S?0.06?316.7?19kvar

变电所高压侧计算负荷为：

'PNO.48?2?4.75?587.98kw3??P?2??P?578'Q?Q?2??Q?257.97?2?19?295.97kvar NO3'''22SNO?P?Q?587.98?295.97?658.27kva 3NO3NO322补偿后的功率因素：

cos??符合设计要求

'PNO3''(PNO?Q3NO322)?587.98(587.98?295.97)22?0.9

工厂变电所总负荷：

''''P??PNO.29?1183.92?587.98?2952.19kw 1?PNO2?PNO3?1182''''Q??QNO?Q?Q.98?560.49?295.97?1407.44kvar 1NO2NO3?550''''S??SNO?S?S.37?1309.87?658.27?3272.51kvar 1NO2NO3?13043.4.4 工厂总降压变电所主变压器台数、容量选择及无功补偿

取同时系数：K?p?0.9、K?Q?0.95

'P?K?PP??0.9?2952.19?2656.97kw 'Q?K?QP??0.95?1407.44?1337.07kvar

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从化和顺化纤厂总降压变电所电气部分设计

总降压变10kV侧功率因素：

cos??

P(P?Q22)?2656.97(2656.97?1337.07)22?0.9

变电所主变压器容量的选择

装设两台主变压器的变电所，每台变压器的容量ST应同时满足以下两个条件：

① 任一台单独运行时，ST'?(0.6~0.7)S?

'② 任一台单独运行时，应满足一、二级负荷需要ST?S?(I?II)

.51kva，因为该厂属于二级负荷，所以按条件需求选取两台变由于S??3272压器。

③ S?(0.6~0.7)S'?(0.6~0.7)?3272.51?1963.51~2290.76kvaT?' ST?S?(I?II)

'

查《35KV级电力变压器技术参数》附录2，选取型号S9-2500/35 ，

nT?35?5% /10KV，两台变压器互为暗备用。

Yd11方式联结 变压器技术参数：

ΔPk?20.7kw空载损耗： 负载损耗： ΔP0?3.2kwU%?6.5 I%?1.1空载电流： 阻抗电压：

计算每台变压器的功率损耗

S?ST?3272.51KVA

?P?P0??PK(?Q?S23272.512)?3.2?20.7?()?38.67kw SN2500I%SNU%SNS21.1?25006.5?25003272.512?()???()?305.94kvar 100100SN1001002500

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从化和顺化纤厂总降压变电所电气部分设计

也可用简化经验公式：

?P?0.015S?0.015?3272.51?49.09kw ?Q?0.06S?0.06?3272.51?196.35kvar

3.4.5主变电所所用变选择 一、选择原则：

所用电负荷按0.1%变电所容量计，设置2台所用变相互备用。 二、所用变负荷:

S?3272.51?0.1%?3.27251KVA

三、所用变容量计算：

SS?0.7?3.27251?2.29KVA

查《10KV S11系列低损耗节能变压器技术参数》见附录1，选择变压器型号

nT?10/0.4，两台所变分别接在I段、II段母线上，当一台主S11—30/10，

变有故障时，所用变由另一台供电，查得出变压器的各项参数：

ΔPk?0.6kw空载损耗： 负载损耗： ΔP0?0.09kwI%?1.4? 4.0空载电流： 阻抗电压： U%

第四章 变电所主结线方案的设计

4.1 主接线的设计原则和要求

主接线代表了变电站电气部分主体结构，是电力系统接线的主要组成部分，是变电站电气设计的首要部分。它表明了变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成变电、输配电的任务。它的设计，直接关系着全所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。由于电能生产的特点是发电、变电、输电和用电是在同一时刻完成的，所以主接线设计的好坏，也影响到工农业生产和人民生活。因此，主接线的设计是一个综合性的问题。必须在满足国家

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从化和顺化纤厂总降压变电所电气部分设计

有关技术经济政策的前提下，正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，力争使其技术先进、经济合理、安全可靠。 4.1.1 电气主接线选择的主要原则

1)主接线要与变配电所在系统中的地位作用相适应 2)主接线的选择应考虑电网安全与稳定运行的要求 3)考虑所在变电所性质、负荷的重要性和运行等因素 4)近期接线与远景接线相结合，方便接线的过渡 5)计算单根接地体的冲击接地电阻

电气主接线的基本原则是以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能地节省投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。

接线方式：对于变电站的电气接线，当能满足运行要求时，其高压侧应尽可能采用断路器较少或不用断路器的接线，如线路—变压器组或桥形接线等。若能满足继电保护要求时也可采用线路分支接线。在110-220KV配电装置中,当出线为2回时，一般采用桥形接线；当出线不超过4回时,一般采用分段单母线接线。在枢纽变电站中，当110-220KV出线在4回及以上时，一般采用双母接线。在大容量变电站中，为了限制6-10KV出线上的短路电流，一般可采用下列措施：

a.变压器分列运行；

b.在变压器回路中装置分裂电抗器或电抗器； c.采用低压侧为分裂绕组的变压器。 d.出线上装设电抗器。 4.1.2 设计主接线的基本要求

在设计电气主接线时，应使其满足供电可靠，运行灵活和经济、安全运行等基本要求。

1)可靠性：供电可靠是电力生产和分配的首要要求，电气主接线也必须满足这个要求。在研究主接线时，应全面地看待以下几个问题：

a.可靠性的客观衡量标准是运行实践，估价一个主接线的可靠性时，应充分

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系统等值电抗 从化和顺化纤厂总降压变电所电气部分设计

U2XS?N SK SjSK?Sj3IKUNXS?? SK为某点短路容Ik为该点的三相短量，SK（MVA） IK（KA） 路电流 X?''M UK%U2''N 电动机电抗 XM?100SN

SjKSTSN KST为启动电流倍数

5.4短路电流计算书

将主接线电路图化简，如下：

运行方式 系统最大运行方式 系统最小运行方式 电源110KV母线短路容量 S(3)mas=187MVA S(3)min说明 系统为无限大容量 =107MVA 选择线路导线LGJ-35，可知35KV单位电抗XO?0.38Ω/km ， 选定基准值Sj?100MVA

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从化和顺化纤厂总降压变电所电气部分设计

O?L?Sj线路电抗：

XL??X?0.38?10?100U2372?0.278 P单台主变压器电抗：

XT??UK%?Sj100?6.5?100SN100?2.5?2.6 最大运行方式：

Ij?Sj?1003?Uav373?1.56kA 最大运行系统电抗：

Xmax???SjS?100187?0.535 max总电抗标么值：

X?X11?k1?max?max???2XL??0.535?2?0.278?0.674三相短路电流周期分量有效值： 1.56 I(3)Ijk1?max?X?0.674?2.315kA

?k1?max?最小运行方式：

Ij?Sj3?U?100av373?1.56kA

最小运行系统电抗：

j

Xmin?100???SSmin107?0.935 总电抗标么值：

X?k1?min??Xmin???XL??0.535?0.278?0.813

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从化和顺化纤厂总降压变电所电气部分设计

三相短路电流周期分量有效值： I

最大运行方式：

(3)K1?min?IjX?k1?min?1.56??1.919kA 0.813 Ij?Sj3?Uav?100?1.56kA 373最大运行系统电抗：

Xmax???SjSmax100??0.535 187总电抗标么值：

X?max?

11?Xmax???(XL??XT?)?0.535?(0.278?2.6)?1.97422三相短路电流周期分量有效值： I(3)K?max?IjX?max?1.56??0.79kA 1.974最小运行方式：

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Ij从化和顺化纤厂总降压变电所电气部分设计

?Sj3?Uav100??1.56kA 373最小运行系统电抗：

Xmin???SjSmin100??0.935 107总电抗标么值：

X?min??Xmin???XL??XT??0.535?0.278?2.6?3.813

IjX?min?1.56?0.409kA

3.813三相短路电流周期分量有效值： I

(3)K?min??第六章 电气设备选择

6.1电气设备选择的一般条件

不同类别的电气设备承担的任务和工作条件各不相同，因此它们的具体选择方法也不相同。但是，为了保证工作的可靠性及安全性，在选择它们时的基本要求是相同的，即按正常工作条件选择，按短路条件进行校验。对于断路器、熔断器等，特别要校验其开断短路电流的能力。 6.2电气设备选择的一般原则 1. 按正常工作条件选择 （1）环境条件

户外设备：工作条件恶劣，各方面要求较高，成本也高； 户内设备：不能用于户外；

应考虑防水、防火、防尘、防爆以及海拔等方面的要求。 （2）额定电压UN

UNS——装设地点的电网额定电压；

对限流式熔断器：UN=UNS，否则熔断时产生的过电压将对电网和设备的绝缘造成危害。 （3）额定电流IN

Ial——载流体的长期允许电流； Imax——装设回路的最大持续工作电流；

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从化和顺化纤厂总降压变电所电气部分设计

t?Sal）

对于发电机和变压器：Imax=1.05IN； CIt2t?Qk或（ Smin?I? 若变压器可能过负荷：Imax=1.3~2IN（按过负荷确定）；

对于母联断路器回路：母线上最大一台发电机或变压器的Imax ； 对于母线分段电抗器：母线上最大一台发电机跳闸时，保证该段母线负荷所i?i需的电流， 或最大一台发电机IN的50%～80% ；

对于出线回路：考虑正常负荷电流以及事故时由其他回路转移过来的负荷。 我国目前生产的电气设备使用的额定环境温度为+40℃。

安装地点的环境温度为+40℃~+60℃时，每增高1℃，IN减少1.8%； 当低于+40℃时，每降低1℃，IN增加0.5%，但总增加值不超过1.2 IN。 2. 按短路状态进行校验

esshies?ishIes?IshIes?Ish

热稳定校验

It、t——导体或电气设备允许通过的热稳定电流和持续时间； Qk ——短路电流的热效应； C——热稳定系数，可查表得到；

Smin、Sal——导体允许最小热稳定截面和选择标准截面。 动稳定校验

ish、Ish——短路冲击电流幅值及其有效值；

ies、Ies——导体或电气设备允许的动稳定电流幅值及其有效值。 可不校验动稳或热稳的情况

（1）用熔断器保护的电气设备，其热稳定由熔体的熔断时间保证，故可不校验热稳定；

（2）采用限流熔断器保护的设备可不校验动稳定；

（3）装设在电压互感器回路中的裸导体和电气设备可不校验动、热稳定。 6.3短路电流计算条件 （1）容量和接线

容量：适当考虑电力系统运行发展规划建成后5～10年的工程设计最终容量；

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