大学毕业设计：松山化纤厂降压变电所设计.doc

本科生毕业设计（论文）摘 要变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。本次毕业设计以35kV变电站为设计对象，设计的主要内容包括负荷计算、变压器的选择、电气主接线设计、短路计算、电气设备的选择、变压器及输电线路继电保护设计。首先，根据变电站的负荷资料对变电站进行负荷计算。根据负荷计算结果来确定变压器的容量和台数，选用2台型号为SFSZ96300/35的主变压器。这两台变压器同时运行，互为备用。而后根据电气主接线的设计原则，选择出最稳定可靠的接线方式，即110kV、 35kV和10kV侧都采用单母线分段接线。接下来确定3个短路点，通过等效化简及标幺值计算的方法，对各短路点分别进行短路电流计算。根据计算结果进行电气设备的选择，包括断路器、隔离开关、母线、电流和电压互感器等。为了保证变电站的安全运行，进行变压器和输电线路的继电保护设计。作为电能传输与控制的枢纽，本次变电站设计改变了传统的设计和控制模式，能更好地适应现代电力系统、现代化工业生产和社会生活的发展趋势。关键词：变电站；电气主接线；短路计算；电气设备 Abstract Power substation is an important component of the system, it has a direct impact on the entire electricity system for the security and economic operation of power plants and users to link the intermediate links, transformation and distribution of electric energy to play the role. This graduation project take the 35kV substation as the design object, the design consists of load calculation, the choice of transformers, main electrical connection design, short circuit calculation, the choice of electrical equipment, transformer and transmission line relay protection design. Firstly, according to the basis of known information of the substation load to make load calculation. Under the result of load calculation to determine the capacity and the number of the transformer. Then selected two transformers and their models is SFSZ9-6300 /35. The two transformers to run, mutual backup. And then according the principles of the main electrical connection design to select the most stable and reliable connection, that a single sub-bus connection at 35kV ,10kV and 10kV side. Determine three short-circuit points, Simplification and by the equivalent per unit value calculation ,then calculated short-circuit current of respective short point. According the calculation results to choose the electrical equipments, including circuit breakers, disconnect switches, bus bar,current and potential transformers. In order to ensure the safe operation of substation. It did the relay protection for transformer and transmission line design.As an important part of powers tramsport and control,this transformer substation design have changed the mode of the traditional design and control,then can adapt to the modern electric power system,the development of modern industry and the trend of the society life better. Key words: Transformer substation；Main electrical connection；Short-circuit calculation；Electrical equipment；目 录第1章 绪论1第2章 负荷计算22.1 原始资料分析22.2 负荷分级及供电要求32.3 计算厂总降压变负荷42.4 设备容量的确定92.5 设备的功率因数102.6 动力支路负荷计算122.7 各车间的负荷计算13第3章 主变压器选择173.1 主变压器台数的确定原则173.2 变压器容量的确定原则183.3 主变压器台数的选择183.4 主变压器容量的选择193.5 主变压器型式的选择19第4章 主接线设计204.1 主接线的设计原则和要求204.2 主接线的设计步骤224.3 基本接线型式234.4 主接线初步设计方案26第5章 短路电流计算275.1 短路的种类及产生短路的原因275.2 短路计算28第6章 电气设备选择336.1 电气设备选择的一般条件336.2 各种电气设备的选择356.3 本变电所高低压电气设备的选择39第7章 配电装置417.1 配电装置的基本要求417.2 配电装置的设计原则417.3 配电装置的选用42第8章 继电保护配置448.1 继电保护的任务448.2 继电保护装置448.3 主变压器保护448.4 35kV进线线路保护458.5 10kV线路保护45第9章 防雷保护计算469.1 过电压及其分类469.2 大气过电压的基本形式及其危害469.3 防雷保护计算47第10章 结 论49参考文献50致 谢51附录I52附录II 59IV第1章 绪论随着时代的进步，电力系统与人类的关系越来越密切，人们的生产，生活都离不开电的应用，如何控制电能，使它更好的为人们服务，就需要对电力进行控制，避免电能的损耗和浪费，需要对变电站的电能进行降压，从而满足人们对电的需求，控制电能的损耗。提高电能的应用效率。变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。依据远期负荷发展，决定在松山化纤厂兴建110/35/10变电站。变电站是电力系统中的重要组成部分，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换电压、汇集和分配电能的作用，直接影响整个整个电力系统的安全和经济运行。因此变电站安全可靠运行与国民经济的发展密切相关。随着电力系统装机容量和供电地域的不断扩大，同时电能的质量、供电可靠性、运行经济性的要求也越来越高。为了达到优质、安全、可靠、经济的运行要求，必须建立经济合理的变电站设计。根据变电站的任务的不同，可将变电站分为升压变电站和降压变电站两大类，升压变电站的主要任务是将低电压变换为高电压，一般建设在发电厂；降压变电站的主要任务是将高电压变换到一个合理的电压等级，一般建设在靠近负荷中心的额地点。根据电力系统中的地位和作用不同，降压变电所又分为枢纽变电站、地区变电站和工业企业变电站等。从我国电网实际运行的情况出发，根据现有电网的特点，结合地区电力负荷的发展，城市发展态势及负荷预测的分析对我国一些地区电网电压等级选择进行技术经济分析，有110KV和35KV电网的共同发展,现阶段降压变电站及其电网主要用在负荷密度较高的地区。就电网建设，造价分析，运行情况等方面进行，有针对性地研究了其负荷特性，高峰时期的避峰措施，注意到中高压配电网络的电压等级，网络规划的优化，与周边电网的协调配合等问题，从我国现状及发展趋势出发，对选择电网结构及配电电压进行了经济技术比较及可行性分析，提高城乡电压等级是必然趋势。第2章 负荷计算2.1 原始资料分析一、工厂负荷数据：工厂多数车间为2班制，年最大负荷利用小时数4600小时。工厂负荷统计资料见表2.1(本表数据为设计方案分配表第九组数据）。设计需要考虑工厂5年发展规划负荷（工厂负荷年增长率按2%）。表2.1 某化纤厂负荷情况表某化纤厂负荷情况表序号车间设备名称安装容量 1 纺练车间纺丝机200筒绞机30烘干机85脱水机12通风机180淋洗机6变频机840传送机402原液车间照明10403酸站照明2604锅炉房照明3205排毒车间照明1606其他车间照明240二、供电电源请况：按与供电局协议，本人可由16公里处的城北变电所，变压器供电，供电电压可任选。另外，与本厂相距5公里处的其他工厂可以引入电缆做备用电源，但容量只能满足本厂负荷的20%（重要负荷），平时不准投入，只在本厂主要电源故障或检修时投入。三、电源的短路容量（城北变电所）：母线的出线断路器断流容量为；母线的出线断路器断流容量为。四、电费制度：按两部制电费计算。变压安装容量每为15元/月，动力电费为0.3元/,照明电费为0.155元/。五、气象资料：本厂地区最高温度为38度，最热月平均最高气温为30度。六、地质水文资料：本厂地区海拔，底层以杀粘土为主，地下水位为。2.2 负荷分级及供电要求 一、负荷分级电力负荷应根据供电可靠性及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响的程度，分为一级负荷、二级负荷及三级负荷。1.一级负荷a.中断供电将造成人身伤亡者。b.中断供电将造成重大政治影响者。c.中断供电将造成重大经济损失者。d.中断供电将造成公共场所秩序严重混乱者。2.二级负荷a.中断供电将造成较大政治经济损失的负荷。所谓较大损失指主要设备损坏，大量产品报废，连续生产过程被打乱需要较长时间才能恢复，重点企业大量减产等。b. 中断供电将影响重要用电单位正常工作的负荷。如交通枢纽，通信枢纽用点单位中的重要电力负荷。c.中断供电造成大型影剧院，商场等较多人员集中的公共场所秩序混乱的负荷。如商业住宅建筑属于二级负荷。3.三级负荷不属于一级，二级负荷的均属于三级负荷。对一些非连续生产的中小企业，停业仅影响产量或导致少量产品报废的用电设备，以及一般民用建筑的用电负荷等均属于三级负荷。二、各级负荷对电源的要求1.一级负荷一级负荷应有两个回路（或两个回路以上）的独立电源供电。两路电源应来自不同电源点或同一变电站的不同变压器供电的不同母线段。当其中一个电源发生故障时，另一路电源不受影响，且能承担全部负载。负荷容量较大或有高雅用电设备应采用两路高压电源。如一级容量不大，可从电力系统或邻近单位取得第二低压电源。一级负荷中特别重要的负荷，除上述两路电源外，还必须增设应急电源。为确保对特别重要负荷的.供电，严禁将其他负荷介入应急供电系统。根据允许中断供电的时间可分别选择下列应急电源：a.蓄电池静止型不间断供电装置，蓄电池及写出能带年级型不间断供电装置或柴油机电磁储能电机型不间断供电装置。适用于允许中断供电时间为毫秒级的负荷。b.带有自动投入装置的独立于正常电源的专用馈电线路。适用于自动装置的动作时间能满足允许中断供电 以上的供电系统。2.二级负荷a.二级负荷应有两个电源供电，供电变压器也应由两台（两台变压器不一定在同一变电所）。做到当发生贷能力变压器故障或电力线路常见故障时不致中断供电或中断后能迅速恢复。b.在负荷较小或地区供电条件困难时，可有一路 及以上专用架空线路供电；当采用电缆线路时，采用两根电缆组成的电缆段供电，每根电缆应能承受百分之百的二级负荷；为了解决线路和变配电设备的检修以及突然停电后，设备能安全停产的问题，可采用小容量的柴油发电站，其容量可有实际需要确定。3.三级负荷三级负荷对供电电源的要求。对松散级负荷供电无特殊要求。2.3 计算厂总降压变负荷一、计算负荷概念供电系统要能够在正常条件下可靠运行，则其中各个元件（包括电力变压器、开关设备及导线、电缆等）都必须选择得当，除了应满足工作电压和频率的要求外，最重要的就是要满足负荷电流的要求。因此有必要对供电系统中各个环节的电力负荷进行统计计算。通过负荷的统计计算求出的，来选择供电系统中设备。二、用电负荷所谓电负荷是指用电客户的用电设备在某一时刻实际取用的功率总和。从电力系统来讲，则是指为了满足用户用电所需具备的发电出力。用电负荷是一个不断变动的量，对一个地区而言，负荷变化的特性主要取决于用电行业结构、地域、季节变化、经济发展和生活水平。用电负荷在时间上的不均衡性使得某一时段用电较多，某一时段用电较少，这就形成了用电高峰负荷与低谷负荷。由于用户的用电性质不同，各类用户最大负荷出现的时间也不相同。当用电负荷增加时，电力系统的出力也随之增加；当用电负荷减少时，电力系统的出力也须相应减少。如果各类用户的用电最大负荷出现的时间过分集中，电力系统就得有足够的出力来满足用户需要，否则电力系统的出力和负荷就不能平衡，出现供小于求的状况造成拉闸限电。当用电高峰时段一过，电力供大于求，造成发电设备的压机运行或停机。电网的大峰谷差运行方式会带来危害，一方面浪费了大量的电力投资，增加了发、供电成本，另一方面发电机组的频繁启停或压负荷运行造成能源和电力资源的浪费，并对电网的安全稳定运行带来威胁。因此实施电力需求侧管理，合理调整负荷，优化用电方式，避峰、错峰用电，移峰填谷是一项成本低、收效快的有效措施。三、计算负荷目的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。如计算负荷确定过大，将使电器和导线选得过大，造成投资和有色金属的消耗浪费，如计算负荷确定过小又将使电器和导线电缆处子过早老化甚至烧毁，造成重大损失，由此可见正确确定计算负荷重要性。四、计算负荷定义所谓计算负荷，是指与实际用电负荷较接近的假想负荷，按计算负荷选择的电气设备既能满足生产和生活、工作需要又不会使设备选得过大造成浪费和运行不经济。它也是指一组用电负载实际运行时，在线路中形成的或负载自身消耗的最大平均功率。如果某一不变的假想负荷在线路中产生的最大热效应（使导线产生的平均最高温升）相等，则把这一不变的假想负荷叫做该组实际负载的计算负荷。所谓负荷计算，是指对某一线路中的实际用电负荷的运行规律进行分析，从而求出该线路的计算负荷的过程。负荷计算与计算负荷，是两个不同的概念，不可混淆。在现行的设计规范中，负荷计算的内容不仅包括确定计算负荷，还包括确定尖峰电流和确定一极、二级负荷的容量已及季节性负荷的容量。五、计算负荷方法目前负荷计算常用需要系数法、二项式法、和利用系数法,前二种方法在国内设计单位的使用最为普遍。此外还有一些尚未推广的方法如单位产品耗电法、单位面积功率法、变值系数法和ABC法等. 常采用需用系数法计算用电设备组的负荷时，应将性质相同的用电设备划作一组，并根据该组用电设备的类别，查出相应的需用系数，然后按照表一给出的公式求出该组用电设备的计算负荷。此设计采用的是需用系数法来对电力负荷计算的。因为，需用系数是用设备功率乘以需用系数和同时系数，直接求出计算负荷。这种方法简便，应用广泛，尤其适用于配、变电所的负荷计算。采用利用系数法求出最大负荷的平均负荷，再考虑设备台数和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数得出计算负荷，计算过程十分繁琐。而单位面积功率法和单位指标法主要多用于民用建筑；单位产品耗电量法主要适用于某些工业。需要系数法，是把用电设备的总设备容量乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷的一种简便方法。需要系数法主要用于工程初步设计及施工图设计阶段，对变电所母线、干线进行负荷计算。当用电设备台数较多，各种设备容量相差不悬殊时，其供电线路的负荷计算也采用需要技术法。需要技术时一个综合性系数，它是指用电设备组投入运行时，从供电网络实际取用的功率与用电设备组的设备功率之比。需要系数与用电设备组的运行规律、负荷率、运行效率、线路的供电效率等因数有关，工程上很难准确确定，只能靠测量确定。一般工业与民用建筑中的用电负荷主要有单位负荷（如照明负荷）以及三相负荷（如动力负荷），其供电系统一般分为照明支路及动力支路进行供电。照明支路主要供照明灯具、一般单相插座以及其他额定电压为的电气设备。器特点为用电负荷的额定电压均为单相求分布在A、B、C三相。这类负荷也叫做相负荷。动力支路主要供电梯、水泵、服务行业的厨房饮食设备、电热开水器、工业生产中的各种加工设备以及其他额定电压为的三相用电器等用电。器特点为用电负荷的额定电压均为且都是三相对称负荷在工业生产中还有一些额定电压为的单项负荷，接在两条相线之间，我们称之为间负荷，线间负荷可用照明支路供电，也可用动力支路供电。需要系数法确定计算负荷如表2.2的通用公式：表2.2 公式表名称公式备注用电设备组的容量设备的额定容量设备组的同时系数设备组的负荷系数设备组的平均效率配电线路的平均效率对应用电设备组的正切值用电设备组的平均功率因数用电设备组的额定电压以上参数由用电设备组计算负荷直接相加来计算时取。用电设备组有功计算负荷需要系数 无功计算负荷视在计算负荷计算电流有功负荷的同时系数无功负荷的同时系数总的有功计算负荷总的无功计算负荷总的视在计算负荷六、负荷系数所谓负荷系数是指实际计算负荷容量与额定负荷容量的比值，应用负荷系数是为了更真实地统计实际的直流负荷。机械工业需要系数见表2.3。表2.3 机械工业需要系数表用电设备组名称小批生产金属冷加工机床0.51.73大批生产金属冷加工机床0.51.73小批生产金属热加工机床大批生产金属热加工机床0.270.651.17生产用通风机卫生用通风机0.80.75泵、空气压缩机0.80.75连续运输机械0.750.88带联锁的运输机械0.650.750.88=25%的吊车及电动葫芦0.51.73铸铁及铸钢车间起重机0.51.73轧钢及锐锭车间起重机0.51.73锅炉房、修理、装配车间起重机0.51.73加热器、干燥箱0.8高频感应电炉0.651.17低频感应电炉0.80.352.67电阻炉0.650.80.75电炉变压器0.350.352.67自动弧焊变压器0.50.51.73点焊机、缝焊机0.61.33对焊机、铆钉加热器0.350.71.02单头焊接变压器0.350.352.67多头焊接变压器0.40. 51.73点焊机0.51.73高频电阻炉0.71.02自动装料电阻炉0.980.2非自动装料电阻炉0.980.22.4 设备容量的确定由于各用电设备的额定工作制不同，在确定计算负荷时，不可以将其额定功率直接相加，应将额定功率换算为统一的设备功率。一、对于一般长期连续运行工作制和短时工作制的用电设备，包括一般电动机组和电热设备等，其铭牌上的额定功率（额定容量）就等于设备功率。 (2-1)式中设备功率，；用电设备铭牌上的额定功率，。二、对于断续或反复短时工作的用电设备，如吊车用电动机，电焊用变压器等，它们的设备功率时将其铭牌上标称下某一分与合持续率时的额定功率统一换算到一个新规定负荷持续率下的额定功率。负荷持续率优势也称负载持续率或赞载率，是用电设备在一个工作周期内工作时间和工作周期的百分比值，用表示： (2-2)式中 工作周期；工作周期内的工作时间；工作周期内的停歇时间。三、对于电焊机及各类电焊装置的设备功率，是指将额定功率换算到负荷持续率为时的有功功率。当不等时，用下式换算： (2-3)式中 换算到时的设备功率，；换算前铭牌上的负荷持续率，应和、相对应（计算中用小数值）；、分别为换算前与对应的铭牌上的额定有功功率、额定视在功率，额定功率因数；其值为的负荷持续率（计算用）。四、对于断续或短时工作制电动机的设备功率，是指将额定功率换算到负载持续率为时的有功功率。当不等于时，用如下公式换算： (2-4)式中 换算到时的设备功率，；、分别为对应换算前电动机铭牌标称的额定功率，；额定负荷持续率（计算时用小数值）；换算到时的负荷持续率（计算时用小数值）。五、整流器的设备功率是指额定的输入功率。六、电热设备的设备功率是指电能的输入功率。七、成组用电设备的设备功率，不包括备用设备的设备功率。八、当消防用电的计算有功功率大于或在时可能同时切断的一般电力及照明负荷的计算有功功率时，应按未切断的一般电力、照明负荷加上消防负荷计算低压总负荷的设备功率。否则计算低压总负荷时，不应考虑消防负荷。九、单台电动机设备功率指用电网供应的电功率。2.5 设备的功率因数建筑供电系统中的变配电设备及建筑物内的用电设备，如电力变压器、电抗器、电动机、日光灯、电焊机、高频炉等大部分都为电感性负载，其功率因数较低，工作时需要较大的无功功率，在线路中生产较大的无功电流，不利于供电系统的高效率运行，因此，在设计建筑供电系统时，要根据实际情况进行合理的无功补偿，提高供电系统的功率因数。按照我国供电部门的规定，高压供电的用户必须保证功率因数在以上，低压供电的用户必须在以上。为了使用户注意提高功率因数，供电部门还对大宗用电单位实行按户月平均功率因数调整电费的办法。调整功率因数标准一般为，大于时给以奖励，低于时便要增收电费甚至罚款，功率因数很低时供电部门要停止供电。一、提高功率因数的意义1.提高功率因数，可以降低线路上的损耗，提高输出功率。在建筑供电系统中，供电线路，其电阻不可忽略。2.提高功率因数，可以减少线路上电压降，提高末端电压，有利于用电提高供电可靠性。可减少对供配电设施的投资，增加供配电系统的功率储备，使用户获得直接的经济利益。在同样的有功功率下，功率因数提高，负荷电流就减少，而向符合传输功率所经过的变压器、开关、导线等供配电设备都增加了功率储备，从而满足了负荷增长的需要，亦即可以增大原有设备的供电能力。对尚处于设计阶段的新建筑来说，提高功率因数则能降低配电设备的设备容量，从而减少投资费用。3.充分发挥电源设备潜力。二、提高功率因数方法1.通过适当措施提高自然功率因数。据统计，在建筑供电系统的总无功功率中，电动机和变压器约占左右，其余则消耗在输电线路及其他感应设备中，因此，提高自然功率因数可以通过合理选择感应电动机的容量、使用中减少感应电动机的空载运行、条件许可时尽量使用同步电动机、以最佳负荷率选择变压器等方法达到目的。2.并联同步调相机。同步调相机是一种专用于补偿无功功率的同步电动机，通过调节同步调相机的励磁电流可补偿供电系统的无功功率，从而提高系统的功率因数。同步调相机输出无功功率为无极调节方式，调节的范围较大，并且在端电压下降以内时，无功输出基本不变，当端电压下降以上时，可强行励磁增加无功输出。但是，同步调相机补偿单位无功功率造价高。每输出的无功功率要损耗的有功功率，基建安装要求高、不易扩建、运行维护复杂，所以一般用于电力系统中的枢纽变电站及地区降压变电站。3.并联适当的静电电容器。我们知道，电感性负载并联适当的电容器可以提高功率因数，所以在建筑供电系统中，同样可以并联适当的静电电容器以提高系统的功率因数。并联电容安装简单、容易扩建、运行维护方便，补偿单位无功功率的造价低、有功损耗小（小于），因此广泛用于工厂企业及民用建筑供电系统中。无功补偿使用专用的电力电容器，其规格品种很多，按安装方式分为户内式和户外式，按相数分为单相和三相，按额定电压分为高压和低压电容器等等。a.电容器的选择电容器无功容量的计算 (2-5)b.电容器（柜）台数的确定需电容器台数： (2-6)每相所需电容器台数：取其相等或稍大的偶数，因为变电所采用单母线分段式结线。c.电容器的补偿方式和联接方式1）电容器的补偿方式单独就地补偿方式：接线、优缺点、适用对象。分散补偿方式：接线、优缺点、适用对象。集中补偿方式：接线、优缺点、适用对象： 大中型煤矿主要补偿方式，如：平煤各矿2）电容器的联接方式三角形接法：优缺点星形接法：优缺点或Y（双Y） 优选，因为容量为Y的1/3且电压低，放电1分钟，残压以下。以上的电容器应采用电压互感器放电。电容器放电回路中不得装设熔断器或开关，以免放电回路断开，危及人身安全。2.6 动力支路负荷计算 在采用需要系数法进行动力支路负荷计算时，应将计算范围内的用电设备分组，分别进行各个组内的负荷计算并将计算结果相加得到总的计算负荷，然后根据用电设备的台数和容量的大小以及用电设备的性质乘以一个同时系数，得到计算结果。每个组内的负荷计算可以采用通用计算公式进行，动力支路的负荷计算采用下式进行： (2-7) (2-8) (2-9) (2-10)式中 支路上有功计算负荷，；支路上无功计算负荷，；支路上视在计算负荷，；、分别为支路上有功同时系数，无功同时系数；支路上计算电流；支路的额定电压。2.7 各车间的负荷计算一、各车间计算负荷和无功补偿（需要系数法）1.纺练车间单台机械负荷计算a.纺丝机已知：，。故：b.筒丝机已知：，。故：c.烘干机已知：，。故：d.脱水机已知：，。故：e.通风机已知：，。故：f.淋洗机已知：，。故：g.变频机已知：，。故：h.传送机已知：，。故：纺练车间单台机械负荷统计见表2.4。表2.4 纺练车间负荷统计列表序号车间设备名称安装容 计算负荷 1纺丝机2000.80.78160124.82筒绞机300.750.7522.518.883烘干机850.751.0263.7565.034脱水机120.60.810.88.45通风机1800.70.7512694.56淋洗机60.750.784.53.577变频机8400.80.7672470.48传送机400.80.73222.4 9小计13931091.55870.182.车间计算负荷统计(计及同时系数）取同时系数：，3.其余各车间负荷计算a.原液车间已知：，。故：b.酸站照明已知：，。故：c.锅炉房照明已知：，。故：d.排毒车间已知：，。故：e.其他车间已知：，。故：4.全厂计算负荷计算各车间计算负荷统计见表2.5。表2.5 各车间计算负荷统计列表序号车间设备名称安装容量 1纺练车间1393982.4826.671283.942原液车间照明10407805469523酸站照明260169118.3206.34锅炉房照明3202401803005排毒车间照明16011267.2130.66其他车间照明240168126210计算全厂的计算负荷时，总的计算负荷要小于每个用电负荷加起来的和，我们在通常情况下取的全部用电负荷之和的。因为在一定的情况下是不可能发生所有的用电设备同时工作的情况,，如果按照全部用电设备的用电负荷之和来计算全厂计算负荷的话，势必会造成,经济不运行和浪费等,情况,也就是我们常说的大马拉小车。取全部用电负荷之和的，这样在一定程度上就避免了大马拉小车情况的发生,提高了运行效率,符合了经济生产、生活的需要。因此，本次课程设计中的全厂计算负荷就为各个设备计算负荷之和的95%即：全厂计算负荷=(纺练车间计算负荷+原液车间计算负荷+酸站照明计算负荷+锅炉房照明计算负荷+ 排度车间计算负荷+其他车间计算负荷)考虑5年的发展，年增长率按2%计算，全厂计算负荷第3章 主变压器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。本章是对变电站主变压器的选择。3.1 主变压器台数的确定原则一、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 12 级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。二、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。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。三、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。四、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：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为宜，以提高运行率。3.3 主变压器台数的选择对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。3.4 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年的规划负荷选择，适当考虑到远期年的负荷发展。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。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。根据负荷计算结果选择两台容量为6.3MVA的变压器。3.5 主变压器型式的选择经过查询35kV电压等级三绕组有载调压三相油浸式变压器技术参数的资料，确定主压器的具体型号。变压器型号:SFSZ9-6300/35S(第一个)-三相F-油浸式S(第二个)-三绕组Z-有载调压9-设计序号6300-额定容量(kVA)35-高压额定电压(kV)短路阻抗百分数: 高中10.5,高低1718,中低6.5。接线组别: YN,yn0,d11。调压范围：各绕组容量比： 6300/6300/6300第4章 主接线设计4.1 主接线的设计原则和要求一、电气主接线的设计原则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。1.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 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 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 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。2.主变压器选择a.主变压器台数：为保证供电可靠性，变电站一般装设两台主变压器。当只有个电源或变电站可由低压侧电网取得备用电源给重要负荷供电时，可装设一台。对于大型枢纽变电站，根据工程具体情况，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变压器。b.主变压器容量：主变压器容量应根据 年的发展规划进行选择，并应考虑变压器正常运行和事故时的过负荷能力。对装设两台变压器的变电站，每台变压器额定容量一般按下式选择 （4-1） 为变电站最大负荷。这样，当一台变压器停用时，可保证对60%负荷的供电，考虑变压器的事故过负荷能力40%，则可保证对84%负荷的供电。由于一般电网变电站大约有的非重要负荷，因此，采用 ，对变电站保证重要负荷来说多数是可行的。对于一、二级负荷比重大的变电站，应能在一台停用时，仍能保证对一、二级负荷的供电。d.主变压器的型式：一般情况下采用三相式变压器。具有三种电压的变电站，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到 以上时，可采用三绕组变压器。其中，当主网电压为，而中压网络为 时，由于中性点具有不同的接地形式，应采用普通的三绕组变压器；当主网电压为 及以上，中压为 及以上时，多采用自耦变压器，以得到较大的经济效益。e.断路器的设置根据电气接线方式，每回线路均应设有相应数量的断路器，用以完成切、合电路任务。f.为正确选择接线和设备，必须进行逐年各级电压最大最小有功和无功电力负荷的平衡。当缺乏足够的资料时，可采用下列数据：最小负荷为最大负荷的，如主要是农业负荷时则宜取；负荷同时率取，当馈线在三回以下且其中有特大负荷时，可取0.951；功率因数一般取0.8；线损平均取5%。二、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，运行灵活和经济等项基本要求。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，应充分考虑长期积累的运行经验。我国现行设计技术规程中的各项规定，就是对运行实践经验的总结。设计时应予遵循。b.主接线的可靠性，是由其各组成元件（包括一次设备和二次设备）的可靠性的综合。因此主接线设计，要同时考虑一次设备和二次设备的故障率及其对供电的影响。c.可靠性并不是绝对的，同样的主接线对某所是可靠的，而对另一些所则可能还不够可靠。因此，评价可靠性时，不能脱离变电站在系统中的地位和作用。2.通常定性分析和衡量主接线可靠性时，均从以下几方面考虑：a.断路器检修时，能否不影响供电。b.线路、断路器或母线故障时，以及母线检修时，停运出线回路数的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。3.变电站全部停运的可能性。a.灵活性：主接线的灵活性要求有以下几方面。调度灵活，操作简便：应能灵活的投入（或切除）某些变压器或线路，调配电源和负荷，能满足系统在事故、检修及特殊运行方式下的调度要求。检修安全：应能方便的停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不影响电力网的正常运行及对用户的供电。扩建方便：应能容易的从初期过渡到最终接线，使在扩建过渡时，在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新装变压器或线路而不互相干扰，且一次和二次设备等所需的改造最少。b.经济性：在满足技术要求的前提下，做到经济合理。投资省：主接线应简单清晰，以节约断路器、隔离开关等一次设备投资；要使控制、保护方式不过于复杂，以利于运行并节约二次设备和电缆投资；要适当限制短路电流，以选择价格合理的电器设备；在终端或分支变电站中，应推广采用直降式（）变压器，以质量可靠的简易电器代替高压断路器。占地面积小：电气主接线设计要为配电装置的布置创造条件，以便节约用地和节省构架、导线、绝缘子及安装费用。在运输条件许可的地方，都应采用三相变压器。电能损耗少：在变电站中，正常运行时，电能损耗主要来自变压器。应经济合理的选择主变压器的型式、容量和台数，尽量避免两次变压而增加电能损耗。4.2 主接线的设计步骤电气主接线的具体设计步骤如下：1.分析原始资料a.本工程情况 变电站类型，设计规划容量（近期，远景），主变台数及容量等。b.电力系统情况 电力系统近期及远景发展规划（年），变电站在电力系统中的位置和作用，本期工程和远景与电力系统连接方式以及各级电压中性点接地方式等。c.负荷情况 负荷的性质及其地理位置、输电电压等级、出线回路数及输送容量等。d.环境条件 当地的气温、湿度、覆冰、污秽、风向、水文、地质、海拔高度等因素，对主接线中电器的选择和配电装置的实施均有影响。e.设备制造情况 为使所设计的主接线具有可行性，必须对各主要电器的性能、制造能力和供货情况、价格等资料汇集并分析比较，保证设计的先进性、经济性和可行性。2.拟定主接线方案根据设计任务书的要求，在原始资料分析的基础上，可拟定出若干个主接线方案。因为对出线回路数、电压等级、变压器台数、容量以及母线结构等考虑不同，会出现多种接线方案。应依据对主接线的基本要求，结合最新技术，确定最优的技术合理、经济可行的主接线方案。3.短路电流计算对拟定的主接线，为了选择合理