四川虹欧显示器件有限公司变配电所毕业设计

四川虹欧显示器件有限公司变配电所设计摘要变电所是电力配送的重要环节，也是电网建设的关键环节。变电所设计质量的好坏，直接关系到电力系统的安全、稳定和经济运行，为满足城镇负荷日益增长的需要，提高对用户供电的可靠性和电能质量。本论文主要是针对某企业变电站的设计，概述了变电站设计的基本过程和方法。首先分析了供电系统；其次介绍了供配电所的主接线设计和主接线的选择，根据该厂的原始资料进行负荷计算和主变压器及其容量的选择，确定主变压器容量和型号；接着对变电站做了短路电流计算和电器设备的选择，短路电流是为后面设备的选型提供了依据并根据短路电流可以进行设备的整定和校验；接着对配电所二次回路进行设计和主变压器保护设计和变电站的防雷保护等。关键词变压器；负荷计算；短路电流计算；继电保护；防雷设计ABSTRACTSUBSTATIONISANIMPORTANTPARTOFTHEPOWERDISTRIBUTIONISTHEKEYLINKINGRIDCONSTRUCTIONSUBSTATIONDESIGNQUALITYISGOODORBAD,ISDIRECTLYRELATEDTOPOWERSYSTEMSECURITY,STABILITYANDECONOMICOPERATION,TOMEETTHEGROWINGNEEDSOFURBANCAPACITY,IMPROVERELIABILITYOFSUPPLYTOCONSUMERSANDPOWERQUALITYTHISSTUDYFOCUSESONTHEDESIGNOFANENTERPRISESUBSTATION,ANOVERVIEWOFTHEBASICPROCESSOFSUBSTATIONDESIGNANDMETHODSFIRSTANALYSISOFTHEPOWERSUPPLYSYSTEMTHENINTRODUCESTHEMAINPOWERSUPPLYWIRINGDESIGNANDTHECHOICEOFTHEMAINTERMINAL,ACCORDINGTOTHEPLANTLOADTHERAWDATAANDTHECHOICEOFMAINTRANSFORMERANDITSCAPACITYTOIDENTIFYANDMODELTHEMAINTRANSFORMERCAPACITYTHENMADEONTHESUBSTATIONELECTRICALEQUIPMENTSHORTCIRCUITCURRENTCALCULATIONANDTHECHOICEOFSHORTCIRCUITCURRENTISBEHINDTHESELECTIONOFEQUIPMENTTOPROVIDEABASISFORSHORTCIRCUITCURRENTCANBECONDUCTEDINACCORDANCEWITHTUNINGANDCALIBRATIONOFEQUIPMENTFOLLOWEDBYTHESECONDARYCIRCUITOFTHEPOWERDISTRIBUTIONDESIGNANDTHEMAINTRANSFORMERSUBSTATIONLIGHTNINGPROTECTIONDESIGNANDPROTECTIONKEYWORDTRANSFORMERS，LOADCALCULATION，SHORTCIRCUITCURRENTCALCULATIONS，RELAYPROTECTION，LIGHTNINGPROTECTIONDESIGN目录前言1第一章概论211原始资料2111设计要求2112设计依据3113该工厂负荷统计资料4114供电电源请况5115气象资料6116地质水文资料6第二章计算负荷及功率补偿721负荷统计计算722无功补偿1923无功补偿电容器的选择21第三章主接线方案的选择及确定2231总降变电所主变压器的选择2232主接线设计22321车间变电所设计方案的确定22322车间变电所主接线设计26323总降变电所主接线设计27324总降变电所主接线方案的比较选择30第四章短路计算3241本次设计采用欧姆法进行短路计算32411高压电网短路计算32412低压电网的短路计算37413短路计算结果表39第五章一次设备选择4151高压设备的选择及校验41511架空线的选择及其校验41512高压断路器的选择及校验41513高压隔离开关的选择及校验42514高压熔断器的选择及校验44515电缆的选择及校验44516母线的选择及校验45517高压开关柜的选择45518互感器的选择及校验4652低压一次设备的选择47521低压熔断器47522熔断器式刀开关48523低压断路器48524低压配电屏48第六章二次回路4961总降变配电所二次回路设计49611变压器的保护配置49612架空线及母线的保护配置5162车间变配电所二次回路设计52621站用电源及操作电源52622变电所的电能计量回路、测量和绝缘监察回路、断路器控制与信号回路52623自动装置5463车间变配电所变压器保护55631瓦斯保护56632变压器保护的计算57第七章防雷和接地设计6271防雷设计原则6272防雷保护设计62721总降变电站防雷设计62722总降变电站接地设计6573避雷针保护范围计算66第八章变电所所址及布置型式的选择6881变电所所址的选择6882变配电所的布置68总结70致谢71参考文献72附录73前言220KV变电站为高压变电站，一般用着区域变电站。10KV变电所属于中压变电站，它延伸至用电负荷中心，直接面对企业和居民等广大用户的供电需要，起着承上启下确保用户用电的作用。10KV变电所所处地位十分重要，是能否保证系统安全经济可靠地运行的一个重要条件。该次设计是根据群文220KV变电站现有的工作系统和四川虹欧显示器件有限公司用电情况而进行设计的。本设计一共分为八章，按照供电设计程序来安排章节，并根据安全、经济、可靠、灵活的主导思想来设计。我借鉴了原有的变电所工作系统，并把握了主体设计思想，翻阅了大量的书籍和期刊，参考了指导老师的意见，结合自己的理论知识和实践经验，一步一步地完成变电所设计。第一章概论11原始资料111设计要求按照国家标准GB5005295供配电系统设计规范、GB500539410KV及以下变电所设计规范、GB5005495低压配电设计规范、GB50059199235220KV变电所设计规范等的规定，进行工厂供配电设计必须遵循以下原则A遵守规程、执行政策；必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。B安全可靠、先进合理；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，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。C近期为主、考虑发展；应根据工作特点、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，适当考虑扩建的可能性。D全局出发、统筹兼顾。按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂供配电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供配电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。作为从事工厂供配电设计工作的人员，有必要了解和掌握工厂供配电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到扩建的可能性，按照安全可靠，技术先进，经济合理的要求，确定变配电所的位置与型式，确定变配电所主变压器的台数与容量，类型，选择变配电所主接线方案及高低压设备和进出线，选择高低压开关柜，并在图纸上标出各项参数，并按要求写出设计说明书，绘出设计图样。112设计依据工厂平面图如（图11）图11工厂平面图工厂情况说明四川虹欧显示器件有限公司是由四川世纪双虹、四川长虹电器及美国MP公司三方于2007年共同出资组建。公司位于绵阳市经济技术开发区，占地3000余亩，通过两期项目建设，已有年产600万片PDP显示模组的能力，公司员工人数1200人左右。厂内建筑面积约16万M2，包括厂房5处、动力厂房1处、锅炉房1处、氮气站1处、废水处理站1处、库房3处、门卫室3处。主厂房为等离子电视生产厂房，是洁净度、温湿度要求较高的大面积电子洁净室，净化面积为503万M2，洁净度有3千级、万级、十万级等；温度控制精度最高为1，温度范围为2026；温湿度为4555。生产线涉及475件设备，如TCP/FPC贴敷机、PDP贴膜机、双层MGO喷涂机等。厂内主要动力设备冷冻机组、空压机、真空泵、风机、水泵等。该厂为三班制工厂，年最大负荷利用小时数为7000H。113该工厂负荷统计资料工厂负荷统计资料如表11表11（工厂负荷统计资料）用电单位名称负荷性质设备容量（KW）需要系数DKOSCTAN电动机组1496604065173通风机20007508075电阻炉6008095033电焊、缝焊机60003506133对焊、加热机25003507102自动弧焊400504229手工电焊10035035268空压机2007508075空调60007508075水泵10007508075101厂房照明4000909048电动机组19204065173通风机2007508075空调6007508075111厂房照明20909048电动机组164104065173通风阻火花加工设备4000506133手工电焊设备160035035268水泵、空调50007508075F1、F2、F3、厂房空压机10007508075照明120909048电动机组79504507133空压机、水泵350808075风机、冷冻机组450808075空调2007508075102动力厂房照明30909048空调、通风机2907508075水泵50607508075106废水处理站照明309090482000150517325004506133空调、风机15007508075103锅炉房110氮气站照明150905152空调、风机3007508075库房、门卫室照明507055152露天照明2010517310KV线路2000035065135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程度来划分，分为一级负荷，二级负荷和三级负荷。四川虹欧显示器件有限公司具有年产600万片PDP显示模组的能力，如果按照一年300个工作日、平均每片PDP显示模组200元的价格计算，每停电一个小时造成的经济损失在30万元左右。再加上主厂房为等离子电视生产厂房，是洁净度、温湿度要求较高的大面积电子洁净室，净化面积为503万M2，洁净度有3千级、万级、十万级等；温度控制精度最高为1，温度范围为2026；温湿度为4555。停电将造成电子洁净室污染，给公司带来的经济损失将无法估量。所以该公司有部分电力负荷属二级负荷，约占40。本厂功率因数要求不小于09。电费制度按两部制电费计算。变压安装容量每为18元/月，动KVA力电费为020元/,照明电费为050元/此外电力用户按新装变压器KVHKVH容量计算，一次性地向供电部门交纳供电贴费为800元/KVA。114供电电源请况本次设计总降压变电站采用220KV电源进线，由于四川虹欧显示器件有限公司位于绵阳市主城区以外的郊区，根据周边的变电站分布情况了解到，丰谷变电站为220KV变电站且距离绵阳经济技术开发区较近，途中均为未开发地区。所以综合各方面择优条件与供电局协议确定从丰谷变电站采用架空线路引入220KV工作电源两路，架空线路长约30KM。115气象资料本地区年平均气温为147173；极端最高气温为361395；极端最低气温为4573；年均降水量82581417毫米；年均暴雨日数为2067天；年均大风日数在1094天，以东北风到北风为盛行风；年均雾日在33610天；温度年最高月为7月，平均温度为30度，年雷暴日数为383天，最热月地面下08米处土壤平均温度261度。116地质水文资料本厂地区海拔海拔在300400米；最大地震烈度在65度左右。底层以沙粘土为主，无腐蚀性，地下水位为25M。第二章计算负荷及功率补偿21负荷统计计算根据四川虹欧显示器件有限公司的具体情况以及相关资料，对其用电设备进行负荷计算。我国普遍采用的确定用电设备组计算负荷的方法主要是需要系数法和二项式法。需要系数法是国际上通用的确定计算负荷的方法，最为简便实用。二项式法的应用局限较大，主要用在确定台数较少而容量差别悬殊大的分支干线的计算负荷上，因此从该厂实际情况出发，设备台数过多，为了达到精确的计算，故采用需要系数法进行负荷统计计算。在工厂里，除了广泛应用的三相设备外，还有电焊机、电炉、电灯等各种单项设备。单项设备接在三相线路中，应尽可能地均衡分配，使三相负荷尽可能地平衡。如果三相线路中单项设备的容量不超过三相设备总容量的15，则不论单相设备如何分配，单向设备可与三相设备综合按三相负荷平衡计算。如果单相设备超过三相设备容量的15时，则应将单相设备容量换算为等效三相设备容量（即最大负荷相有功负荷的三倍作为等效三相有功负荷，），再与三相设备容量相加。本工厂三相线路中单相设备容量没有超过三相设备容量的15，所以将单相设备与三相设备综合按三相负荷平衡计算。根据开题报告收集的原始资料进行负荷统计380V线路101厂房生产线电动机45KW60台、15KW200台、75KW400台、4KW500台、22KW620台、11KW820台、075KW1200台、055KW2000台。查工厂供电附录表1，取04、065、173DCOSANT4560152007540045002262011820075120EP0055200027003000300020001364902900110014966KW0414966KW59864KW3P59864KW173103565KVAR1Q通风机50台共200KW查工厂供电附录表1，取075、08、075DKOSCANT075200KW150KW123P150KW0751125KVARQ电阻炉20台共60KW查工厂供电附录表1，取08、095、033DOSCANT0860KW48KW13P48KW0331584KVARQ电焊机、缝焊机200台共600KW查工厂供电附录表1，取035、06、133DOSCANT035600KW210KW143P210KW1332793KVAR对焊机、加热机100台共250KW查工厂供电附录表1，取035、07、102DOSCANT035250KW875KW13P35KW1028925KVARQ自动弧焊40台共40KW查工厂供用电实用手册，取05、04、229DOSCANT0540KW20KW163P20KW229458KVARQ手工电焊30台共10KW查工厂供用电实用手册，取035、035、268DOSCNT03510KW35KW17P35KW268938KVARQ空压机、空调、水泵空压机5台共20KW、水泵40台共100KW、空调200台共600KWPE20100600720KW查工厂供用电实用手册，取075、08、075KDOSCANT075720KW540KW13540KW075405KVAR8Q照明室内面积20000M2，荧光灯照明20W/M2，共计400KW查工厂供电附录表1，取09、09、048DOSCANT09400KW360KW13P360KW0481728KVARQ综上得101厂房总的电力负荷为取090、095PQ090（59864150482108752035540360）13P090840547665KW095103565114158427938925459405172813Q09511487KVAR10913KVAR12787KVA3S6219429A10IV87111厂房电动机75KW5台、4KW10台、22KW20台、11KW30台、075KW50台查工厂供电附录表1，取04、065、173DOSCANTPE7554102220113007550192KW04192KW768KW213P768KW1731344KVARQ通风机5台共20KW查工厂供电附录表1，取075、08、075DOSCANT07520KW15KW23P15KW0751125KVARQ空调20台共60KW查工厂供用电实用手册，取075、08、075DOSCANT07560KW45KW23P45KW0753375KVARQ照明室内面积200M2，荧光灯照明10W/M2，共计2KW查工厂供电附录表1，取09、09、048DOSCANT092KW18KW243P18KW0864KVARQ综上得111厂房总的电力负荷为取090、095PQ090（768154518）23P1386KW09513441125337508642Q180KVAR227KVA62230S345AVI87F1、F2、F3厂房电动机45KW5台、22KW10台、15KW15台、75KW20台、4KW50台、22KW80台、11KW200台、075KW300台查工厂供电附录表1，取04、065、173KDOSCANTPE4552210151575204502280112000753002252202251502001762202251641KW041641KW6564KW316564KW17311356KVARQ通风机60台共180KW查工厂供电附录表1，取075、08、075DOSCANT075180KW135KW32P135KW07510125KVARQ电阻炉60台共150KW查工厂供电附录表1，取08、095、033DOSCANT08150KW120KW3P120KW033396KVARQ电火花加工设备200台共400KW查工厂供用电实用手册，取05、06、133DOSCANT05400KW200KW34P200KW133266KVARQ手工电焊设备80台共160KW查工厂供用电实用手册，取035、035、268DOSCANT035160KW56KW3P56KW268150KVARQ水泵、空调、空压机水泵20台共100KW、空压机20台共100KW、空调200台共400KWPE100100400600KW查工厂供用电实用手册，取075、08、075DOSCANT075600KW450KW36P450KW0753375KVARQ照明室内面积F1、F2、F3均400M2，荧光灯照明10W/M2，共计12KW查工厂供电附录表1，取09、09、048DOSCANT0912KW108KW37P108KW0485148KVARQ综上得F1、F2、F3厂房总的电力负荷为取090、095PQ090（656413512020056450108）3P1629KW0951135610125396266150337551843Q2035KVAR2607KVA3S3961AVI80670102动力厂房电动机45KW5台、15KW15台、75KW30台、4KW30台查工厂供电附录表1，取045、07、133DOSCANTPE45515157530430795KW045795KW318KW13318KW133423KVARQ空压机、水泵、风机、冷冻机组空压机5台共15KW、水泵7台共20KW、风机5台共20KW、冷冻机组共25KW。查工厂供电附录表1，取08、08、075DOSCANTPE1520202580KW0880KW64KW423P64KW07548KVARQ空调5台共20KW查工厂供用电实用手册，取075、08、075DOSCANT07520KW15KW43P15KW0751125KVARQ照明室内面积300M2，荧光灯照明10W/M2，共计3KW查工厂供电附录表1，取09、09、048DOSCANT093KW27KW43P27KW0481296KVARQ综上得102动力厂房总的电力负荷为取090、095PQ090（318641527）43P360KW09542348112512964Q460KVAR584KVA230S887AVI54106废水处理站空调、通风机、水泵风机5台共20KW、水泵45KW5台、37KW7台，22KW10台、空调3台共9KW查工厂供电附录表1，取075、08、075DOSCANTPE2093772210455535KW075535KW393KW13393KW075295KVAR510Q照明室内面积200M2，荧光灯照明15W/M2，共计3KW查工厂供电附录表1，取09、09、048DOSCANT093KW27KW523P27KW0481296KVARQ综上得106废水处理站总的电力负荷为取095、097PQ095（39327）3P376KW09729512965Q287KVAR473KVA362530S719AVI84103锅炉房、110氮气站103锅炉房用电设备除空调、照明外共200KW查工厂供电附录表1，取015、05、173DOSCANT015200KW30KW63P30KW173519KVARQ110氮气站用电设备除空调、照明外共250KW查工厂供用电实用手册，取045、06、133DOSCANT045250KW1125KW623P1125133150KVARQ103锅炉房、110氮气站空调、风机共150KW查工厂供用电实用手册，取075、08、075DOSCANT075150KW1125KW63P1125KW075844KVAR630Q照明室内面积共100M2，荧光灯照明15W/M2，共计15KW查工厂供用电实用手册，取09、05、152DOSCANT0915KW135KW643P135KW1522052KVARQ综上得103锅炉房、110氮气站总的电力负荷为取095、097PQ095（3011251125135）63P244KW09752150844205263Q280KVAR371KVA42630S564AVI871107、108、112库房以及三门卫室空调、风机空调7台共15KW、风机7台共15KW查工厂供用电实用手册，取075、08、075DOSCANT07530KW225KW13P225KW07516875KVARQ照明室内面积共500M2，荧光灯照明10W/M2，共计5KW查工厂供用电实用手册，取07、055、152DOSCANT075KW35KW23P35KW152532KVARQ综上得库房及门卫室总的电力负荷为取095、097PQ095（22535）73P247KW097168755323Q215KVAR33KVA42730S50AVI8露天照明共20KW，采用高压钠灯。查工厂供电附录表1，取1、05、173DOSCANT120KW20KW830P20KW173346KVARQ40KVA283S608AI4010KV线路共2000KW,查工厂供用电实用手册，取035、KD065、135OSCANT0352000KW700KW8P700KW135945KVARQ1176KVA283S68AVI100全厂总的计算负荷为取095、097PKQ095（76651386162936037624424720700）3P111573KW0971091318020354602872802153469453Q14730KVAR18479KVA52230S28076AVI89表22电力负荷计算表计算负荷厂房序号用电设备组名称容量PE/KW需要系数DKOSCANT/KW30P/K30QVAR/30SKVA/A30I1电动机组149660406517359864103572通风机2000750807515011253电阻炉60080950334815844电焊、缝焊机6000350613321027935对焊、加热机2500350710287589256自动弧焊400504229204587手工电焊10035035268359388空压机、空调、水泵72007508075540405101厂房9照明400090904836017288405411487厂房总计取090、095PKQ76651091312787194291电动机组1920406517376813442通风机2007508075151125111厂房3空调60075080754533754照明2090904818086415461898厂房总计取090、095PKQ1391802273451电动机组1641040651736564113562通风机1800750807513510133电阻炉150080950331203964电火花加工设备40005061332002665手工电焊设备160035035268561506水泵、空调、空压机600075080754503375F1F2F3厂房7照明120909048108514818102142三厂房总计取090、095PKQ16292035260739611电动机组795045071333184232空压机、水泵、风机、冷冻机组80080807564483空调2007508075151125102动力厂房4照明30909048271296400484厂房总计取090、095PKQ360460584887106废1空调、通风机、水53507508075393295泵水处理2照明3090904827129639572963106总计取095、097PKQ3762874737191200015051733051922500450613311251503空调、风机150075080751125844103锅炉房110氮气站4照明15090515213521257289总计取095、097PKQ2442803715641空调、风机150750807522517库房门卫室2照明5070551523553226223总计取095、097PKQ2472153350露天照明20105173203464060810KV线路20000350651357009451176681174515186全厂总计取095、097PKQ1115714730184792807622无功补偿本厂（变电所高压侧）功率因数要求不低于090，若低于090则在低压侧装设并联电容器补偿。一般情况下，由于大量负荷如感应电动机，电焊机等，都是感性的负荷，使得功率因数偏低，达不到上述要求，因此需要采用无功补偿措施来提高功率因数。图22（无功功率和实在功率变换的关系）如图（图22）所示为功率因数提高与无功功率和实在功率变换的关系。当功率由提高到时，无功功率QC和视在功率SC将分别减小到COSCOSQC和SC（PC不变的条件下），从而使负荷电流相应减小。这就可是供电系统的电能损耗和电压损耗减低，并可选用较小容量的电力变压器，开关设备和较小截面的电线电缆，减小投资和节省有色金属。因此，提高功率因数对整个供电系统大有好处。我国供电营业规则规定，容量在100KVA及以上高压供电的用户。最大负荷时的功率因数不得低于092，如果达不到要求的，则必须进行无功补偿。补偿前功率因数为061847935COS30SP按规定，变电所高压侧的090，考虑到变压器的无功功率损耗COS远大于有功功率损耗，一般（45），因此在变压器低TQTTQTP压侧进行无功补偿时，低压侧补偿后的功率因数应略高于高压侧补偿后的功率因数090，这里取092。要使低压侧功率因数由060提高到092，低压侧需装设的并联电容器容量应为VAR105393157VARARCOSTNARCOSTN3157KKQC取V02K补偿后的视在计算负荷为KVA1204147305230S总降10KV侧计算电流AKVI695103240此时变压器的功率损耗为WSPT85130ARQV723146总降变电所高压侧的计算负荷为KP3815730VAR527024AVS14031830KVAI27无功补偿后，工厂的功率因数为907612438COS0SP这一功率因数满足规定（090）要求。23无功补偿电容器的选择根据无功补偿电容器的容量选择合适并联电容器型号为BWF1051001,该型号额定容量是100KVAR，额定电容是289UF，频率为50HZ确定并联电容器的数量，由于电容器是单相的，10QECQNN应为3的整数倍，所以采用102个电容器并联。第三章主接线方案的选择及确定31总降变电所主变压器的选择总降变配电所选用油浸自冷式、铜双绕组、无载调压、三相降压变压器。由于公司附近没有大型变电站，且工厂较多，又属于正在高速发展的区域。所以本总降变电站也可为其他工厂供电。本公司自身就有约40的二级负荷，其他工厂也不免有二级负荷。所以用两台主变压器，其额定容量均为31500KVA，型号SCJ931500/220/10，联结组标号YND11，空载损耗61KW，负载损耗210KW，空载电流10，阻抗电压13。32主接线设计321车间变电所设计方案的确定根据负荷统计结果、，现拟定两种车间P315730VAR1473030KQ变配电所设计方案。方案一共设4个车间变电所，每个车间变电所承担的负荷情况如下KWP261315730ARQVKVA43254230S功率因数为601COS30SP本厂（变电所高压侧）功率因数不应低于090，因此需要在低压侧装设并联电容器补偿。按规定，变电所高压侧的090，考虑到变压器的无功功率损耗COS远大于有功功率损耗，一般（45），因此在变压器低TQTPTQTP压侧进行无功补偿时，低压侧补偿后的功率因数应略高于高压侧补偿后的功率因数090，这里取092。要使低压侧功率因数由060提高到092，低压侧需装设的并联电容器容量应为ARKARKQCV23791064VARCOSTNARCOSTN2614取VAR240KQC补偿后的视在计算负荷为KVA281540361230SAKVI785此时变压器的功率损耗为KWSPT4328150103VAR696Q车间变电所高压侧的计算负荷为KP25743130VAR1690KVA252730SKVAI1699无功补偿后，工厂的功率因数为90257COS30SP这一功率因数满足规定（090）要求。由于车间变电所均采用两台变压器，所以其单台变压器容量应该为KVA197068257060763SSTN所以选取容量为2000KVA的电力变压器，其型号为S92000/106额定容量2000KVA，额定电压一次侧10KV、二次侧04KV,连接组标号DYN11，损耗空载3000W、负载18000W，空载电流08，阻抗电压6。根据无功补偿电容器的容量选择合适并联电容器型号为BWF1051001,该型号额定容量是100KVAR，额定电容是289UF，频率为50HZ确定并联电容器的数量，由于电容器是单相的，410NECQQN应为3的整数倍，所以采用24个电容器并联。方案二共设5个车间变电所，每个车间变电所承担的负荷情况如下KWP21730VAR9460QKVA332230S功率因数为609COS30P本厂（变电所高压侧）功率因数不应低于090，因此需要在低压侧装设并联电容器补偿。按规定，变电所高压侧的090，考虑到变压器的无功功率损耗COS远大于有功功率损耗，一般（45），因此在变压器低TQTPTQTP压侧进行无功补偿时，低压侧补偿后的功率因数应略高于高压侧补偿后的功率因数090，这里取092。要使低压侧功率因数由060提高到092，低压侧需装设的并联电容器容量应为VAR203193VARARCOSTNARCOSTN23KKQC取V10K补偿后的视在计算负荷为KVA2387102946330S由于车间变电所均采用两台变压器，所以其单台变压器容量应该为KVA1670432730STN所以选取容量为1600KVA的电力变压器，其型号为S91600/106额定容量1600KVA，额定电压一次侧10KV、二次侧04KV,连接组标号DYN11，损耗空载2400W、负载14000W，空载电流25，阻抗电压6。表314个车间变电站与5个车间变电站技术经济比较比较项目4个车间变电站5个车间变电站供电安全性满足要求满足要求供电可靠性满足要求满足要求供电质量可靠可靠灵活方便性灵活方便较4个稍好技技术指标扩建适应性可支持厂内一定扩建可支持厂内一定扩建电力变压器的综合投资额查得S92000/10的单价为20万元，而变压器综合投资约为其单价的2倍，因此综合投资约8220320万元查得S91600/10的单价为18万元，因此10台变压器的综合投资约为10218360万元，比4个车间变电所多投资40万元高压开关柜（含计量柜）的综合投资额查得GG15F型柜可按每台4万元计，其综合投资可按设备的15倍计，因此高压开关柜的综合投资约为815448万元本方案采用10台GG1AF柜，其综合投资约为1015460万元，比4个车间变电所多投资12万元电力变压器和高压开关柜的年运行费变压器的折旧费320万元00516万元；高压开关柜的折旧费48万元006288万元；变配电的维修管理费（32048）万元0062208万元。因此主变和高压开关柜的折旧和维修管理费（162882208）4096万元变压器的折旧费360万元00518万元；高压开关柜的折旧费60万元00636万元；变配电的维修管理费（36060）万元006252万元。因此主变和高压开关柜的折旧和维修管理费（1836252）468万元，比一台主变方案多投资584万元经经济指标供电贴费变压器容量每KVA为800元，供电贴费2000KVA0088万元/KVA1280万元供电贴费101600KVA008万元1280万元占地面积约80M2约100M2通过上面的比较得出在技术方面四个车间变电站与五个车间变电站相差无几。但在经济方面，初期投资四个车间变电站要比五个车间变电站节约约42万元；年运行费用，四个车间变电站要比五个车间变电站节约约6万元；变电所占地面积，四个车间变电站要比五个车间变电站节约约20M2；另外在变电所建造上所用的劳务费用，四个车间变电站要比五个变电站少约5万元。综上比较结果，拟定设四个车间变电所。322车间变电所主接线设计高压侧单母线、低压侧单母线分段的变电所主接线图适用于装有两台主变压器或者具有多路高压出线的变电所。其供电可靠性较高，任一主变压器检修或发生故障时，通过切换操作，可很快恢复整个变电所的供电。但是高压母线或者电源进线检修或发生故障时，整个变电所都要停电。如果有与其他变电所相连的低压或高压联络线时，供电可靠性可大大提高。无联络线时，这种主接线可供二、三级负荷，而有联络线时，则可供一、二级负荷。本次设计变电所都装有两台主变压器，切具有多路高压出线，再加上有多个车间变电所，可方便设置高压或低压联络线，所以本次车间变电所采用高压侧单母线、低压侧单母线分段的变电所主接线方案。车间变电所主接线图如下图31车间变电所主接线图323总降变电所主接线设计初步拟出三种总降压主接线方案方案一一次侧采用内桥式接线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所主接线图图32一次侧采用内桥式接线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所主接线图方案二一次侧采用外桥式接线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所主接线图图33一次侧采用外桥式接线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所主接线图方案三一二次侧均采用单母线分段的总降压变电所主接线图图34一二次侧均采用单母线分段的总降压变电所主接线图324总降变电所主接线方案的比较选择表32总降变电所主接线方案技术、经济比较比较方案一次侧内桥式一次侧外桥式一二次侧均用单母线分段供电安全性满足要求满足要求满足要求供电可靠性较高较高高技技术指标供电质量满足要求满足要求满足要求灵活方便性较好较好好扩建适应性较高较高高电力变压器的综合投资约200万约200万约200万高压开关柜的综合投资约20万约18万约30万年运行费约22万约21万约24万经经济指标供电贴费三种方案基本相同通过表二的比较得出在技术指标方面，三种方案均能满足要求；在经济指标方面，方案三的初期投入较方案一、二的多。而方案一更适用于电源线路较长因而发生故障和停电检修的机会较多、并且变电所的变压器不需要经常切换的总降压变电所；方案二更适合用于电源线路较短而变电所昼夜负荷变动较大、适于经济运行需经常切换变压器的总降压变电所。本次设计电源从丰谷变电站引入，丰谷变电站距离本次设计总降压变电所地址大约30公里左右；本工厂采用三班工作制，昼夜负荷变动较小，切不需要经常切换变压器。所以综合各方面因素，最终选择方案一（一次侧采用内桥式接线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所主接线图）第四章短路计算41本次设计采用欧姆法进行短路计算411高压电网短路计算计算电路图如下图所示图41一求K1点的三相短路电流和短路容量1、计算短路电路中个元件的电抗和总阻抗（）KVUC251（1）电力系统的电抗由百度文库查得LW25252型断路器的断流容量MVA40S因此768150221KUXC2架空线路的电抗查工厂供电表31得KMX/40因此230/40ML3绘K1点短路电路的等效电路如下图所示然后计算短路总阻抗。图4238912768521XK2计算三相短路电流和三相短路容量三相短路电流周期分量有效值KAVXUIKCK41038953112三相短路次暂态电流和稳态电流有效值AII403133三相冲击电流极其有效值KISH6252I3I714013S4三相短路容量MVA397840232131VIKVSK二、求K2点的三相短路电流和短路容量（）KUC5102正常情况下1、计算短路电路中个元件的电抗和总阻抗（1）电力系统的电抗2221076405AMVSUXC查工厂供电附录表12得SN1010II断路器的断流容量MVA因此2055012AMVKSUXC2架空线路的电抗2221031085103/4KVLC3电力变压器电抗由百度文库查得SCJ931500/220/10型变压器1KU因此40315012254NCKSUX4绘K2点短路电路的等效电路如下图所示然后计算短路总阻抗。图4322243212103645018051076XXK2计算三相短路电流和三相短路容量1三相短路电流周期分量有效值KAVXUIKCK75160236513222三相短路次暂态电流和稳态电流有效值AII73三相冲击电流极其有效值KIISH42516253I37134三相短路容量MVA630457160503232VIKVSKMVA6304571603510322KVIKVSK非正常情况下（即有一架空线路生故障检修时），K2点短路等效电路如下图所示，并计算总阻抗图4422222103954310867KX此时三相短路电流周期分量有效值KAVUIKCK93222因为IA4315751632所以有3223KKII3SHI3SHI32S所以K2点的短路电流与短路容量以正常情况下的短路计算为准三、求K3点的三相短路电流和短路容量（）KVUC51031、计算短路电路中个元件的电抗和总阻抗（1）电力系统的电抗查工厂供电附录表12得SN1010I断路器的断流容量MVA30S因此367502231KUXC2电缆线路的电抗由工厂供电表31查得KMX/088/804绘K3点短路电路的等效电路如下图所示然后计算短路总阻抗。图45815026753213XXK2计算三相短路电流和三相短路容量1三相短路电流周期分量有效值KAVXUIKCK471580332三相短路次暂态电流和稳态电流有效值AII47333三相冲击电流极其有效值KIISH019523I24713S4三相短路容量MVA315475103503VIKVSK四、求K4点的三相短路电流和短路容量（）KUC401、计算短路电路中个元件的电抗和总阻抗查工厂供电附录表7得DW154000电抗可省略不计。（1）电力系统的电抗422403530AMVSUXC2电缆线路的电抗42234021065104/81KVMKC3电力变压器电抗由工厂供电附录表8查得S92000/10型变压器6KU因此322443108106NCKSX4绘K4点短路电路的等效电路如下图所示然后计算短路总阻抗。图4643444132121069210351065XXK2计算三相短路电流和三相短路容量1三相短路电流周期分量有效值KAVXUIKCK4310693434442三相短路次暂态电流和稳态电流有效值AII3433三相冲击电流极其有效值KIISH8517253I04313S4三相短路容量MVA41230343VIKVSK412低压电网的短路计算试求其中一路为代表图47说明低压母线均为铝母线（LMY），平放。WB1为808MM2，L6M,A250MMWB2为505MM2，L1M,A250MMWB3为404MM2，L2M,A120MM计算短路个元件的电阻和电抗（）VUC4电力系统的电抗为3501304322AKVSUXC断路器DW154000的电抗可忽略电力变压器的电阻和电抗，查工厂供电附录表8得S92000的，PK186K故MAVSUPRNCT7202041822KXKT8603母线WB1的电阻和电抗，查工厂供电附录表4得,。MR/50/70故MLB3651XWB021014母线WB2的电阻和电抗，查工厂供电附录表4得,。MR/10/40故MLB122XW05母线WB3的电阻和电抗，查工厂供电附录表4得,。MR/20/170故MLB423XW306电流互感器TA一次线圈的电阻和电抗，查工厂供电附录表5得，MRTA750XTA217低压断路器QF过电流线圈的电阻和电抗，查工厂供电附录表6得63QF808电路中各开关触头的接触电阻，查工厂供电附录表7得隔离开关QS的为001M，QK的为02M，QF的为04M因此总的接触电阻为161XCR9低压电缆VLV1000350MM2的电阻和电抗。查工厂供电附