塑料制品厂总配变电所的毕业设计

1、某塑料制品厂总配变电所的设计摘 要 某塑料制品厂车间变电所和配电系统设计是对工厂供电具有针对性的设计。设计对工厂供电方式、主要设备的选择、保护装置的配置及防雷接地系统进行了相应的叙述，内容主要包括高压侧和低压侧的短路计算，设备选择及校验，主要设备继电保护设计，配电装置设计，防雷和接地设计等。 本设计考虑了所有用电设备并对这些负荷进行了计算。通过计算出的有功、无功和视在功率选择变压器的大小和相应主要设备的技术参数，再根据用户对功率因数的要求，计算电容器补偿装置的容量，从而得出所需电容器的大小。 根据与供电部门的协议，决定总配变电所及配电系统的主接线图。电气主接线对电气设备的选择，配电所的布置，运

2、行的可靠性和灵活性，操作和检修的安全以及今后的扩建，对电力工程建设和运行的经济节约等，都由很大的影响。 本设计在主要设备的继电保护设计和整定计算中，对电力变压器、真空断路器等主要设备的保护配置提出了要求，明确了保护定值计算方法。关键词：变电所；配电系统；负荷和短路计算；设备选型；继电保护。a design of a chief distribution substation of a plastic products factoryabstract a plastic products factory workshop substation and electrical system desi

3、gn of the factory is the design of power supply has targeted. set a program to factory power-supply modes, the main equipment selection, protective device configuration and lightning proof grounding system are detailed narrated, content mainly includes high voltage side and low voltage side short ci

4、rcuit calculation, equipment selection and calibration, the main equipment relay protection design, power distribution equipment design, lightning protection and grounding design, etc. this design is given all electrical equipment and calculated to these load. through the active, calculate the react

5、ive power and shizai power transformer size and corresponding choice of main equipment of technical parameters, again according to user requirements of voltage capacitor compensation devices, calculating the requirements of power factor, concluded that the size of the capacitors. according to the ag

6、reement with the power supply departments, decided to always match the lord and distribution system for substation hookup. the main electrical wiring for electrical equipment choice, the distribution place of decorate, operation reliability and flexibility, operation and maintenance of safety and fu

7、ture expansion of electrical engineering, construction and operation, saving the economy by influence. this design in the main equipment of relay protection design and setting calculation of power transformer, vacuum circuit breaker protection configuration of such main equipments proposed requireme

8、nts, clear the protection setting value calculation method.key words: substation；power distribution systems；load and short circuit calculation；equipment selection；relay protection.目 录引言- 1 -第一章 绪论- 2 -1.1毕业设计内容及研究意义- 2 -1.2课题的研究现状和发展趋势- 2 -1.3课程设计任务书- 3 -第二章 负荷计算及无功功率补偿- 5 -2.1负荷计算的方法- 5 -2.2负荷计算- 7

9、 -2.3无功功率补偿- 8 -2.4无功补偿容量的确定- 10 -第三章 主变压器的选择- 12 -3.1变电所变压器容量、台数、型号选择- 12 -3.3 总变电所位置和型式的选择- 14 -3.4变压器损耗计算- 14 -3.5高压侧无功补偿计算- 15 -第四章 电气主接线- 17 -4.1对电气主接线的基本要求和原则- 17 -4.2电气主接线设计程序- 18 -4.3 主接线设计- 19 -第五章 短路电流的计算- 23 -5.1 概述- 23 -5.2 短路电流的计算- 24 -第六章 电气设备的选择- 27 -6.1电气设备选择的一般原则- 27 -6.2断路器、隔离开关及互感

10、器的选择- 28 -6.3变电所进出线的选择校验- 32 -第七章 继电保护和二次回路的确定- 41 -7.1 概述- 41 -7.2 二次回路- 41 -7.3 继电保护的整定计算- 42 -第八章 防雷接地- 55 -8.1 变电所的防雷保护- 55 -8.2 变电所接地装置的计算- 55 -结论与展望- 57 -致谢- 58 -参考文献- 59 -附录a 主接线图及二次接线图- 60 -附录b 外文文献及翻译- 62 -附录c 参考文献摘要- 69 -插图清单图4-1 单母线接线- 18 -图4-2 单母线分段接线- 20 -图4-3 主接线示意图- 20 -图5-1 短路计算电路- 2

11、2 -图5-2 短路电流计算等效电路图- 23 -表格清单表1-1 各车间和车间变电所负荷计算表- 4 -表 2-1 各车间和车间变电所负荷计算表- 9 -表3-1 各车间变压器汇总及技术数据- 13 -表3-2 变压器损耗计算及加入损耗后负荷表- 14 -表5-1 短路电流计算统计表- 24 -表6-1 10kv侧装设地点条件- 26 -表6-2 10kv侧设备列表- 27 -表6-3 1#车间变电所10kv侧进线出装设条件- 27 -表6-4 1#车间变电所10kv侧设备列表- 28 -表6-5 1#车间变电所低压侧设备列表- 28 -表6-6 2#车间变电所低压侧设备列表- 29 -表6

12、-7 3#车间变电所低压侧设备列表- 29 -表6-8 4#车间变电所低压侧设备列表- 30 -表6-9 5#车间变电所低压侧设备列表- 30 -表6-10 车间变电所高压引进线列表- 34 -表6-11 车间变电所低压进线- 36 -表6-12 1#变电所各车间干线汇总- 37 -表6-13 2#变电所各车间干线汇总- 38 -表6-14 3#变电所各车间干线汇总- 38 -表6-15 4#变电所各车间干线汇总- 38 -表6-16 5#变电所各车间干线汇总- 39 -引言经济的迅速发展，科学技术的不断进步促使社会中各行各业都在不断地发展壮大，特别是各种高、新、尖、精的技术应用，而所有的一切

13、都离不开电，而电的中枢变电所更是必不可少，起到至关重要的作用。此设计的题目是针对10kv变电所进行的扩大初步设计，在设计伊始，在工程技术人员的陪同下对变电所进行了参观学习，并把所设计的有关内容做了整体的记录，参观过程中通过技术人员的指导和结合自身的实际情况，选择变电所的高低压部分设计，这部分设计相信对自己将来的工作也会有很大的帮助。本设计按照以下的步骤进行：首先：依照主接线的特点，选择各个电压等级的接线方式，进行综合比较，选择最佳接线方式。其次：进行短路电流计算，根据短路点计算三相短路稳态电流和冲击电流。再次：根据所选电气元件，结合实际绘制设计图纸，包括主接线图、二次回路图等。最后进行校验。以

14、上是理论知识的体现而更中要的一点是在设计中培养自己运用所学知识解决实际问题的能力和创新精神，增强工程观，在设计过程中主要立足于应用所学基本理论和专业知识，大胆地运用新理论、新技术去分析解决实际问题,以便更好地适应工作的需要。了解整个设计的目的、内容和基本要求进行设计的资料推备。资料准备主要通过查阅(包括上网查问)文献资料和参加生产实习两条渠道进行。此设计充分吸收专业理论知识， 考虑自己毕业设计的选题方向，有目的、有计划地查阅与选题方向有关的文献资料，特别是在参加生产实习的过程中有意识地搜集生产过程及新技术、新设备、改革新成果的应用等方面资料，这也是为毕业设计课题收集资料的最重要途径。选定题目后

15、，应再有针对性地查阅一些资料，最后对所有收集的资料进行整理。并对其进行完善，对于一个完整的设计而言，文字与图纸并存。文字的详细叙述使内容丰富，而图纸则一目了然。第一章 绪论1.1毕业设计内容及研究意义1.1.1课题研究的意义 课题以某塑料制品厂总降压变配电所电气设计为主线，要求正确运用所学专业知识及相关设计手册，资料和电气设计规范等，从基本原理、基本工程计算方法出发掌握变电站设计的主要内容和设计步骤，能正确地选用电力设备、载流导体及保护装置，加深对所学知识的理解和掌握，提高分析问题、解决问题的能力，提高综合运用专业知识设计的能力。1.1.2本课题研究的主要内容： 根据所提供的资料，计算塑料制品

16、厂的计算负荷；确定功率因数及补偿措施；根据计算负荷，选择变电站位置及变压器的容量、数量；确定变电所（配电所）接线图和户外高压配电方案；选择高压电气设备及配电网路载流导体截面，进行动稳定及热稳定校验；选择继电保护及供电系统的自动化方式，进行参数的整定计算；提出变电站的防雷措施、接地方式等。1.2课题的研究现状和发展趋势 工厂供电就是指工厂所需电能的供应和分配，又称工厂配电。供配电系统有总降压变电所、高压配电所、配电线路、车间变电所和用电设备组成。工厂供电的枢纽是总降压变电所，它将35kv110kv的外部供电电源电压将为610kv高压配电电压，供给高压配电所、车间配电所和高压用电设备。 众所周知，

17、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，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在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（除电化工业外）。例如在机械工业中，电费开支仅占产品成本的5%左右，从投资陈本来看，一般机械工厂在供电设备上的投资也仅占总投资的5%。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，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

18、高劳动生产率，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，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设也具有重大的作用。 改革开放以来，我国经济的快速发展刺激着电网的快速发展，随着现代社会对电网供电可靠性要求的不断提高，就需要继电保护发挥更加重要的作用，针对系统出现的故障能及时切除，确保电网的安全稳定经济运行。从继

19、电保护的发展历程来看，几点保护总是根据电力系统的需要，不断从相关的学科中吸取最新成果而发展和完善自身的。总的来说，继电保护技术的发展可以概括为4个阶段、2次飞跃。4个阶段是电磁型（整流型）、晶体管型、集成电路型、微机型。第一次飞跃是由电磁型到晶体管型，主要体现在由电磁式向静态式转变，使保护装置弱电化、无触电化、小型化和低功耗。第2次飞跃是由集成电力型到微机型，主要体现在保护有模拟式向数字式转变，保护装置智能化和信息化。电力系统继电保护现已发展到了微机保护阶段，微机继电保护是以数字式计算机（包括微型机）为基础而构成的继电保护。微机保护充分利用了计算机技术上的两个显著优势：高速的运算能力和完备的存

20、储记忆能力，以及采用大规模集成电路和成熟的数据采集，a/d模数转换、数字滤波和抗干扰措施等技术，使其在速动性、可靠性方面均优于以往传统的常规保护，而显示了强大生命力。1.3课程设计任务书1.工厂生产任务、规模及产品规格：本厂年产10000t聚乙烯及烃塑料制品，产品品种有薄膜、单丝、管材和注射用等制品。其原料来源与某石油化纤总厂。2. .工厂各车间负荷情况及车间变电所的容量（表1.1）3. 供用电协议 （1）从电力系统某66/10kv侧变电站用10kv架空线路想工厂馈电。该变电站在场南侧1km。 （2）系统变电站馈电线路定时限过流保护装置的整定时间iop=2s，工厂总降压配电所保护整定时间不得大

21、于1.5s。 （3）在工厂总降压配变电所35kv进线侧计量，工厂最大负荷是功率因数不得低于0.9.工厂总配变电所sk(3)=200mva母线区域变电站架空线路 （4）系统变电10kv母线出口断路器断流容量为200mva。其配电系统如图所示4工厂负荷性质：生产车间大部分为三班制，少部分为两班或单班制，年最大有功负荷利用小时数为5000h.工厂属二级负荷。5工厂自然条件 本厂自然条件为： （1）最热月平均最高温度为35c （2）土壤中0.71m深处一年中最热月平均温度为20图1.1 配电系统图 （3）年平均雷暴日为30d （4）土壤冻结深度为1.1m （5）主导风向夏季为南风表1-1 各车间和车间

22、变电所负荷计算表序号车间（单位）名称设备容量kwkdcos车间变电所代号1薄膜车间14000.60.601#车间变电所原料库300.250.50生活间100.81.0成品库（一）250.30.50成品库（二）240.30.50包装材料库200.30.50小计（k=0.95）2单丝车间13850.60.652#车间变电所管材车间200.650.80小计（k=0.95）3注塑车间1890.40.603#车间变电所管材车间8800.350.60小计（k=0.95）4备料车间1380.60.504#车间变电所生活间100.81.0浴室50.81.0锻工车间300.30.65原料间150.81.0仓库1

23、50.30.50机修模具车间1000.250.65热处理车间1500.60.70铆焊车间1800.30.50小计（k=0.87）锅炉房2000.70.755#车间变电所试验室1250.250.50辅助材料库1100.20.50油泵房150.650.60加油站120.650.60办公室、食堂招待所500.60.60小计（k=0.9）第二章 负荷计算及无功功率补 导体通过电流达到稳定温升的时间大约为(3-4)，为发热时间常数.对中小截面(35mm2以下)的导体，其约为10min左右，故载流导体30min后可达稳定温升值。但是，由于较大截面的发热时间常数往往大于10min，30min还不能达到稳定温

24、升。由此可见，计算负荷实际上与30min最大负荷基本是相当的。2.1负荷计算的方法 计算负荷是供电设计的基本依据。计算负荷的确定是否合理，将直接影响到电气设备的选择是否合理。工程上根据不同的计算目的，针对不同类型的用户和不同类型的负荷，在实践中总结了各种负荷的计算方法。有估算法、需要系数法、二项式发、单项负荷计算等。2.1.1计算负荷的估算法 估算法实为指标法。在做设计任务书或初步设计阶段，尤其当需要进行方案比较时，按估算法比较方便。1）单位产品耗电量法 若已知某车间或企业的年产量m和每一产品的单位耗电量a(表)，则企业全年电能wa为 （2-1）有功计算负荷为 （2-2）式中，tmax为年最大

25、负荷利用小时数2）负荷密度法 若已知车间生产面积s(m2)和负荷密度指标（kw/m2）时，车间平均负荷为 （2-3）车间计算负荷为 （2-4）式中，kal为有功负荷系数。 此方法也适用于估算整个企业的用电负荷，只要把式中的车间密度指标和车间面积改为全厂的即可。2.1.2需要系数法 在所计算的范围内（如一条干线、一条母线或一台变压器），所有的用电设备的计算负荷不等于其设备容量，一次性引进需要系数的概念，即 （2-5）式中，kd为需要系数；pc为计算负荷；pe为设备容量。 产生需要系数的原因有：用电设备的设备容量是指输出容量，它与输入容量之间有一平均效率n;用电设备不一定满负荷运行，故引入负荷系数

26、kl；用电设备本身即配电线路有功率损耗，所以引入线路平均效率wl；用电设备组的所有设备不一定同时运行，故引入一个同时系数k。故需要系数表达式为 （2-6） 对于单组用电设备的负荷计算公式如下 （2-7）式中，为需要系数；为设备容量；为设备功率因数角的正切值。 对于多组用电设备的计算负荷，应考虑各用电设备组的同时系数，即 （2-8）式中，n是用电设备组的组数，、分别为有功功率、无功功率同时系数，、为各用电设备组的计算负荷。 用需要系数法来求计算负荷，其特点是简单方便，计算结果较符合实际，而且长期使用积累了各种设备的需要系数，因此是世界各地均普遍采用的基本方法。但是把需要系数法看作是与一组设备中设

27、备的多少及容量是否相差太大都无关的固定值，这就考虑不全面。实际上只有当设备台数较多，总容量足够大，没有特大型用电设备时，需要系数的值才实际。2.2负荷计算 负荷计算时均以10kv侧为准。下以1#车间变电所为例， 薄膜车间： 原料库： 生活间： 成品库（一）： 成品库（二）： 包装材料库： 1#变电所最后计算负荷2.3无功功率补偿 本设计中，绝大多数用电设备都需要从电网中吸收大量的无功电流来产生交变磁场，其功率因数均小于1，而功率因数是衡量一个供配电系统是否经济运行的一个重要指标。所谓无功功率补偿是把具有容性功率的装置与感性负荷联接在同一电路，当容性装置释放能量在相互转化，感性负荷所吸收的无功功

28、率可由容性装置输出的无功功率中得到补偿。功率因数太低将会给供配电系统带来电能损耗增加、电压损失增大和供电设备利用率降低等不良影响。正因为功率因数在电力系统中影响很大，所以要求电力用户功率因数达到一定的值，低于某一定值时就必须进行补偿。国标gb/t3485评价企业合理用电技术导则中规定：“在企业最大负荷时的功率因数应不低于0.9，凡功率因数未达到上述规定的，应在负荷合理装置集中与就地无功补偿设备”。在功率因数不满足要求时，首先应提高自然功率因数，然后再进行人工补偿。提高自然功率因数的方法有：合理选择电动机的规格、型号；防止电动机空载运行；保证电动机的检修质量；合理选择变压器的容量；交流接触器的节

29、点运行。人工补偿可以采用并联电容器补偿、同步电动机补偿以及动态无功功率补偿。本次设计中，电动机的设备型号等均无法更改，主要通过合理选择变压器的容量以及并联电容器来实现。计算工厂的功率因数有几种不同的方法，各有不同的用途。根据功率因数表直接读出；或根据同一时刻的功率表、电压表、电流表的读数求出的功率因数值，称为瞬时功率因数。 (2-9)瞬时功率因数只用来了解工厂生产过程中功率因数的变化情况，以便采取适当的无功补偿措施表 2-1 各车间和车间变电所负荷计算表序号车间(单位)名称设备容量kwkdcostan计算负荷车 间变电所代 号p30 kwq30 kvars30 kvai30 a1薄膜车间140

30、00.60.601.338401120140080.83no.1车变原料库300.250.501.737.512.98150.867生活间100.81.0-8080.462成品库（一）250.30.501.737.512.98150.867成品库（二）240.30.501.737.212.4614.40.831包装材料库200.30.501.73610.38126.94小计（k=0.95)0.600.8832.41110138880.122单丝车间13850.60.651.17831972.3127873.9no.2车变水泵房200.650.800.75139.7516.250.938小计（k

31、=0.95)0.651.17801.8932.9123071.013注塑车间1890.40.601.3375.6100.51267.27no.3车变管材车间8800.350.601.33308409.6513.329.64小计（k=0.95)0.61.33364.4484.7606.435.014备料车间1380.60.501.7382.8143.2165.69.561no.4车变生活间100.81.0-8080.462浴室50.81.0-4040.231锻工车间300.30.651.17910.5313.850.8原料间150.81.0-120120.694仓库150.30.501.734.

32、55.62590.516机修模具车间1000.250.651,172529.2538.462.22热处理车间1500.60.701.029091.8128.67.425铆焊车间1800.30.501.735493.421086.235小计（k=0.87)0.611.31251.7324.4410.623.75锅炉房2000.70.750.88140123.2186.710.78no.5车变试验室1250.250.501.7331.2554.0662.53.608辅助材料库1100.20.501.732238.06442.54油泵房150.650.601.339.7512.9716.250.93

33、8加油站120.650.501.737.813.4915.60.901办公室、食堂招待所500.60.601.333039.9502.887小计（k=0.9)0.651.16217.6253.5334.119.29用某一段时间内所消耗的有功电能wp（单位kwh，由有功电度表读出）和无功电能wq(单位k var h由无功电度表读出）为参数，计算而得的功率因数，又称为均权功率因数。其计算公式如下 （2-10）我国供电部门每月向供电用户收取电费，就规定电费要按月平均功率因数的高低来调整。对于正在设计的企业，我们用计算负荷（即年最大负荷）来计算功率因数，称为最大负荷时的功率因数 （2-11）无功负荷变

34、化较有功负荷的变化较为平缓，所以大负荷时的功率因数较小负荷时高，用计算负荷求得的功率因数必然比用平均负荷求得的功率因数高，据此求出的笔畅容量偏少。但由于计算负荷本身偏大，所以设计中按计算负荷求得的cos确定补偿容量是允许的。供电设计时确定无功补偿容量，就是按最大负荷时的功率因数来计算的。2.4无功补偿容量的确定 由于1#和2#车间容量很大，可以考虑在1#和2#低压侧进行无功功率补偿。 1#车间无功补偿计算根据设计要求，功率因数一般在0.9以上，故取cos=0.9 （需要补偿）需补偿容量计算：拟补偿725kvar补偿后：p30=832.4kwq30=1110.4-725=385.4kvars30

35、=917.3kva功率因数：满足要求补偿所需并联的电容器：n=qc1/q0=725/25=29 （q0为单个电容器的容量）并联的电容器型号：bgmj0.4-25-3 数量为29个低压电容器柜型号：gbj-1-0.4 所需数量为：6个，单个电容器柜内可装5个电容器2#车间补偿计算此处省略， 相关计算数据如下：qc2=549.1kvar拟补偿550kvarp30=801.8kwq30=932.9-550=382.9kvars30=888.5kvacos=0.902 （满足要求）n=qc2/=550/25=21 并联的电容器型号：bgmj0.4-25-3 数量为21个低压电容器：gbj-1-0.4

36、所需数量为5个，单个电容器柜可装5个电容器第三章 主变压器的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。在输配电系统中，变压器起到桥梁作用，变压器是借助电磁感应原理，以相同的频率，交换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。3.1变电所变压器容量、台数、型号选择3.1.1变压器容量1） 当变电所中只装设一台变压器时，变压器容量应满足所有用电设备总计算负荷的需要，并留有15%25%的裕度。2） 当变电所中装有两台及以上变压器时，变压器容量应考虑当其中一台变压器断开时其余变压器的容量应保证一、二级负荷的用电。3.1.2变压器台数选择变电所中变压器台数时应考虑以下

37、原则：1） 应满足用电负荷对供电可靠性的要求。对供有大量一、二级负荷的变电所宜设置两台变压器，以便当一台故障和检修时，另一台能对一、二级负荷继续供电。2） 对季节性负荷变化较大或集中负荷较大的变电所，考虑采用经济运行方式时，宜设置两台变压器。3） 除上述情况外，一般车间变电所宜设置一台变压器。对有较大冲击性负荷严重影响供电质量时，可设专用变压器对其供电。3.1.3变压器型号主变压器的型号选择主要考虑以下因素：1）.变电所的所址选择；2）.建筑物的防火等级；3）.建筑物的使用功能；4）.主要用电设备对供电的要求；5）.当地供电部门对变电所的管理体制等。设置在一类高、低压主体建筑中的变压器，应选择

38、干式、气体绝缘或非可燃性液体绝缘的变压器；二类高、低压主体建筑也宜如此，否则应采取相应的防火措施。主变压器安装在地下时，根据消防要求，不得选用可燃性油变压器，地下层一般比较潮湿，通风条件不好，也不宜选用空气绝缘的干式变压器，而宜采用环氧树脂浇注型或者六氟化硫型变压器。3.2各车间变电所变压器选择 1#车间变电所选用1台变压器，其容量按snt917.3 kva因此选用1台sfz9-1000/10型变压器，其联结组别采用 yd11。 2#车间变电所选用1台变压器，其容量按snt888.5kva因此选用1台sfz9-1000/10型变压器，其联结组别采用 yd11。 3#车间变电所选用1台变压器，其

39、容量按snt606.4 kva因此选用1台sfz9-800/10型变压器，其联结组别采用 yd11。 4#车间变电所安装一台变压器，其容量按snt410.6kva因此选用1台sfz9-500/10型变压器，其联结组别采用 yd11。 5#车间变电所安装1台变压器，其容量按snt334.1 kva因此选用1台sfz9-400/10型变压器，其联结组别采用 yd11。 表3-1 各车间变压器汇总及技术数据变电所变压器型号额定容量（kva）额定电压（v）连接组标号损耗阻抗电压（%）空载电流（%）高压低压空载(kw)负载(kw)1sfz9-1000/10100010k0.4k yd111.710.34

40、.50.72sfz9-1000/10100010k0.4k yd111.710.34.50.73sfz9-800/1080010k0.4k yd111.47.54.50.84sfz9-500/1050010k0.4k yd110.965.1415sfz9-400/1040010k0.4k yd110.84.3413.3 总变电所位置和型式的选择 根据总变配电所位置选择的原则：变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心，但同时还要满足大负荷变配电的方便，此外，总变配电所应尽量不在生活区范围内，宗此要求，可以大致确认本设计中，主变电所设置位置应在薄膜车间和单丝车间中间附近，以此才能满足要求。参照工厂平面

41、布置图，可以选择总变配电所应挨着薄膜车间(即1#车间变电所)。3.4变压器损耗计算1） 负荷计算中，电力变压器的功率损耗可按下列公式计算：有功损耗： (3-1)无功损耗： (3-2)2） 现计算个车间变电所变压器损耗和算入损耗后的各负荷，以计算1#变电所为例：有功损耗：无功损耗：加入变压器损耗后负荷计算有功功率：=p30=832.410.37=842.77kw无功功率：=q30=385.444.86=430.26kvar视在功率：=946.2kva2#、3#、4#、5#变电所损耗计算省略，数据和结果见表3-2：表3-2 变压器损耗计算及加入损耗后负荷表变电所号变压器有功损耗（kw）变压器无功损

42、耗（kvar）加损耗后有功功率pt（kw）加损耗后无功功率qt（kvar）视在功率s30（kva）1#10.3744.86842.77430.26946.22#9.8342.52811.63435.42921.13#5.7133.86370.11518.56637.14#4.436.97256.1358.37440.55#3.837.91221.4291.413663.5高压侧无功补偿计算 所有变电所的负荷计算：=0.9（842.77+811.63+370.11+256.1+221.4） =0.92502.01=2251.8kw=0.95（430.26+435.42+518.56+358.37

43、+291.41） =0.952034.02=1932.3kvar=2967.23kva功率因数cos=/=2251.8/2967.23=0.7590.9根据设计要求，本厂功率因数cos要求在0.9以上。（工厂总配电所按国家电力部门的要求，按规定，配电所高压侧的cos0.9，本设计中要求工厂的功率因数cos在0.9以上，所以这里取cos=0.92)故需要补偿的容量：=(tan-tan)=2263.7tan(arccos0.759) - tan(arccos0.92) =966kvar拟补偿1200kvar，补偿后：=2251.8kw=-=1932.3-1200=732.3kvar=2367.9k

44、va功率因数：cos=/=0.9510.92 （满足要求），高压补偿柜型号：tbb10-1200/50。 第四章 电气主接线电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。用规定的设备文字和图形符号并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图，称为主接线电路图。电气主接线是变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的首要环节。对电气主接线的基本要求概括地说应包括电力系统整体及变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性。4.1对电气主接线的基本要求和原则4.1.1电气主接线的基本

45、要求1可靠性所谓可靠性是指主接线能可靠的工作，以保证对用户不间断的供电。衡量可靠性的客观标准是运行实践。经过长期运行实践的考验，对变电所采用的主接线经过优选，现今采用主接线的类型并不多。主接线的可靠性不仅要考虑次设备对供电可靠性的影响，还要考虑继电保护二次设备的故障对供电可靠性的影响。同时，可靠性不是绝对的，而是相对的。一种主接线对某些变电所是可靠的，而对另一些变电所可能是不可靠的。2灵活性主接线的灵活性有以下几方面要求；1)调度要求。可以灵活的投入和切除变压器、线路、调配电源和负荷，能够满足系统在事故运行方式下、检修方式下以及特殊运行方式下的调度要求。2)检修要求。可以方便的停运断路器、母线

46、及其继电保护设备，进行安全检修，且不致影响对用户的供电。3)扩建要求。可以容易的从初期过渡到终期接线，使在扩建时，无论一次和二次设备改建量最小。3经济性经济性主要是投资省、占地面积小、能量损失小。4.1.2电气主接线的原则1考虑变电所在电力系统中的地位和作用变电所在电力系统中的地位和作用是决定主接线的主要因素。变电所不管是枢纽变电所、地区变电所、终端变电所、企业变电所还是分支变电所，由于它们在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。2考虑近期和远期的发展规模变电所主接线设计应根据510年电力系统发展规划进行。应根据负荷的大小和分布、负荷增长速度以及地区网络情况

47、和潮流分布，并分析各种可能的运行方式，来确定主接线的形式以及所连接电源数和出线回数。3考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响对一级负荷，必须有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一级负荷不间断供电；对二级负荷，一般要有两个电源供电，且当一个电源失去后，能保证大部分二级负荷供电。三级负荷一般只需一个电源供电。4考虑主变台数对主接线的影响变电所主变的容量和台数，对变电所主接线的选择将产生直接的影响。通常对大型变电所，由于其传输容量大，对供电可靠性要求高，因此，其对主接线的可靠性、灵活性的要求也高。而容量小的变电所，其传输容量小，对主接线的可靠性、灵活性要求低。5考虑备用容量的

48、有无和大小对主接线的影响发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电、适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不问。例如，当断路器或母线检修时，是否允许线路、变压器停运；当线路故障时允许切除线路、变压器的数量等，都直接影响主接线的形式4.2电气主接线设计程序1、电气主接线的设计程序电气主接线的设计伴随着变电所的整体设计，即按照工程基本建设程序，历经可行性研究阶段、初步设计阶段、技术设计阶段和施工设计阶段等四个阶段。在各阶段中随要求、任务的不同，其深度、广度也有所差异，但总的设计思路、方法和步骤相同。 (1)对原始资料进行分析，具体内容如下： 1)

49、本工程情况。主要包括：变电所类型；设计规划容量；变压器容量及台数；运行方式等。 2)电力系统情况。电力系统近期及远景发展规划(510年)；变电所在电力系统中的位置(地理位置和容量位置)和作用；本期工程和远景规划与电力系统连接方式以及各级电压中性点接地方式等。 3)负荷情况。负荷的性质及地理位置、电压等级、出线回路数及输送容量等。电力负荷在原始资料中虽已提供，但设计时应该认真地辩证地分析。因为负荷的发展和增长速度受政治、经济、工业水平和自然条件等方面影响。如果设计时，只依据负荷计划数字，而投产时实际负荷小了，就等于积压资金，否则电量供应不足，就会影响其他工业的发展。 4)环境条件。当地的气温、湿

50、度、覆冰、污秽、风向、水文、地质、海拔、地震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。特别是我国土地辽阔，各地气象、地理条件相差甚大，应子以重视。对重型设备的运输条件也应充分考虑。 5)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，可拟定若干个主接线方案。因为对电源和出线回路数、电压等级、变压器台数、容量以及母线结构等考虑的不同，会出现多种接线方案(近期和远期)。应依据对主接线的基本要求，从技术上论证各方案的优缺点，

51、淘汰一些明显不合理的方案，最终保留23个技术上相当，又都能满足任务书要求的方案，再进行可靠性定量分析计算比较，最后获得技术合理、经济可行的主接线方案。 (3)主接线经济比较。 (4)短路电流计算。对拟定的电气主接线，为了选择合理的电器，需进行短路电流计算。 (5)电器设备的选择。 (6)绘制电气主接线图及其他必要的图纸。(7)工程概算。包括：主要设备器材费；安装工程费；其他费用。4.3 主接线设计主接线的基本形式，就是主要电气设备常用的几种形式，分为两大类：有汇流母线的接线形式、无汇流母线的接线形式。变电所电气主接线的基本环节是电源(变压器)、母线和出线(馈线)。各个变电所的出线回路数和电源数不同，且每路馈线所传输的功率也不一样。在进出线数较多时(一般超过4回)，为便于电能的汇集和分配，采用母线作为中间环节，可使接线简单清晰，运行方便有利于安装和扩建。但有母线后，配电装置占地面积较大，使用断路器等设备增多。无汇流母线的接线使用开关电器较少，占地面积小，但只适用于进出线回路少，不再扩建和发展的变电所。有汇流母线的接线形式主要有：单母线接线和双母线接线。以单母线接线为例。4.3.1 单母线接线 图4-1 单母线接线如图4-1 所示，单母线接线的特点是整个配电装置只有一组母线，每个电源线和引出线都经过开关电器接到同一