学号:课程设计翩 曰 沙河配件厂总降压变电所及题 曰 高压配电系统设计学 院班 级学 号学生姓名指导教师年 月 日刖 言一 设计任务及要求 错误!未定义书签二负荷计算和无功补偿 错误!未定义书签一） 负荷计算方法 错误!未定义书签二） 车间用电设备组和工厂计算负荷的确定 错误!未定义书签三） 无功功率补偿及其计算 错误!未定义书签三总降压变电所的所址和型式的确定 错误!未定义书签一） 变电所所址的选择 错误!未定义书签二） 变电所型式的确定 错误!未定义书签四 确定总降压变电所主变压器型式、容量和数量 错误!未定义书签一） 确定总降压变电所主变压器型式 错误!未定义书签二） 总降压变电所主变压器台数和容量的确定 错误!未定义书签五 变配电所主接线的选择 错误!未定义书签一） 变电所主姐线 错误!未定义书签二） 变电所主接线方式 错误!未定义书签六 短路计算及设备的选择 错误!未定义书签一） 短路电流计算 错误!未定义书签二） 一次设备的选择与校验 错误!未定义书签七工厂电源进线及高压配电线路的选择 错误!未定义书签一） 变电所进出线的种类及选择方法 错误!未定义书签二） 高压配电线路的选择 错误!未定义书签。
三） 导线截面的选择及校验 错误!未定义书签八 继电器保护 错误!未定义书签一）继电保护装置的配置原则及情况 错误!未定义书签九 车间变电所的防雷保护和接地装置的设计 错误!未定义书签一） 防雷保护 错误!未定义书签二） 变电所接地装置的选择 错误!未定义书签十 设计结论 错误!未定义书签附录1 错误!未定义书签附录2 错误!未定义书签参考文献 错误!未定义书签工厂总降压变电所是工厂供配电的重要组成部分，它直接影响整个工厂供电的可 靠运行，同时它又是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换、接受和分配电能的作 用电气主接线是总降压变电所的主要环节，电气主结线的拟定直接关系着全厂电气 设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是决定变电所电气部分 技术经济性能的关键因素本设计是35/6kV降压变电所及高压配电系统的设计首先，进行车间负荷统计 和无功功率补偿，确定主变压器及各车间变压器；从技术和经济等方面，通过了两种 方案的比较，选择经济、可靠、运行灵活的主接线一次方案其次，进行短路计算和 设备的选择、校验；然后，确定工厂电源进线、母线和高压配电线路最后，进行二 次回路方案、整定继电保护、防雷保护和接地装置的设计。
设计结果可以满足精益冶金机械修造厂供电的可靠性，并保证各车间电气设备的 稳定运行关键词：负荷计算变电所主接线继电保护无功功率补偿短路计算变压器 防雷保护沙河配件厂总降压变电所及高压配电系统设计-设计任务及要求（一） 设计题目沙河配件厂总降压变电所及高压配电系统设计二） 设计要求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，并适当考虑到工厂生产 的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定总降压变电所位置，确定总 降压变电所主变压器的台数与容量、类型，选择总降压变电所主结线方案及高压设备和 进出线，确定防雷和接地装置，最后按要求绘出设计图样，完成设计说明书等技术文件三） 设计依据1. 工厂总平面布置图如图1所示图1沙河配件厂总平面布置图2. 工厂生产任务、规模及产品规格 本厂主要承担全国冶金工业系统矿山、冶炼 和轧钢设备的配件生产，即以生产铸造、锻压、铆焊、毛坯件为主体年生产规模为铸 钢件10000t,铸铁件3000t,锻件1000t,铆焊件2500t3. 工厂各车间负荷情况及车间变电所的容量 如表1和表2所示4. 供用电协议1）工厂电源从供电部门某220 / 35kV变电站以35kV双回架空线路引入本厂，其中 一路作为工作电源，另一路作为备用电源。
两个电源不并列运行变电站距厂东侧8km表1各车间和车间变电所380V负荷表序号车间（单位） 名称设备容量 （kW）需要系 rfn aTs数Kd功率因数cos e车间变电 所代号变压器 台数1铸钢车间2000车变22铸铁车间1000车变23砂库1104小计（K二 ^ 5铆焊车间1200车变161”水泵房287小计（K二 S 8空压站390车变19机修车间15010锻造车间22011木型车间18612制材场2013综合楼20114小计（K二 ^ 15锅炉房300车变1162”水泵房2817仓库（1、2）8818污水提升站1419小计（K二 S 表2各车间6kV高压负荷表序号车间（单位） 名称高压设备 名称设备容量 （kW）需要系 rfn aTs数K d 功率因数cos e1铸钢车间电弧炉2X12502铸铁车间工频炉2X2003空压站空压机2X250小 计2） 系统的短路数据，如表3所示其供电系统图，如图2所示3） 供电部门对工厂提出的技术要求：①区域变电站35kV馈电线路定时限过流保护 装置的整定时间top=2s，工厂总降压变电所保护的动作时间不得大于②工厂在总降压 变电所35kV电源侧进行电能计量。
③工厂最大负荷时功率因数不得低于4） 供电贴费为800元/kVA每月电费按两部电费制：基本电费为25元/kVA，动力 电费为元/kW - h,照明电费为元/kW - h5. 工厂负荷性质 本厂为三班工作制，年最大有功利用小时为6000h,属二级负荷 车间变电所供电电源为10kV各车间6kV高压负荷由相应的车间变电所供电表3区域变电站35kV母线短路数据系统运行方式系统短路容量系统运行方式系统短路容量系统最大运行方式时S =200MVA系统最小运行方式时S . =175MVA6.工厂自然条件图2沙河配件厂供电系统图（1） 气象资料 年最高气温38°C，年平均气温26°C，年最低气温-4°C，年最热月平 均最高气温36C,年最热月平均气温31C年最热月地下0.8m处平均温度24C,常年 主导风向为东南风，覆冰厚度4mm，年雷暴日数262） 地质水文资料 平均海拔500m，地层以粘土为主，地下水位3.5m四）设计任务要求在规定时间内完成下列工作量；1. 设计说明书需包括以下主要内容：1）负荷计算2）变电所位置的选择3） 变电所主变压器台数和容量、类型的选择4）变电所主结线方案的设计（要求从两个以 上较为合理的方案中优选）。
5）短路电流的计算6）变电所一次设备的选择与校验7） 变电所进出线的选择8）防雷保护概述和接地装置的设计9）参考文献参见“目录” 参考格式）2. 设计图样变电所主结线图（CAD） 1张3. 明细表 主要设备、器件明细表1张，需注明主要设备、器件的代号、名称、型号（规格）、数量等详见“明细表”参考格式）二负荷计算和无功补偿（一）负荷计算方法负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种我国目前普遍采用 的确定计算负荷的方法有需要系数法和二项式法需要系数法的优点是简便，适 用于全厂和车间变电所负荷的计算，二项式法适用于机加工车间，有较大容量设 备影响的干线和分支干线的负荷计算但在确定设备台数较少而设备容量差别悬 殊的分支干线的计算负荷时，采用二项式法较之采用需要系数法合理，且计算也 较简便本设计采用需要系数法确定1、 单组用电设备的计算负荷的确定主要计算公式有有功功率 P = P X K （2-1）无功功率 Q：0= P30 X'如甲 （2-2）视在功率 %=匕/骨=«3 % （2-3）计算电流 130 = S30 h^UN （2-4）式中P%、g0、S30 ——用电设备组的有功、无功、视在功率的计算负荷；p：—用电设备组的设备总额定容量；ta；中——功率因数角的正切值；130 ——用电设备组的计算负荷电流；U——额定电压。
2、 多组用电设备的计算负荷的确定主要计算公式有功功率 P30 = K E-p £ P30 . i （2-5）无功功率 Q30 = K Eq E P30 - i （2-6）i视在功率 S30 =Y' P302 + Q302 （2-7）I =M计算电流 30 ^Un （2-8）式中E P30. i 所有设备组有功计算负荷p 30之和；K E.p 有功负荷同时系数，本设计取；E Q 30 -——所有设备组无功计算负荷Q 30之和；K E.q 无功负荷同时系数，本设计取二）车间用电设备组和工厂计算负荷的确定由于本设计需要选择设备，应该采用比较详细的的计算方法，这里选择逐级计算法 逐级计算方法是指根据用户的供配电系统图，从用电设备开始，朝电源方向逐级计算， 最后求出用户总的计算负荷的方法本次设计的供配电系统图如图2-1所示1、 车间变电所低压侧计算负荷的确定根据以上公式，以铸钢车间为例进行负荷统计：由已知数据p = 2000kW， K = 0.4， cos^ = 0.65， tan 中=1.17可得 P = K P = 0.4 x 2000 = 800kWQ = P tan 中=800 x 1.17 = 936k var3°t 30-1 P 800S = ―3e-^ = 065 = 1231kVAS 1231I =t-^ = = 1870.3A30t <3U <3 x 0.38用同样的方法可求得其他车间的计算负荷如表一所示：图2-1供配电系统图2、 车间变电所高压侧计算负荷的确定主要计算公式有P = P +AP （2-9）Qc = Q^ + AQ （2-10）S =\.P 2 + Q 2 （2-11）其中：AP = 0.015S，AQ = 0.016S。
P = P +AP = 800 + 0.015 x 1231 = 818.47 kWQ = Q +AQ = 936 + 0.06 x 1231 = 1009.88 k varSc1 = V + Qc1 = 1300kVAP = P 2 + AP = 429.3 + 0.015 x 628.74 = 438.7kW《=Q2 + AQ = 459.37 + 0.06 x 628.74 = 497.7 k varS =J P + Q = 663kVA表2-1各车间380V侧负荷统计表编车间（单设备Kdcostan计算负荷号位）名称容量kW◎◎P30/ kWQ3d k varF kVA130/ A1铸钢车间20008009362铸铁车间1000400408砂 库11077小计K 0.93110459. 93铆焊车间12003601#水泵房2821小 计K 0.912284空七压站390机修车间150锻造车间22066木型车间186制材场20综合楼2010180小计K. = 0.99865锅炉房3002252#水泵房2821仓 库（1、2）88污 水提升站14小计K = 0.9430201总计"0.920674879Pc3 = P 3 + AP = 342.9 + 0.015 x 739.94 = 354.0kWQC 3 = Q 3 + AQ = 656.0 + 0.06 x 739.94 = 700.4k varSC 4 =^l PC42 + QC 42 = 784.78kVAPC4 = P 4 + AP = 471.33 + 0.015 x 670.55 = 481.39kW QC4 = Q 4 + AQ = 476.95 + 0.06 x 670.55 = 517.76k varSC4 = ‘,J + QC42 = 706.98kVAP = P +AP = 253 + 0,015 x 322.78 = 257.85kWQ = Q +AQ = 201 + 0.06 x 22.78 = 220.38k varS =^P 2 + Q 2 = 339.2kVA6kV高压设备的计算负荷P = 2 x 1250 x 0.9 = 2250kW 1P = 2 x 200 x 0.8 = 320kW2P = 2 x 250 x 0.85 = 425kW 3Q = 2250 x 0.57 = 1282.5k varQ = 320 x 0.48 = 154k varQ = 425 x 0.62 = 264k varP = K x (P + P + P) = 0.9 x 2995 = 2696Q = K x (Q. + Q + Q ) = 0.9 x 1699.6 = 1524k varS = (P 2 + Q2 = 3097kVA3、 总降压变电所二次侧计算负荷的确定主要计算公式有P = K x£P (2-12)Q = K x^Q (2-13)P = 0.9 x (818.47 + 438.7 + 3目4.1 + 481.4 + 257.85 = 1995) = 4811kWQ ' = 0.9 x (1009.88 + 497.09 + 700.4 + 517.18 + 219.37 +1699.6) = 4176k varS ' =(P，2+ Q，2 = 6370.6kVA4、 总降压变电所一次侧计算负荷的确定主要计算公式P " = P ' +AP (2-14)Q " = Q ' +AP (2-15)S " = \：'P"2 + Q"2 (2-16)P - = 4811 + 0.015 x 6370.6 = 4906.6kWQ = 4176 + 0.06 x 6370.6 = 4558.2k varS] = + Q；2 = 6697kVAC 表2-2工厂负荷统计表计算内容cospPcQAPAQSI c车间1T 计算负 荷1T低压侧负荷800C936C1231C1870变压器1T损耗1T高压侧负荷10101300125车间2T 计算负 荷2T低压侧负荷460629956变压器2T损耗2T高压侧负荷663车间3T 计算负 荷3T低压侧负荷3436567401124变压器3T损耗3T高压侧负荷车间4T 计算负 荷4T低压侧负荷6711020变压器4T损耗4T高压侧负荷707车间5T 计算负 荷5T低压侧负荷253201323491变压器5T损耗5T高压侧负荷339. 2铸钢车间225012582587249铸铁车间32015435534空压站425264500486KV侧总计算负荷481141766371613总降变损耗382全厂计算负荷490745586697（三）无功功率补偿及其计算本设计要求工厂最大负荷时功率因数不得低于，综合考虑经济效果，选用高压集中 补偿。
高压集中补偿是指将高压电容器组集中装设在总降压变电所6〜10kV母线上，如 图2-2所示该补偿方式只能补偿总降压变电所的6〜10kV母线之前的供配电系统中由 无功功率产生的影响，而对无功功率在企业内部的供配电系统中引起的损耗无法补偿， 因此补偿范围最小，经济效果较其它补偿方式差但由于装设集中，运行条件好，维护 管理方便，投资较少且总降压变电所6〜10kV母线停电机会少，因此电容器利用率高图2-2高压电容器集中补偿的结线其功率补偿计算如下：6kV高压母线进行自动补偿cos © = - = 4811 = 0.755S 6370.6Q = P x (tan tan)=4811 x (0.87 - 0.43)=2117k var查表可选型电容器，其个数为2117n = = 17.6120 (取18 个)则实际补偿容量为18 x 120 = 2160k var补偿后6KV二次侧视在计算负荷为S =、［P2 +(Q' - Q )2 =(41182 +(4 1 76-2160)2 = 5216kVA6kV 一次侧计算负荷为 CP - = P + AP，= 4811 + 0.015 x 5216 = 4889kWQ ' = Q' + AQ = (4176-2160)+0.06 x 5216=2329kvarS ' = ^P2 + Q2 = 5415kVAC , 4889cos ©' = = 0.9035415满足要求。
表1-3 6kV高压母线自动补偿前后计算负荷及功率因数统计项目cos ©计算负荷P /kV (AP)Q/kW (AQ)(S /kVAI /A6kv侧补偿前负荷481141766136kv侧无功补偿容量-21606kv侧补偿后负荷481120165216502主变压器功率损耗7831335kV侧负荷总计488923295415三总降压变电所的所址和型式的确定（一）变电所所址的选择1、变电所所址选择的一般原则选择工厂变配电所的所址，应根据下列要求经技术、经济比较后确定：1） 尽量接近负荷中心，以降低配电系统的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量2） 进出线方便，特别是要便于架空进出线3） 接近电源侧，特别是工厂的总降压变电所和高压配电所4） 设备运输方便，特别是要考虑电力变压器和高低压成套配电装置的运输5） 不因设在有剧烈震动或高温的场所，无法避开时，应有防震和隔热的措施6） 不应设在多尘或有腐蚀性气体的场所，当无法远离时，不应设在污染源盛行风向 的下风侧7） 不应设在厕所'浴室或其他经常积水场所的正下方,且不宜与上述场所相贴邻8） 不应设在有爆炸危险的正上方或正下方，且不宜设在有火灾危险环境的正上方或 正下方，当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗邻时，应符合国家标准GB50058-92《爆炸 和火灾危险环境电力装置设计规范》的规定。
9） 不应设在地势低洼和可能积水的场所10） 高压配电所应尽量与临近车间变电所或有大量高压用电设备的厂房合建在一 起2、负荷中心的确定变电所位置应尽量接近负荷中心，工厂的负荷中心用功率矩法确定在工厂平面图的下侧和左侧，任作一直角坐标的x轴和y轴，按1/5000的比例测 出各车间和生活区的负荷中心点的坐标位置标于图中，例如：P （x ,y ）、P （x , y ）……1 1 1 2 2 2而工厂的负荷中心设在P（x,y），P = P + P + P +…… =£P，按负荷功率矩法确定负荷1 2 3中心=以 Px )(3-1)(3-2)x = z Pli=Z( Py) y~ z Pi各车间标注如下：铸钢车间一1,铸铁车间一2,砂库一3,铆焊车间一4，1#水泵房一5，空压站一6，机修车间一7，综合楼一11，锅炉房一12,P , P , P , P , P , 1 2 3 4 5P15，锻造车间一8,木型车间一9,制材厂一10, 2#水泵房一13，仓库一14，污水提升站一15P6， P7， P8， P9， P10， P11，P12， P13P14，由前计算可知：P = 800 + 2250 = 3050 P2 = 440 + 320 = 720 P = 77P = 331.5 + 425 = 756.5 P = 37.5 P8 = 66 P9 = 65 P10 = 5.6 P11 = 18 P12 = 225P13 = 21 P14 = 26 P15 = 9 7z P = P + P + P + P + P + P + P + P + P + P + P + P + P + P + P = 5457.6i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15P = 3604P = 215图3-1工厂总平面布置图z (Px ) 3050 X 2.6 + 720 x 6.4 + 77 x 5.4 + 360 x 2.8 + 21 x 0.9 + 756.5 x 5.9X = i~1 = +z Pi5457.637.5x6 + 66x8.3 + 65x9 + 5.6x10 +18x10.7 + 225x0.9 + 21x 0.7 + 26x3.2 + 9x 7.6 o „ =3.75457.61(Py ) 3050x 7.3 + 720x 7.4 + 77 x 5.1 + 360 x 9.5 + 21x10.7 + 756.5 x 9.637.5 x 10.1 y — i~~i— = +Z P 5457.6i66x9.9 + 65 x 8.5 + 5.6x 6.9 +18x10 + 225 x 3.4 + 21x 4 + 26x1.6 + 9 x3.9 「/ —7.65457.6计算所得的负荷中心为，。
按图纸比例及综合考虑变电所位置选择的原则后，确定，为总降压变电所坐标中心, 如图3-1中所示二） 变电所型式的确定变电所是接受电能、变换电压、分配电能的环节，是供配电系统的重要组成部分 变电所按其在供配电系统地位合作用，分为总降压变电所、独立变电所、车间变电所、 杆上变电所、建筑物及高层建筑物变电所1、 总降压变电所大中型企业，由于负荷较大，往往采用35〜110kV电源进线，降压至10kV或6kV 再向各车间变电所和高压用电设备配电这种降压变电所称为总降压变电所一般来讲， 企业规模不太大，车间或生产厂房布局比较集中，应尽量设一个总降压变电所，这样既 节省投资，又便于运行维护但如果企业规模较大，且有两个或两个以上的集中大负荷 用电车间群，而彼此之间相距又较远时，可以考虑设立两个或两个以上的总降压变电所2、 车间变电所车间变电所主要有以下两种类型1）车间附设变电所附设变电所利用车间的一面或两面墙壁，而其变压器室的大门朝外开，车间附设变 电所又分为内附式（如图3-2中a）和外附式（如图3-2中b）内附式变电所要占用 一定的车间面积，但其在车间内部，故对车间外观没有影响外附式变电所在车间的外 部，不占用车间面积，便于车间设备的布置，而且安全性也比内附式变电所要高一些。
2）车间内变电所变压器室位于车间内的单独房间内（如图3-2中c），虽然这种变电所占用了车间内的 面积，但它处于负荷的中心，因而可以减少线路上的电能损耗和有色金属消耗量由于设在车间内其安全性要差一些，故适用于负荷较大的多跨厂房内，在大型冶金 企业中比较多见图3-2变电所类型图3）变配电所有屋内式和屋外式两大型式屋内式运行维护方便，占地面积少在 选择工厂总变配电型式时，应根据具体地理环境，因地制宜；技术经济合理时，应优选 用屋内式3、最终方案的确定本设计变电所是将35kV的电源进线降至6kV，再向各车间变电所和高压用电设备配 电所以应设立总降压变电所，且设为屋内式，各个车间设立车间变电所，车间变电所 也设为屋内式，它虽然占据了车间的位置，但是它处于负荷中心，因而可以减少线路上 的电能损耗和有色金属消耗量四确定总降压变电所主变压器型式、容量和数量（一） 确定总降压变电所主变压器型式变压器是变电所中关键的一次设备，其主要功能是升高或降低电压，以利于电能的 合理输送、分配和适用在选择变压器时，应选用低损耗节能型变压器，如S9系列或 S10系列供电系统中没有特殊要求和民用建筑独立变电所常采用三相油浸自冷电力变 压器（S9、S10-M、S11、S11-M 等）.本设计选择S9系列三相油浸自冷电力变压器。
二） 总降压变电所主变压器台数和容量的确定1、主变压器台数的选择（一） 主变压器台数应根据负荷特点和经济运行要求进行选择1、 应满足用电负荷对可靠性的要求在有一、二级负荷的变电所中，选择两台主 变压器，当在技术、经济上比较合理时，主变压器选择也可多于两台2、 对季节性负荷或昼夜负荷变化较大的宜采用经济运行方式的变电所，技术经济 合理时可选择两台主变压器3、 三级负荷一般选择一台主变压器，负荷较大时，也可选择两台主变压器二） 选择主变压器台数按其负荷性质要求为：车间为三班工作制，年最大有功负荷利用小时数为6000h，属于二级负荷由供电部门对工厂提出的技术要求：1、 本车间变电所从本厂220/35kV变电站以35kV双回路架空线路引入本厂一路 作为工作电源，另一路作为备用电源，两个电源不并列运行，变电站距厂东8km2、 工厂总降压变电所35kV电源侧进行电能计量3、 区域变电站35 kV馈电线路定时限过电流保护装置的整定时间Top=2s，工厂总 降压变电所保护的时间不的大于4、 工厂最大负荷时功率因数不得低于三） 根据以上工厂的负荷性质和电源情况，工厂总降压变电所的主变压器考虑装 设一台或两台主电力变压器两种方案。
2、主变压器容量的选择1) 装设一台时，应满足：主变压器容量SNT应不小于总计算负荷S30，即S 牝(1.15~1.4)S (4-3)2) 装设两台时，应满足：每台变压器的容量、心不应小于总的计算负荷S30的60%，最好为总计算负荷的70%左右，即 " 30S 牝(0.6 ~ 0.7)S (4-4)同时每台主变压器容量Sn.t不应小于全部一、二级负荷之和s 30( i+x)，即S > S (4-5)(一)各车间变电所所选变压器的台数及容量3：0( I+X)Sn > (0.6 ~ 0.7)S30 = (0.6 ~ 0.7) x 1231 = (737.6 ~ 861.7)kVAS > S = 1231kVA选择两台S9-1250/6变压器S > (0.6 ~ 0.7)S = (0.6 ~ 0.7) x 629 = (377.4 ~ 440.3)kVAS > S = 629kVA选择两台S9-630/6变压器 村 +S > (1.15 ~ 1.4)S = (1.15 ~ 1.4) x 740 = (851 ~ 1036)kVA选择一台S9-1000/6变压器 30S > (1.15 ~ 1.4)S = (1.15 ~ 1.4) x 671 = (771.65 ~ 939.4)kVA选择一台S9-800/6变压器。
30S > (1.15 ~ 1.4)S = (1.15 ~ 1.4) x 323 = (371.45 ~ 452.2) kVA选择一台S9-400/6变压器 30(二)总降压变电所变压器容量和台数的选择：装设两台时，S > (0.6 ~ 0.7)S = (0.6 ~ 0.7) x 5415 = (3249 ~ 3601.5)kVA S > S = 5415kVA 选择S9-6300/35型变压器 村 +装设一台时，S > (1.15~ 1.4)S = (1.15~ 1.4)x5415 = (6227.25 ~ 7581)kVA, 选择S9-8000/35型低损耗配电变压器3、绕组数和接线组别的确定该变电所有二个电压等级，所以选用双绕组变压器，35KV采用Y形连接，6KV采 用△连接，连接组型号为Yd114、冷却方式的选择主变压器一般采用的冷却方式有：自然风冷、强迫油循环风冷、强迫油循环水冷、 强迫导向油循环冷却油浸自冷式就是以油的自然对流作用将热量带到油箱壁和散 热管，然后依靠空气的对流传导将热量散发，它没有特制的冷却设备而油浸风 冷式是在油浸自冷式的基础上，在油箱壁或散热管上加装风扇，利用吹风机帮助 冷却。
加装风冷后可使变压器的容量增加 30%〜35%强迫油循环冷却方式，又分 强油风冷和强油水冷两种它是把变压器中的油，利用油泵打入油冷却器后再复 回油箱油冷却器做成容易散热的特殊形状，利用风扇吹风或循环水作冷却介质， 把热量带走考虑到冷却系统的供电可靠性，要求及维护工作量，首选自然冷却方式五变配电所主接线的选择（一） 变电所主姐线1、 对变电所主接线的要求变电所的主接线是实现电能输送和分配的一种电气接线，应根据变配电所在供电系 统中的地位、进出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并应满足安全、可靠、 灵活和经济等要求2、 变电所主接线方案的比较表5-1两种主接线方案的比较比较项目装设一台主变压器的方案装设两台主变压器的方案技 术 指 标供电安 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，电压损耗略 大由于两台主变并列，电压 损耗略小灵活方 便性只一台主变，灵活性稍差由于有两台主变，灵活性较好扩建适 应性稍差一些更好一些经 济 指电力变 压器的综 合投资额查表得S9—10000/35单价 为万元，查表得变压器综合投 资约为其单价的2倍，因此其 综合投资为2X万元二万查表得S9—8000/35单价 为万元，因次两台综合投资为 4X=万元，比一台主变方案多 投资123万标高压开 关柜的综 合比较查表得JYN1-35型柜按每 台万元计，查表得其综合投资 按设备价倍计，因此其综合投 资约为4XX万元=39万元查表得11台JYN1-35柜， 其综合投资约为11XX=万 元，比一台主变的方案多投资 万元电力变 压器和高 压开关柜 的年运行 费查表计算，主变和高压开关 柜的折旧和维修管理费每年为 万元主变压器和高压开关柜 的折旧费和维修管理费每年 为万元，比装设1台主变压器 的方案多消耗约万元技 术 指 标交供电 部门的一 次性供电 贴费按700元/kVA计，贴费为 10000X万元=700万元贴费为2X8000X万元 =1120万元，比一台主变压器 多投资420万根据前面考虑的两种变压器选择方案可设计下面两种主接线方案: （1）装设一台主变压器的主接线方案（2）装设两台主变压器的主接线方案分别对两种主结线方案的比较。
一） 技术经济指标比较，见表5-1从上表可以看出，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 主接线方案，从按经济指标，则装设一台主变的方案优于装设两台主变的方案二） 通过负荷情况进行比较主变压器台数应根据负荷特点和经济运行要求进行选择当符合下列条件之一时， 应装设两台及以上主变压器：（三） 综合上述方案比较，考虑到本厂属于二级负荷，如出现中断供电，在经济上 的损失远多于所装设的费用，且有较大的集中负荷，如铸钢车间，决定采用装设两台主 变的方案二） 变电所主接线方式主结线对变电所设备选择和布置，运行的可靠性和经济性，继电保护和控制方式都 有密切关系，是供电设计中的重要环节对于电源进线电压为35kV及以上的大中型工 厂，通常是先经工厂总降压变电所降为6kV的高压配电电压，然后经车间变电所，降为 一般低压设备所需的电压1、 变电所常用主接线供配电系统变电所常用的主接线基本形式有线路一变压器组接线、单母线接线和桥 式接线3种类型2、 总降压变电所主接线方式的选择总降压变电所主结线图表示工厂接受和分配电能的路径，由各种电力设备（变压器、 避雷器、断路器、互感器、隔离开关等）及其连接线组成，通常用单线表示。
主结线对 变电所设备选择和布置，运行的可靠性和经济性，继电保护和控制方式都有密切关系， 是供电设计中的重要环节以下有两种接线方式：（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电路图如图5-1 （a）,这种主结线多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a）内桥式主接线 （b）外桥式主接线图5-1 桥式接线（二）一次侧采用外桥式结线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所主电路图如图5-1（b），这种主结线的运行灵活性也较好，供电可靠性同样较高，适用于一、二级负 荷的工厂3、高压配电系统主接线方式的选择配电系统起接收和分配电能的作用，其位置应当尽量靠近负荷中心，配电系统一般为单母线制，根据负荷的类型及进出线数目可考虑将母线分段以下是两种接线方案：（一） 单母线不分段接线（如图5-2a）当只有一路电源进线时，常采用这种接线优点：接线简单、清晰，使用设备少，经济 性比较好，由于接线简单，操作人员发生误操作的可能性就小缺点：是可靠性和 灵活性差当电源进线、母线或母线隔离开关发生故障或进行检修时，全部用户供 电中断这种接线可用于对供电连续性要求不高的三级负荷用户，或者有备用电源 的二级负荷用户。
a） 单母线不分段主接线 （b） 单母线分段主接线图5-2高压配电系统的接线方案（二） 单母线分段接线（如图5-2b）当有双电源供电时，常采用单母线分段接线，单母线分段可以分段单独运行，也可 以并列同时运行优点：供电可靠性较高，操作灵活，除母线故障或检修外，可对用户 连续供电缺点：母线故障或检修时，仍有50%左右的用户停电具有两路电源进线时，采用单母线分段接线，可对一、二级负荷供电，特别是装设 了备用电源自动投入装置后，更加提高了用断路器分段单母线接线的供电可靠性本次设计的冶金机械修造厂是连续运行，负荷变动较小，电源进线较长（8km），主 变压器不需要经常切换，另外再考虑到今后的长远发展采用一次侧内桥式接线、二次 侧单母线分段的总降压变电所主结线（如图5-3）三）总降压变电所主接线图如附图图5-3总降压变电所内桥式主接线图六短路计算及设备的选择(一) 短路电流计算1、 短路计算的方法进行短路电流计算，首先要绘制计算电路图在计算电路图上，将短路计算所考虑 的各元件的额定参数都表示出来，并将各元件依次编号，然后确定短路计算点短路计 算点要选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。
接着，按所 选择的短路计算点绘出等效电路图，并计算电路中各主要元件的阻抗在等效电路图上， 只需将被计算的短路电流所流经的一些主要元件表示出来，并标明其序号和阻抗值，然 后将等效电路化简对于工厂供电系统来说，由于将电力系统当作无限大容量电源，而 且短路电路也比较简单，因此一般只需采用阻抗串、并联的方法即可将电路化简，求出 其等效总阻抗，最后计算短路电流和短路容量2、 短路计算过程短路电流计算的方法，常用的有欧姆法和标幺制法本设计采用标幺制法进行短路电流的计算计算公式有(6-1)(6-2)(6-3)电力系统的电抗标幺值X；二七 / s°c架空线路的电抗标幺值SX ; = X o l - i d电力变压器的电抗标幺值X * = M 二3 100 SN供电系统短路示意图如图6-1所示取基准容量为S = 100MVA，基准电压U = 37kV、U = 6.3kV相应的基准电流分 别为 Id 1、Id2一)最小运行方式下短路电流的计算1、求K-1点的短路电流和短路容量(U 1 =37kV)图6-1短路计算电路图(1)计算短路电路中各元件的电抗标幺值 电力系统的电抗标幺值X * = S / S =100 = 0.571 d oc 175架空线路的电抗标幺值X* = X l~L^ = 0.4X8X100 = 0.232 。
U 2 372其中X为导线的单位长度电抗平均值，查表得为0.4Q/km绘K-1点的短路等效电路图，如图6-2(a)所示，并计算其总电抗标幺值X * = X * + X * =(2)计算K-1点的三相短路电流和1短路容量2K-1点所在电压级的基准电流为S 100 1 A=1.56kAV'3U <3 x 37018 =125K-1点短路电流各值I *K-1 X *S K -1I = I I * = 1.56 x 1.25 = 1.95kAi = 2.551 = 2.55 x 1.95 = 4.97kAsh s K-1SK 1 = —— = 100 X 1.25 = 125MVAS K-12、求K-2点的短路电流和短路容量(Uc2 = 6.3kV )(1) 计算短路电路中各元件的电抗标幺值变压器T1,T2的电抗标幺值=工.七=荣x坚=1.19100 Sn 100 6.3(a) K-1点的短路等效电路图(b) K-2点的短路等效电路图图6-2最小运行方式下的短路等效图所以K-2点的短路等效电路图如图5-2(b)所示，并计算其总电抗电抗标幺值1.19 一，X* 2 = X 1* + X* + X* / /X* = 0.57 + 0.23 + 亍=1.4(2)计算K-2点的三相短路电流和短路容量K-2点所在电压级的基准电流为, S 100I — — d d 1 <3Ud 1K-2点短路电流各值1——=9.16kA v'3 x 6.31=0.711.4I *K-2 X *S K-2I = I I* = 9.16 x 0.71 = 6.5kAi = 2.551 = 2.55 x 6.5 = 16.58kASS = —— = 100 x 0.71 = 71MVAS K-2(二)最大运行方式下短路电流的计算1、求K-1点的短路电流和短路容量(U1 =37kV) (1)计算短路电路中各元件的电抗标幺值电力系统的电抗标幺值X * = S / S = 100 = 0.51 d oc 200绘K-1点的短路等效电路图，如图6-3(a)所示，并计算其总电抗标幺值X*' = X *' + X *' = 0.73(2)计算K-1点的三相短路电流和短路容量之K-1点所在电压级的基准电流为S& d "龙 x 37100—= =1.56 泌K-1点短路电流各值1=1.37X *' 0.73E K-1I' = I I*' =1.56 X1.37 — 2.14kAi — 2.551 — 2.55 x 2.14 — 5.46kASS，k 1 ——— —100 x 1.37 —137MVAEK-12、求K-2点的短路电流和短路容量(U = 6.3kV )c 2(1)计算短路电路中各元件的电抗标幺值I *K-1电力系统的电抗标幺值X * = S / S = '°° = 0.51 d oc 200绘K-2点的短路等效电路图，如图6-3(b)所示，并计算其总电抗1.19X*' = X* + X* + X* //X* = 0.5 + 0.23 + — = 1.325K-2 1 2 3 4 2(2)计算K-2点的三相短路电流和短路容量K-2点所在电压级的基准电流为T S 100I — —^=~d d 1 <'3Ud 1K-2点短路电流各值__:——=9.16 泌 <3 x 6.31 =0.755 1.325I * '=——■K - 2 X *E K-2I' = I I*' = 9.16 x 0.755 = 6.92kAi = 2.551 = 2.55 x 6.92 = 17.65 kAsh K - 2SS' = —— = 100 x 0.755 = 75.5MVAK-2 X *'E K-2（a） K-1点的短路等效电路图 （b） K-2点的短路等效电路图图6-3最大运行方式下的短路等效图同理可其它各车间二次侧的短路电流，计算结果见表6-1。
3、短路电流计算结果表6-1三相短路电流计算结果表短路计算点运行方式三相短路电流/kA三相短路容量/MVAI"ISkK-1最大ShSh137最小125K-2最大最小71K-3最大19最小K-4最大最小K-5最大12最小K-6最大最小K-7最大50最小48（二）一次设备的选择与校验1、一次设备选择及校验的条件共配电系统中的电气设备是在一定的电压、电流、频率和工作环境条件下工作的， 电气设备的选择，除了应满足在正常工作时能安全可靠运行之外，还应满足在短路故障 时不至损坏的条件，开关电气还必须具有足够的断流能力，并适应所处的位置、环境温 度、海拔高度，以及防尘、防火、防腐、防爆等环境条件一） 电气设备的选择应遵循以下3个原则1、 按工作环境及正常工作条件选择电气设备2、 按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定3、 开关电器断流能力校验（二） 一次设备选择校验见表6-2为了保证一次设备安全可靠的运行，必须按下列条件选择和校验：1、 按正常工作条件，包括电压、电流、频率、开断电流等选择2、 按短路条件，包括动稳定和热稳定来校验3、 考虑电气设备运行的环境条件如温度、湿度、海拔以及有无防尘、防腐、防火、 防爆等要求。
4、 按各类设备的不同特点和要求进行选择表6-2 一次设备的选择和校验项目一次设备名称额定电 压/V额定电 流/A开断电 流/kA短路电流校验环境 条件其他动稳 定热稳 定高压熔 断器VVVXV高压隔 离开关VVXVVV操作性能高压断 路器VVVVVV操作性能电流互 感器VVXVVV二次负载 准确级电压互 感器VXXXXV二次负荷 准确级支柱绝 缘子VXXVXV母线XVXVVV备注表中“V”表示必须校验项目，“X”表示不必校验项目，无任何标记的 一般不用校验（三）按正常工作条件选择1、 环境条件（户内/户外）2、 按工作电压选择设备的额定电压不应小于所路的额定电压，即U > U （6-4）但需注意：使用限流式高压熔断器时:熔断器的额定电压应与线路额定电压相同3、按工作电流选择设备的额定电流不应小于所在电路的计算电流，即(6-5)I > IN-e 304、按断流能力选择设备的额定开断电流或断流容量不应小于设备分断瞬间的短路电流有效值或短路容量，即Ioc > IK (6-6)七淡K (6-7)（四）按短路情况选择按上述情况选择的电器是否能经受住短路电流电动力与热效应的考验，还必须进行 校验。
技术规范规定，对下列情况不进行动稳定和热稳定校验1、 用熔断器保护的；2、 用限流电阻保护的电器及导线；3、 架空电力线路2、35kV高压设备的选择及校验由于本厂所在地区的夏季温度较高，因此在设备选型时对设备的防爆性能做充分考 虑，配电装置宜采用室内布置形式一）35kV开关设备选择由于本设计是35kV电源进线，则可选用移开式高压开关柜，这里选择JYN1-35型JYN1-35型高压开关柜的主要电气设备见表6-3二）对主要设备进行校验：1、高压断路器的校验装设地点选择断路器SN10-35。