第一章 变电所位置及供电电源的确定
第1章 变电所位置及供电电源的确定
1.1 变电所位置的确定
本工厂总将压变电所设在工厂东北部（附图1）
1.1.1 变电所具体位置与选址原则
(1)靠电源进线侧，接近负荷中心。
(2)进出线方便，远离工厂中心区，不影响工厂厂区面积的利用。 (3)靠近铁路专线，便于变、配电设备运输。
(4)位于煤气站、锅炉房等空气污染源的上风侧、环境洁净。 (5)与锻工车间保持足够距离以免受震动影响。 （6）远离人员集中区，有利于安全且便于保卫。
1.1.2 对总将压变电所的要求
1. 因工厂距地区变电所较远，联系不便，为便于检修、维护、管理、控制，进线处应设置油断路器；
2. 根据规定，备用电源只有在主电源线路解列及主变压器故障或检修时才允许投入，因此备用电源进线开关在正常工作时必须断开；
3. 变压器二次侧设油断路器，与备用电源进线断路器组成备用电源自动投入装置（BZT ），当工作母线段失去电压时，BZT 工作使备用电源自动投入； 4. 根据3项，10KV 母线应分段，母线联络开关正常工作时投入，重要二级负荷可接在第段母线分段上，期使主电源停止供电时，不使重要负荷的供电受到影响；
5. 当主电源发生故障时，本变电所的操作电源来自备用电源断路器前的所用变压器。
根据以上要求设计总降压变电所主接线图（附图2）
1.2供电电源的确定
工厂东北方向6公里处又新建地区降压变电所，110/35/10KV,1*25MVA变压器一台作为工厂的主电源。此外，有正北方向其他工厂引入10KV 电缆作为备用电源。
第2章 变电所的负荷统计与主变压器的选择
2.1 全厂计算负荷的确定
利用法求得全厂计算负荷，见“工矿企业负荷计算表” 2.1.1 ‘ABC ’法
我国工厂设计工作者提出‘ABC ’法求计算负荷，其特点是： 1. 运用概率论的基本原理找出计算负荷与设备容量之间的关系；
2. 利用单元功率的概念和‘AB ’列表法，将繁杂的功率运算简化为台数的运算，使运算简单准确，适宜于工厂设计利用。 2.1.2 利用‘ABC ’法求计算负荷的公式
式中 D ——单台等值功率（KW ），D 可取任意值，一般取D=3KW； K ——该组用电设备的利用系数；
L
P js
=D
K
L
(A +C A +2B )
m
A =
式中
∑n K
i
i =1
i
p
ei
——该组用电设备中某一单台设备额定功率（KW ）；
n
i
——对应于该功率设备的台数。
m
B =
∑
i =1
(i
i
-1)
m
2
n
i
=
∑
i =1
[1+(-1)
i
-1)(i -1)2
]
n
=
∑[1+2+3+ +(K
i =1
m
i
]n
i
C =1. 5
1
K
-1
L
2.2主变压器的选择
据设计方案的选择结果，本期只设计1台主变压器即可满足需要，如图4-1所示：
图2-1
型号中个符号表示意义：S ：三相 J ：油浸自冷式了 L1：铝线 7：性能水平号 6300：
额定容量 35：电压等级
第3章 变电所供电系统的拟定
由于地区变电所只能提供35KV 或10KV 中的一种电压，所以将两种电压的优缺点进行扼要分析
3.1 35KV电压供电优点
1）cos ϕ要求值低，可以减少提高功率因数的补偿设备投资；
2）线路能耗小年运行费用较节省； 3)电压损失小。调压问题容易解决；
4)如建设总降压变电设总降压变电所，工厂便于集中控制管理，易于实现自动化；
5)有利于工厂的进一步扩展。
3.2 10KV电压供电优点
1）不需要投资建设工厂总降压变电所； 2）占用工厂建设面积较少；
3）根据工厂年用电量为2175万度计算，由于二部电价制，每月电费差价计算如下：设工厂有效生产时间为10个月，则每月电费差价为
21750000
10
⨯0. 55+14⨯6300-
21750000
10
⨯0. 58=
22950
故以10KV 供电可以减少产品成本； 4) 减轻维护工作量，减少工作人员。
3.3 35KV电压供电具体核算
从计算负荷值并考虑到工厂的扩展，需选择35/10KV、6300KVA 变压器一台，建设工厂总降压变电所，因此，由供电系统供给工厂的容量，必须在原有计算负荷的基础上加该变压器的功率损耗。即
P ' pjs =5428+∆P ob +∆P teb
)
P sjs P seb
2
=5428+8. 2+52⨯
)
6300
56002
=5488K W
∆U %P seb i %P seb ' =1378++P qjs
100100
)
P sjs P seb
2
=2260KVAR
35KV 侧电流为
I '
2P ' js +P js =
' q . js
2=
54882+22602
3⨯35
=98A
3⨯35
cos ' =
54882
54882+2260
=
54885935
=0. 924
考虑到本厂负荷增长是逐渐的，为了节约有色金属消耗量，根据允许发热条件选择导线截面，而为采用电流经济密度选择导线截面，于是可选择导线LGJ-35，并查得
3.4 10KV电压供电具体核算
第4章短路电流的计算
Sd max =580MVA L =5km
Sd min =265M V A
XO =0. 4Ω/km
S N =10MVA Vs %=7. 5
设基准容量S B =100MVA
基准电压 V B 1=Vav 1=37kV V B 2=Vav 2=10. 5kV 5.1.2 计算电抗
将所有电抗归算到35kV 侧：
系统电抗X1*=Xsmax*=SB/Sdmax=100/580=0.172（最大运行方式下） X1*=Xsmin*=SB/Sdmin=100/265=0.377（最小运行方式下）
架空线路电抗 X2*=XL*=XOL（SB/VB12）=0.4×5×100/372=0.146 变压器电抗 X3*=XT1*=（SS%/100）×（SB/ST1） =(7.5/100) ×(100/10)=0.75
5.2 最大运行方式下的短路点计算
5.2.1 d1点的短路电流计算
10kV 母线侧没有电源，无法向35kV 侧提供短路电流，即可略去不计，则d1点短路电流标幺值为：
I d1*〞＝
1X 1*+X 2*
1
0. 172+0. 146
==3.145
换算到35kV 侧0秒钟短路电流有名值 I ″ = I d1*〞×
S B 3U
B
=3.145×
1003⨯37
= 4.908kA
根据《电力工程电气设计手册》的相关规定，
远离发电厂的地点（变电所）取电流冲击系数Kch = 1.8，当不计周期分量的衰减时，
短路电流全电流最大有效值 Ich =
+2(Kch -1)
2
×I ″ =+2(1. 8-1) 2×4.908=7.41kA
当不计周期分量衰减时，短路电流冲击电流
ich =Kch × I″ =×1.87×I ″ = 2.55× I″ = 2.55×4.908= 12.515 kA 短路容量 S = UB × I″ = 5.2.2 d2点的短路电流计算
10kV 母线侧没有电源，无法向35kV 侧提供短路电流，即可略去不计，则d2点短路电流标幺值为：
×37×4.908 =314.52MVA
I d1*〞＝
1
X 1*+X 2*+X 3*
=
1
0. 172+0. 146+0. 75
=0.936
换算到10kV 侧0秒钟短路电流有名值 I ″ = I d1*〞×
S B 3U
B
=0.936×
1003⨯10. 5
=5.15kA
根据《电力工程电气设计手册》的相关规定，
远离发电厂的地点（变电所）取电流冲击系数Kch = 1.8，当不计周期分量的衰减时，
短路电流全电流最大有效值 Ich =
+2(Kch -1)
2
×I ″ =+2(1. 8-1) 2×5.15=7.78kA
当不计周期分量衰减时，短路电流冲击电流
ich =Kch × I″ =×1.87×I ″ = 2.55× I″ = 2.55×5.15= 13.133kA 短路容量 S = UB × I″ =
×10.5×5.15 =93.66MVA
5.3 最小运行方式下的短路点计算
5.3.1 d1点的短路电流计算
同上所得，则d1点短路电流标幺值为： I d1*〞＝
1X 1*+X 2*
=
1
0. 377+0. 146
=1.912
换算到35kV 侧0秒钟短路电流有名值 I ″ = I d1*〞×
S B 3U
B
=1.912×
1003⨯37
=2.983KA
根据《电力工程电气设计手册》的相关规定，
远离发电厂的地点（变电所）取电流冲击系数Kch = 1.8，当不计周期分量的衰减时，
短路电流全电流最大有效值 Ich =
+2(Kch -1)
2
×I ″ =
+2(1. 8-1)
2
×2.983=4.505kA
当不计周期分量衰减时，短路电流冲击电流
ich =Kch × I″ =×1.87×I ″ = 2.55× I″ = 2.55×2.983= 7.61kA 短路容量 S = UB × I″ =
×37×2.983=191.16MVA
5.3.2 d2点的短路电流计算
10kV 母线侧没有电源，无法向35kV 侧提供短路电流，即可略去不计，则d2点短路电流标幺值为：
I d1*〞＝
1
X 1*+X 2*+X 3*
1
0. 377+0. 146+0. 75
==0.785
换算到10kV 侧0秒钟短路电流有名值 I ″ = I d1*〞×
S B 3U
B
=0.785×
1003⨯10. 5
=4.317KA
根据《电力工程电气设计手册》的相关规定，
远离发电厂的地点（变电所）取电流冲击系数Kch = 1.8，当不计周期分量的衰减时，
短路电流全电流最大有效值 Ich =
+2(Kch -1)
2
×I ″ =+2(1. 8-1) 2×4.317=6.519kA
当不计周期分量衰减时，短路电流冲击电流
ich =Kch × I″ =×1.87×I ″ = 2.55× I″ = 2.55×4.317= 11.008kA 短路容量 S = UB × I″ = 以上计算结果如图5-2所示
3 ×10.5×4.317=78.51MVA
第5章 电气设备的的选择
按照设计任务书要求，本所计量在35kV 侧，因此二次绕组准确度选择：计量、测量绕组0.5级，保护绕组10P 级，单相接地监测绕组10P 级。
6.6.1.6 型号、参数选择
根据上述选择，最终35kV 电压互感器型号及参数为：户外油浸式JDJJ2- 35kV 34.5/3：0.1/3：0.1/3：0.1 kV 0.5 30VA/10P 30VA/10P 30VA。 6.6.2 10kV电压互感器的参数计算与选择 6.6.2.1 10kV电压互感器的配置原则：
1）为监视线路电压和满足计量、保护装置的需要，在10kV 的I 、II 段母线侧装设三相电压互感器。本站10kV 配电装置为户外式，因此电压互感器也为户内干式。
2）根据10kV 保护和测量、计费的需要，电压互感器二次绕组应分别配置计量、测量、保护三种绕组，对应的组别分别为：一次侧星形，二次侧计量测量、保护为星形，单相接地监测为开口三角。 6.6.2.2 一次额定电压选择
一次额定电压为Un=10kV，允许一次电压波动范围为U=10kV±10%。 6.6.2.3 二次额定电压选择
根据一次绕组接入方式为接入相电压上，电压互感器测量、计量和保护绕组二次额定电压为Un=0.1/3kV ，单相接地绕组二次额定电压为Un=0.1kV。 6.6.2.4 额定容量选择
为保证互感器的准确级，其二次侧所接负荷S2应不大于该准确级所规定的额定容量Se2。
即：Se2 ≥S2 = Ie22z2f
z2f = Vy + Vj + Vd + Vc（Ω） Vy — 测量仪表电流线圈电阻 Vj — 继电器电阻 Vd — 连接导线电阻 Vc — 接触电阻一般取0.1Ω
按照常规设计，一般二次绕组额定容量为：计量、测量75V A ，保护、接地监测30V A 。
6.6.2.5 准确度选择
根据惯例，二次绕组准确度选择：计量、测量绕组0.5级，保护绕组10P 级，单相接地监测绕组10P 级。 6.6.2.6 型号、参数选择
根据上述选择，最终10kV 电压互感器型号及参数为：户内干式JDZJ1- 10kV 10/3：0.1/3：0.1/3：0.1 kV 0.5 75VA/10P 30VA/10P 30VA 。
6.7 10kV高压柜的选择
根据上文所述：10kV 采用户内高压开关柜，选择型号为KYN28A-12的手车式开关柜，高压断路器等主要电气设备安装手车上，高压断路器等设备需要检修时，可随时拉出手车，然后推入同类备用手车，即可恢复供电。柜体规格为800×1700×2300。
第6章 输电线路的选择与敷设
第7章 变电所的继电保护与自动化装置 第8章 变电所的所用电系统 第9章 变电所的中央信号装置
第10章变电所二次回路元件的选择与屏的设计选型 第11章变电所屋内外布置 第12章变电所的防雷与接地 12.11防雷设计
第13章
第14章变电所的经济概算
2.3 负荷分析
11
12