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1、新疆工业高等专科学校毕业设计机械制造厂供电系统设计郭俊威系别：电气与信息工程系专业班级：电气自动化 07-34（1）班指导教师：石 黄 霞完成日期：2010 年 6 月 17 日新疆工业高等专科学校毕业设计（论文）任务书一、题目：机械制造厂供电系统设计二、指导思想和目的：通过实习和设计让我熟悉了供配电系统的意义和基本要求，掌握了对供配电系统及变电所设计的基本步骤和方法，达到了对供配电系统有一个初步的感性认识并且能够独立的分析和设计一些用电企业供配电系统及变电所的要求。三、设计任务或主要技术指标：1、工厂供电的意义和要求2、负荷计算及功率补偿3、变电所位置及变压器的选择4、短路电流计算5、一次设
2、备的选择及保护6、二次设备的选择及保护7、系统的防雷与接地保护四、设计进度与要求：1）：布置设计任务，深入了解设计内容，阅读参考资料，学习有关内容。2）：先对该机械厂的负荷进行计算，然后确定主接线方案。3）：选择变电所的位置，并对短路电流进行计算。4）：根据主接线方案及短路电流选择电缆和母线。5）：选择高低压开关设备并校验。6）：对继电装置整定及二次保护，设计系统的防雷和接地保护。7）：修改格式、打印设计报告。总结，准备毕业答辩，完成答辩。五、主要参考书及参考资料：1 刘介才 工厂供电高等教育出版社 2003 年 7 月2 李宗纲、刘玉林工厂供电设计西安交通大学出版社 2005 年 8 月3
3、苏文成 工厂供电机械工业出版社 2005 年 9 月专业班级：电气自动化 07-34（1）班学生：郭俊威 指导教师：石黄霞年月日教研室主任（签名）：系（部）主任（签名）：年月日新疆工业高等专科学校毕业设计（论文）评定意见书设计（论文）题目：机械制造厂供电系统设计专题：机械制造厂供电系统设计设 计 者：姓名郭俊威专业电气自动化班级电气自动化 0734（1）班设计时间：2010 年 4 月 5 日2010 年 6 月 17 日指导教师：姓名石黄霞职称单位新疆工业高等专科学校评 阅 人：姓名职称单位评定意见：评定成绩：指导教师（签名）：年月日评阅人（签名）：年月日答辩委员会主任（签名）：年月日毕业设
4、计评定意见参考提纲1.学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。2.设计或论文（说明书）的优缺点，包括：学生理论水平、独立实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力、勤勉态度等。3.设计或论文（说明书）中较成功的部分。4.作毕业设计或论文（说明书）时遇到的困难和问题。电气与信息工程系毕业答辩情况记录表答辩人姓名郭俊威班级0734（1）专业电气自动化设计题目机械制造厂供电系统设计指导老师石黄霞答辩日期2010 年 6 月 17 日答辩时间时分时分自述回答问题小结答辩组长：年月日摘 要该设计是关于工程机械制造厂供电系统及变电所的设计。设计的思路是依据国家规范要求以及该厂二类负荷对供电可靠性的要求
5、，制定设计方案及供电措施。在该设计中，依据给定的设计范围和基础资料，建立起适合自身生产和发展需要的供电系统。该企业的供电系统由一条 35KV 高压进线和一条 10KV 高压进线电源提供，为确保负荷供电的可靠性，在高压侧又设有“单母线分段制”的电源供电方式，另外在两个车间变电所的低压侧设有联络线，从而使整个供电系统更具有其可靠性和灵活性。为适应机械类企业，用电负荷变化大、自然功率因数低的特点，该设计中采用并联电容器的方法来补偿无功功率，以减少供电系统的电能损耗和电压损失，同时提高了供电电压的质量。设计中体现了安全、可靠、灵活、经济的原则。确定高压变配电所的位置、形式、数量及主变台数与容量等；确定
6、二次继电保护方案，选用先进的自动保护装置；确定变电所防雷过压保护与接地保护方案；根据设计要求，绘制全厂供配电系统图、二次继电保护电路图及高压变配电所平、剖图等关键字：供电系统安全可靠电容补偿目录1 概述.11.1 工厂供电意义和要求.11.2 设计原则.11.3 内容及步骤.22 负荷计算.32.1 定义.32.2 负荷计算的方法.33 供电系统及方式.73.1 方案选择.73.2 主接线方案.84 电容补偿.84.1 意义.84.2 车变一电容补偿.84.3 车变二电容补偿.94.4 主变电容补偿.104.5 补偿装置选择.115 变电所位置选择及变电所布置.115.1 变电所位置选择.11
7、5.2 变电所布置.125.2.1 所址选择的一般原则.125.2.2 总体布置要求.126 短路电流计算.136.1 短路电流计算.146.1.1 公式.146.1.2 该供电系统的等效电路图如下.146.1.3 短路计算：.156.1.4 短路电流计算.187 电缆、母线的选择.187.1 概述.187.2 35KV 电缆选择.197.3 10kv 电缆及母线的选择.197.3.1 10kv 电缆的选择.197.3.2 10kv 母线的选择.197.3.3 10/0.4 变压器二次侧出线柜母线的选择.217.3.4 10/0.4 变压器二次侧电缆的选择.228 高低压开关设备选择及校验.2
8、38.1 选择条件.238.2 高压设备的选择.248.3 低压侧设备选择及校验.299 继电装置整定及二次保护.349.1 概述.349.2 继电保护装置的接线方式.359.3 继电保护装置的操作方式.359.4 电流速断保护.369.5 电力变压器的继电保护.369.6 35KV 电力变压器的保护.3810 防雷、接地与照明.3910.1 防雷.3910.1.1 雷电的有关名词.3910.1.2 避雷带和避雷网.4010.2 接地.4010.3 照明.41总结.42致谢.43参考文献.44机械制造厂供电系统设计11 概述1.1 工厂供电意义和要求众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力
9、。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；电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。在工程机械制造厂里，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。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
10、业现代化，具有十分重要的意义。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意义，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。工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：安全 在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求经济 供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照
11、顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。1.2 设计原则按照国家标准 GB50052-95供配电系统设计规范、GB 50059-9235110kV 变电所设计规范、GB50053-94 10kv 及以下设计规范、GB50054-95 低压配电设计规范等的规定，进行工厂供电设计必须遵循以下原则：1、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。2、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。3、近期为主、考虑发展机械制造厂供电
12、系统设计2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。4、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。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。1.3 内容及步骤全厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况。解决对各部门的安全可靠，经济的分配电能问题。其基本内容有以下几方面。1、负荷计算全
13、厂总降压变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的。考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总降压变电所高压侧计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、显示计算结果。2、一次系统图跟据负荷类别及对供电可靠性的要求进行负荷计算，绘制一次系统图，确定变电所高、低接线方式。对它的基本要求，即要安全可靠又要灵活经济，安装容易维修方便。3、电容补偿按负荷计算求出总降压变电所的功率因数，通过查表或计算求出达到供电部门要求数值所需补偿的无功率。由手册或产品样本选用所需无功功率补偿柜的规格和数量。4、变压器选择及变电所布置根据电源进线方向，综合考虑设置总降压变电所的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建和备
14、用的需要，确定变压器型号及全厂供电平面图。5、短路电流计算工厂用电，通常为国家电网的末端负荷，其容量运行小于电网容量，皆可按无限大容量系统供电进行短路计算。求出各短路点的三相短路电流及相应有关参数。6、高、低压设备选择及校验参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值，选择高、低压配电设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。并根据需要进行热稳定和力稳定检验，并列表表示。7、导线、电缆的选择为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，进行导线和电缆截面选择时必须满足发热条件：导线和电缆(包括母线)在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的发热温度，
15、不应超过其正常运行时的最高允许温度。机械制造厂供电系统设计38、整定及二次保护为了监视、控制和保证安全可靠运行，各用电设备，皆需设置相应的控制、信号、检测和继电器保护装置。并对保护装置做出整定计算。给出二次系统图。9、防雷与接地参考本地区气象及地质资料，设计防雷接地装置，绘制防雷接地平面图。2 负荷计算2.1 定义1、计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用30 分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。2、平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班
16、（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。2.2 负荷计算的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。本设计将采用需要系数法予以确定。所用公式有：有功功率deKPP30（2-1）无功功率tgPQ3030（2-2）视在功率30303030cos/QPPS（2-3）计算电流NUSI3/3030（2-4）2.3 负荷计算结果表 21 动力负荷计算表用电单位名称负荷性质设备容量（KW）需要系数 Kdcostan计算负荷30P(KW)30Q(Kvar)30S(KVA)30I(A)办公大楼50.850.80.754
17、.253.195.318.07试验楼1200.60.80.75725490136.74汽车库350.350.71.0212.2512.517.526.59材料与成品库500.40.850.622012.423.5335.75食堂900.81072072109.4热处理车间4000.60.71.02240244.8342.86520.93机械制造厂供电系统设计4木工车间1800.350.651.176373.7196.92147.26装配车间11000.470.750.88517454.96689.331047.36机加工车间一10000.250.61.33250332.5416.67633.0
18、8机加工车间二见表 22铸工车间70%6000.40.651.17240280.8369.23561锻工车间5000.30.61.33150199.5250379.85空气压缩机站2800.850.750.88238209.44317.33482.15锅炉房1200.750.80.759067.5112.5170.93水泵站1500.650.80.7597.573.13121.88185.18露天煤矿露天材料库危险品库50.60.651.1733.514.627.01传达室表 22 机加工车间二（动力）设备名称电机总容量（KW）总容量和Kdcostan30P30Q30S30I总P30总Q30C
19、6158.755175.60.250.51.7343.8979.5487.79133.38133.71123.79C6168.25C62021.375C315016.5Z357.25Z5121.8Z53512.1T6166.25M60253.5M71151.45175.60.250.51.7343.8979.5487.79133.38133.71123.79X62W15.25X5238.125B60506.5B101213.05机械制造厂供电系统设计5砂轮4.4G22811排风机18180.80.80.7514.410.81827.35电机吊车26.126.10.150.51.733.926.
20、777.8411.91电阻炉24240.75105405482.05电焊变压器35350.50.51.7317.530.283553.2表 23照明负荷名称面积（m2）单位容量Kdcostan30P办公大楼1500150.81018试验楼1800150.91024.3汽车库48690.7103.06材料与成品库124270.7106.09食堂360140.95104.79热处理车间486130.9105.69木工车间486120.9105.25装配车间2376110.91023.52机加工车间一1512100.91013.61机加工车间二1596100.91014.36铸工车间792100.9
21、107.13锻工车间67590.9105.47空气压缩机站30070.8101.68锅炉房53280.9103.83水泵站162100.9101.46露天煤矿4露天材料库4危险品库2887350.6101.3传达室10860.75100.49机械制造厂供电系统设计6表 24车变一总负荷车变一名称P30Q30动力P30动力Q30照明插座及局部照明动力照明动力办公楼4.25183.191076.5（未乘同时系数0.95）1069.96（未乘同时系 0.97数）65.48（未乘同时系数0.95）75汽车库12.253.0612.51.5热处理车间2405.69244.80木工车间635.2573.7
22、10装配车间51723.52454.960铸工车间2405.47280.80露天材料库40表 25车变二总负荷车变二名称P30Q30动力P30动力Q30照明插座及局部照明动力照明动力实验楼7224.3541126.21（未乘同时系数0.95）1075.77（未乘同时系 0.97数）81.38（未乘同时系数0.95）90材料与成品库206.0912.40食堂724.7900机加工车间一25013.61332.50机加工车间二133.7114.36123.792锻工车间1505.47199.50空气压缩机站2381.68209.441126.21（未乘同时系数0.95）1075.77（未乘同时系
23、0.97数）81.38（未乘同时系数0.95）0锅炉房903.8367.50水泵站97.51.4673.130露天煤矿040危险品库31.33.510收发00.490.5机械制造厂供电系统设计7表 26 各用电设备计算电流值车变一名称P30+照明+插座Q30S30I30办公楼4.25+18+753.1997.3148传达室 10.49+0.5012铸工车间240+5.69280.8373567装配车间517+23.52454.96706.511073热处理车间240+5.69244.8346.83527木工车间63+5.2573.71100.5153汽车库12.25+3.06+112.520.
24、9432露天材料库4046道路及厂区照明5005076主变用电2002030车变二水泵房97.5+1.4673.13123.05187锻工车间150+5.47199.5252.93384实验楼72+24.3+9054193.97295露天煤矿4046锅炉房90+3.8367.5115.59176机加工车间一250+13.61332.5424.32645机加工车间二133.71+14.36123.79193294食堂72+4.790117117传达室 20.49+0.5022材料与成品库20+6.0912.44444危险品库3+1.33.5188空气压缩机站238+1.68209.4448448
25、4道路及厂区照明50076763 供电系统及方式3.1 方案选择1、当满足运行要求时，应尽量少用或不用断路器，以节省投资。2、当变电所有两台变压器同时运行时，二次侧应采用断路器分段的单母线接线。3、当供电电源只有一回线路，变电所装设单台变压器时，宜采用线路变压器组、接线。4、为了限制配出线短路电流，具有多台主变压器同时运行的变电所，应采用变压器分列运行。5、接在线路上的避雷器，不宜装设隔离开关；但接在母线上的避雷器，可与电压互感器合用一组隔离开关。6、610KV 固定式配电装置的出线侧，在架空线路或有反馈可能的电缆出线回路中，应装设线路隔离开关。7、采用 610 KV 熔断器负荷开关固定式配电
26、装置时，应在电源侧装设隔离开关。机械制造厂供电系统设计88、由地区电网供电的变配电所电源出线处，宜装设供计费用的专用电压、电流互感器。9、变压器低压侧为 0.4KV 的总开关宜采用低压断路器或隔离开关。当有继电保护或自动切换电源要求时，低压侧总开关和母线分段开关均应采用低压断路器。10、当低压母线为双电源，变压器低压侧总开关和母线分段开关采用低压断路器时，在总开关的出线侧及母线分段开关的两侧，宜装设刀开关或隔离触头。3.2 主接线方案1、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 610KV 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。总
27、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。2、本厂变配电主接线采用单母线分段制，且与 10KV 备用电源互投。根据厂区建筑物及负荷情况，拟定该厂由一 35KV 变电所和两个 10KV 车间变电所组成，两车间变电所尽量靠近负荷中心。位置选定为 35KV 主变与一号车变和建于该厂西北角，车变二建在靠近锅炉房左侧尽量避开露天煤矿。这种接线的运行灵活性较好，供电可靠性较高，适用于一、二级负荷的工厂。
28、任何一路出现故障时都能做到自动切除故障负荷。3、作为主变照明及应急用电，本设计采用由主变一次侧单引一个 35/0.4 的小型干式变压器供电，并在车变一的低压配电柜中引出一路作为主变照明及应急用电的备用电源，与 35/0.4 的干式变压器供电互备，以保证供电系统检修和维护的可靠性。4 电容补偿4.1 意义在变电所低压侧装设无功补偿后，由于低压侧总的视在计算负荷减小，从而可使变电所主变压器容量选的小一些，这不仅可以降低变电所的初投资，而且可减少工厂的电费开支，因为我国供电企业对工业用户是实行的“两部电费制”；一部分叫基本电费，按所装用的主变压器容量来计算，规定每月按KVA容量大小缴纳电费，容量越大
29、，缴纳的基本电费越多，容量越小，缴纳的基本电费就越少。另一部分叫电能电费，按每月实际耗用的电能 KWh 来计算电费，并且要根据月平均功率因数的高低乘上一个调整系数。凡月平均功率因数高于规定的，可减收一定百分率的电费；凡低于规定的，则加收一定百分率的电费。由此可见，提高工厂功率因数不仅对整个电力系统大有好处，而且对工厂本身也有一定的经济实惠。4.2 车变一电容补偿在考虑同时系数(PK=0.95qK=0.97)后其有功和无功功率分别为：30P=0.95（1076.5+65.48+77）+50+20=1228KW机械制造厂供电系统设计930Q=0.971069.96=1038 KVar1、补偿前的变
30、压器容量和功率因数)2(30S=1608KVAcos=1228/1608=0.76主变压器容量选择条件为TNS)2(30S,未无功补偿时，变压器容量应选为2000KVA。2、无功补偿容量变电所高压侧的cos0.9，考虑到变压器本身的无功功率损耗TTP)54(Q,因此在变压器低压侧进行无功补偿时，低压侧补偿后的功率因数由 0.76 提高到 0.92，低压侧需装设的并联电容器容量为：CQ=1228(arccostan0.76arccostan0.92)KVar530 KVar3、补偿后的变压器容量和功率因数补偿后变压器低压侧的视在计算负荷为：1329)5301038(1228S22)2(30KVA
31、30(2)I1329/1.732 0.382020A可改选容量为 1600KVAS91600/10 Dyn11外形尺寸 1950 长2360 宽2630 高变压器的功率损耗为：9.1930501.0P)2(TKWKVar7.7930S06.0Q)2(T变压器高压侧的计算负荷为：12489.191228P)1(30KWKVar588KVar7.79KVar)5301038(Q)1(301380KVA5881248S22)1(30KVAA80A10732.1/1380I)1(304.3 车变二电容补偿在考虑同时系数(PK=0.95qK=0.97)后其有功和无功功率分别为：30P=0.95(1126
32、.21+81.38+91)+50=1284KW30Q=0.971075.77=1044 KVar1、补偿前的变压器容量和功率因数)2(30S=1655KVAcos=1284/1655=0.77机械制造厂供电系统设计10变压器容量选择条件为)2(30TNSS。未无功补偿时，变压器容量应选为 2000KVA。2、无功补偿容量变电所高压侧的cos0.9，考虑到变压器本身的无功功率损耗TTP)54(Q,因此在变压器低压侧进行无功补偿时，低压侧补偿后的功率因数由 0.77 提高到 0.92，低压侧需装设的并联电容器容量为：CQ=1284(arccostan0.77arccostan0.92)KVar52
33、0 KVar3、补偿后的变压器容量和功率因数补偿后变压器低压侧的视在计算负荷为：1387)5201044(1284S22)2(30KVAA210838.0732.1/1387I)2(30可改选容量为 1600KVAS91600/10 Dyn11外形尺寸 1950 长2360 宽2630 高轨距 1070 均为 mm变压器的功率损耗为：TP0.015)2(30S=20.8KWTQ0.06)2(30S=83.3 KVar变压器高压侧的计算负荷为：13058.201284P)1(30KWKVar608KVar3.83KVar)5201044(Q)1(301440KVA6081305S22)1(30K
34、VA10732.1/1440I)1(30=83.14A4.4 主变电容补偿在考虑同时系数(PK=0.95qK=0.97)后其有功和无功功率分别为：30P=0.95（1248+1305）=2553KW30Q=0.97（588+608）=1196KVar1、补偿前的变压器容量和功率因数)2(30S=2820KVAcos=2553/28200.9主变压器容量选择条件为)2(30TNSS，未无功补偿时，变压器容量应选为 3150KVA2、无功补偿容量高压主变电所高压侧的cos0.95，考虑到变压器本身的无功功率损耗TTP)54(Q,因此在变压器低压侧进行无功补偿时，低压侧补偿后的功率因数由0.9 提高
35、到 0.95，要想达到 0.95 需取cos=0.96。机械制造厂供电系统设计11低压侧需装设的并联电容器容量为：CQ=2553(arccostan0.9arccostan0.96)KVar500 KVar3、补偿后的变压器容量和功率因数补偿后变压器低压侧的视在计算负荷为：2647)5001196(2553S22)2(30KVAA15310732.1/2647I)2(30可选主变容量为 3150KVAS93150/35Yd11外形尺寸 2810 长2110 宽3100 高 轨距 1070 均为 mm变压器的功率损耗为：TP0.015)2(30S=39.71KWTQ0.06)2(30S=158.
36、9 KVar变压器高压侧的计算负荷为：)1(30P=2553+39.71=2593 KW)1(30Q=(1196500)KVar+158.9 KVar=855 KVar)1(30S=228552593 KVA=2730KVA)1(30I=2730/1.73235=45A补充后的功率因数为95.02730/2593S/Pcos)1(30)1(30这一功率因数满足规定（0.95）要求4.5 补偿装置选择10KV 高压侧的电容补偿装置的选择，即主变二次侧的电容补偿。因所得CQ=500 KVar,故可选深圳尤尼-菲斯有限公司的户内保护式高压无功功率集中补偿 HPIC-10-800/200 型,所配电容
37、柜的外形尺寸为，宽 750mm，深 1470mm，高 3000mm。0.4KV 低压侧的电容补偿装置的选择，即车变二次侧的电容补偿。车变一的电容器选择：因CQ=530KVar,故可选杭州安特电力电子技术有限公司的AEE 系列低压静止式动态无功补偿装置，AEETSC 补偿容量为 0600KVAR，TSC 补偿步数以及方式 212（1：2：4：8），变压器容量为 1600KVA，外形尺寸为，宽 950mm，深700mm，高 2100mm。车变二的电容器选择：因CQ=520KVar,故可选与车变一型号相同的电容补偿柜。5 变电所位置选择及变电所布置5.1 变电所位置选择由于该厂的负荷属于二级负荷，对
38、电源的供电可靠性要求较高，宜采用两台变压器，机械制造厂供电系统设计12但因该厂采用两路供电，即 35kv 做主电 10kv 做备电，因此总降压变压器选一台 35/10的即可。10kv 电源作为备用电源。根据所绘一次系统图知该厂采用两个车间变电所，即有两个车变，以便深入负荷中心。依据电容补偿后所算出的变压器容量可分别选则主变为 S9-3150/35Yd11,两车变均为 S91600/10Dyn11。5.2 变电所布置5.2.1 所址选择的一般原则1、尽量接近负荷中心，以降低备电系统的电能损耗、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
39、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、不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，无法远离时，不应设在污染源的下风侧。7、不应设在厕所、浴室和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环境的正下方或正上方，且不应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连时，应符合现行国家标准GB50058-1992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。5.2.2 总体布置要求1、便于运行维护和检修有人
40、值班的变配电所，一般应设值班室。值班室应尽量靠近高低压配电室，且有门直通。如值班室靠近高压配电室有困难时，则值班室可经走廊与高压配电室相通。值班室也可以与低压配电室合并，但在放置值班工作桌的一面或一端,低压配电装置到墙的距离不应小于 3m.主变压器应靠近交通运输方便的马路侧。条件许可时，可单设工具材料或检修间。昼夜值班的变配电所，应设休息室。有人值班的独立变配电所，宜设有厕所和给排水设施。2、保证运行安全值班室内不得有高压设备。值班室的门应外开。高低压配电室和电容器室的门应朝值班室开，或外开。油量为 100kg 及以上的变压器应装设在单独的变压器室内。变压器室的大门应朝马路开，但应避免朝向露天
41、仓库。在炎热地区，应避免朝西开门。变电所宜单层布置。当采用双层布置时，变压器应设在底层。高压电容器组一般应装设在单独得房间内；但数量较少时，可装设在高压配电室内。低压电容器组可装设在低压配电室内，但数量较多时，以装设在单独的房间内。机械制造厂供电系统设计13所有带电部分隔墙和离地的尺寸以及各室维护操作通道的宽度等，均应符合有关规程的要求，以确保运行安全。3、便于进出线如果是架空进线，则高压配电室宜位于进线侧。考虑到变压器低压出线通常是采用矩形裸母线因此变压器的安装位置（户内式变电所）即为变压器室，宜靠近低压配电室。4、节约土地和建筑费用值班室可与低压配电室合并，这时低压配电室面积应适当增大，以
42、便安置值班桌或控制台，满足运行值班的要求。高压开关柜不多于 6 台时，可与低压配电屏设置在同一房间内，但高压柜与低压屏的间距不得小于 2m。不带可燃油的高低压配电装置和非油浸电力变压器，可设置在同一房间内。具有符合 IP3X 房户等级外壳的不带可燃性油的高低压配电装置和非油浸电力变压器，当环境允许时，可相互靠近布置在车间内。周围环境正常的变电所，宜采用露天或半露天变电所高压配电所应尽量与邻近的车间变电所合建。5、适应发展要求变压器室应考虑到扩建时有更换大一级容量变压器的可能。高低压配电室内均应留有一定数量开关柜（屏）的备用位置。既要考虑到变电所留有扩展的余地，又要不妨碍工厂或车间今后的发展。6
43、 短路电流计算短路电流计算的目的是为了正确选择和校验电气设备，以及进行继电保护装置的整定计算。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
44、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。短路电流计算的方法，常用的有欧姆法（有称有名单位制法）和标幺制法（又称相对单位制法），工程上常用标幺制法。机械制造厂供电系统设计146.1 短路电流计算6.1.1 公式标幺制法：一般是先选定基准容量dS和基准电压dU。基准容量：工程设计中通常取dS=100MVA 基准电压通常取元件所在处的短路计算电压，取 Ud=Uc 基准电流cddddU3SU3SI基准电流dcdddSUI3UX21、电力系统的电抗标幺值ocd*SSSX2、电力变压器的电抗标幺值Ndk*TS100S%UXKU%为变压器的短路电压（查表可得）3、电力线路的电抗标幺
45、值2*UcSdXolWLXXo 为导线电缆的单位长变电抗(查表可得)各主要元件的电抗标幺值求出以后，即可利用其等效电路图进行电路化简，求出其总电抗标幺值X*。无限大容量系统三相短路电流周期分量有效值的标幺值XIK*)3(1由此可求得三相短路电流周期分量有效值XIdKI*)3(IK)3(求出以后可得三相短路次暂态电流和稳态电流I)3(=IIK)3()3(三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值在高压电路发生三相短路时I55.2ish I51.1Ish 在100KV A及以下的电力变压器二次侧及低压电路中发生三相短路时Iish 84.1，IIsh 09.1。三相短路容量XSKKSd*)()3(
46、。6.1.2 该供电系统的等效电路图如下电源机械制造厂供电系统设计15图 61 供电系统等效电路图6.1.3 短路计算：1、取基准容量dS=100MVA2、基准电流57.13)05.135(1003USI11cddKA50.5305.1101003USI22Cdd）（KA12ddII34.14434.01003USI44cddKA54ddII50.535.101003USI66cddKA3、35KV 电力系统的电抗标幺值67.0150/100S/Socd*1X4、架空线路的电抗由表 61 可知表 61 电力线路每相的单位长度电抗平均值线路结构线路电压35 KV 及以上610KV220/380V
47、架空线路0.400.350.32电缆线路0.120.080.066km/4.0X03.0)75.36/100(104.0/SLX22Cd0*2UX5、35/10 电力变压器的电抗：已知kU%机械制造厂供电系统设计16X*3ndkSSU100%100103KVA/1003150KVA=2.226、10/0.4 电力变压器的电抗：已知kU%6X*4ndkSSU100%=6100103/1001600=3.75X*5=3.757、10kV 电力系统的电抗33.075/100S/Socd*6X10KV 架空线路的电抗：已知 X0=0.35/Km2*20d7cX L S/0.35 8 100/10.52
48、.54uX 8、以 35kV 线路做主供电电源，各短路电路的总电抗标幺值、三相短路电流和短路容量分别为K K1 1 点：点：总电抗标幺值97.03.067.0XXX*2*1*)1k(三相短路电流周期分量有效值62.197.0/57.1/IXI*)1k(1d)3(1k其他三相短路电流I)3(=IIK)3(1)3(=1.62KA62.155.2i3shKA=4.13KA62.151.1I3shKA=2.54KA三相短路容量100/SXS*)1k(d)3(1kMVA/0.97=103.1MVAK K2 2 点点:总电抗标幺值19.322.23.067.0XXXX*3*2*1*)1k(三相短路电流周期
49、分量有效值XI*)2k(2d)3(2k/I5.5/3.19=1.72KA其他三相短路电流机械制造厂供电系统设计17I)3(=IIK)3(1)3(=1.72KAi3sh2.551.72KA=4.39KAI3sh1.511.72=2.60KA三相短路容量XS*)2k(d)3(1k/S=100/3.19=31.35MVAK K4 4 点点:总电抗标幺值XXXXX*4*3*2*1*)4k(=0.67+0.3+2.22+3.75=6.94三相短路电流周期分量有效值XI*)4k(4d)3(4k/I=144.34/6.94=20.80KA其他三相短路电流I)3(=IIK)3(4)3(=20.80KAi3sh
50、1.8420.80=38.27KAI3sh1.0920.80=22.67KA三相短路容量XS*)4k(d)3(4k/S100/6.94=14.41MVAK K6 6 点点:总电抗标幺值XXX*7*6*)6k(=1.33+2.54=3.87三相短路电流周期分量有效值XI*)6k(6d)3(6k/I=5.5/3.87=1.42KA其他三相短路电流I)3(=IIK)3(6)3(=1.42KAi3sh2.551.42=3.62KAI3sh1.511.42=2.15KA三相短路容量/Sd)3(6kSX*)6k(=100/3.87=25.84MVA9、如果以 10KV 线路为主供电电源，则 K2 的短路电