洛阳某机械厂降压变电所的电气设计.doc

毕业设计（论文）

题目 XX机械厂降压变电所的电气设计

学生姓名 曹伟
学 号 2010309201
专 业 发电厂及电力系统
班 级 20103092
指导教师 魏平
评阅教师 魏平

完成日期 年 月 日
三峡电力职业学院
毕业设计（论文）课题任务书

课题名称
XX机械厂降压变电所的电气设计
学生姓名

院别
三峡电力职业学院
专业
发配电
班级

指导教师
魏平
指导人数

课题概述：
一、 设计任务
1、 高压供电设计
2、 总降压变电所的电气主接线设计
3、 确定主接线方案
4、 短路电流计算
5、 主要电气设备的选择与校验
二 设计目的
1．通过设计，加深对《低压配电》或《工厂供电技术》知识理解，巩固和提高学过的理论与专业知识，并予以适当的深化。
2．掌握低压配电设计的一般方法与程序，包括变压器的配置，高低压电器的选择，相关数据的计算，以及主接线图的画法等。
3．学会在项目开发时如何搜集和查阅资料、使用开发工具、选择方案论证与设计、总结设计成果，撰写学术论文等，为今后工作打下良好基础。
三﹑完成成果
1﹑开题报告一份
2﹑设计论文一分
1） 前言
2） 目录
3） 设计依据
4） 负荷计算
5） 变电所位置和型号的选择
6） 变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择
7） 短路电流计算
8） 变电所一、二次设备的选择和校验
9） 变电所高低压线路规格选择
10） 变电所二次回路方案选择及继电保护的整定
3﹑设计图案
1） 主要设备及材料表明
2） 变电所主接线图
3） 变电所平剖图
4） 变电所照明及接地平面图
5） 变电所二次回路接线图

四﹑要求阅读或检索的参考资料及文献（包括指定给学生阅读的外文资料）：
（1）《工厂供电设计》 机械工业出版社
（2）《电力系统继电保护原理》 重庆大学出版社
（3）《工厂常用电气设备手册》 水利水电出版社
（4《发电厂及变电所二次接线》 水利水电出版社
（5《发电厂变电站电气设备》 重庆大学出版社
（6《电力系统分析》 重庆大学出版社
（7）《工厂供电设计与试验》 天津大学出版社
（8）《电力工程电气设计手册电气一次部分》 水利电力部西北电力设计院
五﹑设计（论文）成果要求：
（包括开题报告﹑设计或论文正文的数量和质量等要求）
质量要求：
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，确定变电所的位置和形式，确定变电所主变压器的台数与容量，选择变电所主接线方案及高低压设备与进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护装置，确定防雷和接地装置，完成相关计算，最后按要求写出设计说明书，绘设计图案。
数量要求：
1﹑开题报告：6页﹥2500字
2﹑说明书：16页>1500字
3﹑图纸：2页2张
4﹑任务书：3页<3000字
5﹑其它：按要求提供小论文及论文全文电子文档
其他要求：
（如设计型课题的原始资料及主要参数要求或论文型课题的论点.论据.逻辑性要求等）
工厂负荷情况：本厂多数车间为两班倒，年最大符合利用小时为4380h，月最大负荷持续时间6h,该厂没有二级以上负荷的车间，均属三级负荷，低压动力设备均为三相额定电压380v,照明及家用电器均为单相，额定电压为220v，具体车间负荷统计资料见下表
附表：

厂房编号
用电单位
负荷性质
设备容量
常用系数
功率因数
1
锻压车间
动力
300
0.2～0.3
0.6～0.65
照明
6
0.7～0.9
1.0
2
金工车间
动力
250
0.2～0.3
0.6～0.65
照明
5
0.7～0.9
1.0
3
工具车间
动力
200
0.2～0.3
0.6～0.65
照明
5
0.7～0.9
1.0
4
装备车间
动力
150
0.2～0.3
0.6～0.75
照明
6
0.7～0.9
1.0
5
机修车间
动力
150
0.2～0.3
0.6～0.7
照明
4
0.7～0.9
1.0
6
仓库
动力
10
0.2～0.3
0.6～0.7
照明
2
0.7～0.9
1.0
生活区

照明
300
0.6～0.8
1.0

进度划安排
起止日期
要求完成的内容
2012.09.1-9.5
完成开题报告
2012.9.6-9.30
完成毕业设计初稿 交指导老师审阅
2012.10.1-10.7
完成毕业设计（论文），装订成册，连同电子文档一并上交指导老师
2012．10.8-10.9
指导老师完成毕业设计（论文）的批阅，评阅小组完成毕业设计(论文）的评阅。
2012.10.10-10.13
毕业答辩

毕业设计（论文）

题目 开题报告

学生姓名 曹伟
学 号 2010309201
专 业 发电厂及电力系统
班 级 20103092
指导教师 魏平
评阅教师 魏平

完成日期 年 月 日

一、课题来源
工厂供电的设计

二、研究的目的及意义

1. 工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。

众所周知，电能是现代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）。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：

（1） 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。
（2） 可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。
（3） 优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求
（4） 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。
2．通过设计，加深对《低压配电》或《工厂供电技术》知识理解，巩固和提高学过的理论与专业知识，并予以适当的深化。
3．掌握低压配电设计的一般方法与程序，包括变压器的配置，高低压电器的选择，相关数据的计算，以及主接线图的画法等。
4．学会在项目开发时如何搜集和查阅资料、使用开发工具、选择方案论证与设计、总结设计成果，撰写学术论文等，为今后工作打下良好基础。

三、研究内容及技术要求
研究内容主要是工厂供电的设计，其中主要包括以下几个方面：
1、根据工厂的实际需要计算出计算负荷、短路电流等。
2、确定变压器的台数及容量（选型）。
3、选定主接线方式及导线规格。
4、确定高低压电器的数量及型号，其中包括保护电器控和制电器。
要求：
按照国家标准GB50052-95《供配电系统设计规范》、GB50053-94《10KV及以下变电所设计规范》及GB50054-95《低压配电设计规范》等规范，进行工厂供电设计。做到“安全、可靠、优质、经济”的基本要求。并处理好局部与全局、当前与长远利益的关系，以便适应今后发展的需要，同时还要注意电能和有色金属的节约等问题。

四、发展趋势
众所周知，电能是现代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，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，但是它在产品中所占的比重一般很小（除电化工业外）。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或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。

五、工作进度
2012.09.1—9.5 完成开题报告

2012.9.6—9.30 完成毕业设计初稿 交指导老师审阅

2012.10.1—10.7 完成毕业设计（论文），装订成册，连同电子文档一并上交指导老师

2012.10.8—10.9 指导老师完成毕业设计（论文）的批阅，评阅小组完成毕业设计(论文）的评阅

2012.10.10-10.13 毕业答辩

论文/设计/报告原创性声明

本人郑重声明：所呈交的设计是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了设计中特别加以标注引用的内容外，本设计不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名： 年 月 日

论文/设计/报告版权使用授权书

本设计作者完全了解学校有关保障、使用学位设计的规定，同意学校保留并向有关设计管理部门或机构送交设计的复印件和电子版，允许论文设计被查阅和借阅。本人授权省级优秀设计评选机构将本设计的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本设计。
本设计属于
1、 保密 □，在_________年解密后适用本授权书。
2、 不保密 □。
（请在以上相应方框内打“√”）

作者签名： 年 月 日

导师签名： 年 月 日 （接任务书

目录

前 言 …………………………………………………………………………………12
1．工厂供电的意义和要求………………………………………………………………13
2. 设计依据………………………………………………………………………………14
2.1 工厂负荷情况……………………………………………………………………14
2.2 供电电源情况……………………………………………………………………14
2.3气象资料……………………………………………………………………………14
2.4 地质水文资料……………………………………………………………………15
2.5 电费制度………………………………………………………………………15
3. 负荷计算…………………………………………………………………………………………16
3.1 负荷计算……………………………………………………………………………………16
3.1.1单组用电设备计算负荷的计算公式………………………………………………16
3.1.2多组用电设备计算负荷的计算公式………………………………………………16
3.2 无功功率补偿……………………………………………………………………………17
3.3 无功补偿的主要作用……………………………………………………………………18

4. 所在位置和主变压器型号的选择……………………………………………………18
4.1 变电所位置的选择……………………………………………………………18
4.2 变电所主变压器的型号选择……………………………………………………20

5. 变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择……………………21
5.1 主变压器台数………………………………………………………………………21
5.2 装设一台主变压器的主接线方案…………………………………………………………22
6．短路电流的计算………………………………………………………………22
6.1 绘制计算电路 ……………………………………………………………………22
6.2 定短路计算基准值……………………………………………………………………22
6.3 计算短路电路中个元件的电抗标幺值…………………………………………………23
6.5 k-2点（0.4kV侧）的相关计算……………………………………………………23
6.4 k-1点（10.5kV侧）的相关计算……………………………………………………24
7. 变电所一、二次设备的选择校验………………………………………24
7.1 10kV侧一次设备的选择校验………………………………………………24
7.2 380V侧一次设备的选择校验………………………………………………26
7.3 高低压母线的选择…………………………………………………………26

8. 变压所进出线与邻近单位联络线规格选择………………………………27
8.1 10kV高压进线和引入电缆的选择………………………………………………27
8.2 380低压出线的选择………………………………………………………………27
8.3 作为备用电源的高压联络线的选择校验…………………………………………29
9. 变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定………………………30
9.1变电所二次回路方案的选择…………………………………………………30
9.2 变电所继电保护装置……………………………………………………………30
9.4作为备用电源的高压联络线的继电保护装置…………………………………31
9.3装设电流速断保护……………………………………………………………31
结 论 ………………………………………………………………………………34
致 谢 ………………………………………………………………………………35
附图 …………………………………………………………………………………36
参考文献 ……………………………………………………………………………38

前 言

众所周知，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）。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：
（1） 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。
（2） 可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。
（3） 优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求
（4） 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。
课程设计是检验我们本学期学习的情况的一项综合测试，它要求我们把所学的知识全部适用，融会贯通的一项训练，是对我们能力的一项综合评定，它要求我们充分发掘自身的潜力，开拓思路设计出合理适用的自动控制系统。

第一章 工厂供电的意义和要求

工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。
众所周知，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）。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：

（1） 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。
（2） 可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。
（3） 优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求
（4） 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。

二、工厂供电设计的一般原则

按照国家标准GB50052-95 《供配电系统设计规范》、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；
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。

第二章 设计依据

工厂总平面图：

图2.1 工厂平面图
2.1 工厂负荷情况
本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为4380h，日最大负荷持续时间为6h。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷，低压动力设备均为三项而定电压380V，照明及家用电器均为单相电，额定电压为220V。本厂的负荷统计资料如表2.1所示。
2.2 供电电源情况
按照工厂与当地供电部门签定的供用电协议规定，本厂可由附近一条10kV的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线牌号为LGJ-150，导线为等边三角形排列，线距为2m；干线首端距离本厂约8km。干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MVA。此断路器配备有定时限过流保护和电流速断保护，定时限过流保护整定的动作时间为1.7s。为满足工厂二级负荷要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为80km，电缆线路总长度为25km。
2.3气象资料
本厂所在地区的年最高气温为38℃，年平均气温为23℃，年最低气温为-9℃，年最热月平均最高气温为33℃，年最热月平均气温为26℃，年最热月地下0.8米处平均气温为25℃。当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20。
2.4 地质水文资料
本厂所在地区平均海拔500m，地层以砂粘土为主，地下水位为2m。
表1.1 工厂负荷统计资料
厂房编号
厂房名称
负荷类别
设备容量/kW
需要系数
功率因数
1
锻压车间
动力
300
0.2～0.3
0．7
照明
6
0.7～0.9
1．0
2
金工车间
动力
250
0.2～0.3
0．65
照明
5
0.7～0.9
1．0
3
工具车间
动力
200
0.2～0.3
0．65
照明
5
0.7～0.9
1．0
4
装备车间
动力
150
0.2～0.3
0．6
照明
6
0.7～0.9
1．0
5
机修车间
动力
150
0.2～0.3
0．8
照明
4
0.7～0.9
1．0
6
仓库
动力
10
0.2～0.3
0．8
照明
2
0.7～0.9
1．0
生活区
照明
300
0.6～0.3
0．9
2.5 电费制度
本厂与当地供电部门达成协议，在工厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费制交纳电费。每月基本电费按主变压器容量为18元/kVA，动力电费为0.9元/Kw.h，照明电费为0.5元/Kw.h。工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.9，此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性向供电部门交纳供电贴费：6~10VA为800/kVA。

第三章 负荷计算
3.1 负荷计算
3.1.1单组用电设备计算负荷的计算公式
a)有功计算负荷（单位为KW）
= ， 为系数
b)无功计算负荷（单位为kvar）
= tan
c)视在计算负荷（单位为kvA）
=
d)计算电流（单位为A）
=, 为用电设备的额定电压（单位为KV）
3.1.2多组用电设备计算负荷的计算公式
a)有功计算负荷（单位为KW） =
式中是所有设备组有功计算负荷之和，是有功负荷同时系数，可取0.85~0.95
b)无功计算负荷（单位为kvar）
=，是所有设备无功之和；是无功负荷同时系数，可取0.9~0.97
c)视在计算负荷（单位为kvA） =
d)计算电流（单位为A） =
e)总的计算负荷
=
f)总的无功计算负荷
=
h)总的视在计算负荷
=
m)总的计算电流
=

经过计算，得到各厂房和生活区的负荷计算表，如表2.1所示（额定电压取380V）
表2.1 各厂房和生活区的负荷计算表
编号
名称
类别
设备容量/kW
需要系数

cos
tan
计算负荷
/kW
/kvar
/kVA
/A
1
锻压
车间
动力
300
0．3
0．65
1.17
90
105.3
——
——
照明
6
0．7
1．0
0
4.2
0
——
——
小计
306
——

94.2
105.3
142.7
216.75
2
金工
车间
动力
250
0．2
0．65
1.17
50
58.5
——
——
照明
5
0．8
1．0
0
4
0
——
——
小计
255
——

54
58.5
82
194
3
工具
车间
动力
200
0．3
0．6
1.33
60
79.8
——
——
照明
5
0．9
1．0
0
4.5
0
——
——
小计
205
——

64.5
79.8
105
159.5
4
装备
车间
动力
150
0．3
0．7
1.02
45
45.9
——
——
照明
6
0．8
1．0
0
4.8
0
——
——
小计
156
——

49.8
45.9
69
105
5
机修
车间
动力
150
0．2
0．65
1.17
30
35.1
——
——
照明
4
0．8
1．0
0
3.2
0
——
——
小计
154
——

33.2
35.1
49
75
6
仓库
动力
10
0．4
0．8
0.75
4
3
——
——
照明
2
0．8
1．0
0
1.6
0
——
——
小计
12
——

5.6
3
6.6
10
7
生活区
照明
300
0.7
0.9
0.48
210
100.8
233
354.5
总计
动力
1360

511.3
428
——
——
照明
328
计入=0.8, =0.85
0.75

409
364
547.5
832
3.2 无功功率补偿
无功功率的人工补偿装置：主要有同步补偿机和并联电抗器两种。由于并联电抗器具有安装简单、运行维护方便、有功损耗小以及组装灵活、扩容方便等优点，因此并联电抗器在供电系统中应用最为普遍。
由表2.1可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因数只有0.75。而供电部门要求该厂10KV进线侧最大负荷时功率因数不低于0.9。考虑到主变压器的无功损耗元大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时功率因数应稍大于0.9，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量：
=(tan - tan)=409[tan(arccos0.75) - tan(arccos0.92) ] =186.5 kvar
S==445.8
选择PGJ1型低压自动补偿评屏，并联电容器为BW0.4-14-3型，采用其1台主屏与4台辅屏相结合。
总共容量为：84kvar5=420kvar。
3.3无功补偿的主要作用
无功补偿的主要作用就是提高功率因数以减少设备容量和功率耗损、稳定电压和提高供电质量，在长距离输电中提高系统输电稳定性和输电能力以及平衡三相负载的有功和无功功率。
安装并联电容器进行无功补偿，可限制无功补偿在电网中传输，相应减小了线路的电压损耗，提高了配电网的电压质量。无功补偿应根据分级就地和便于调整电压的原则进行配置。
集中补偿与分散补偿相结合，以分撒补偿为主；高压补偿与低压补偿相结合，以低压补偿为主；调压与降压相结合；并且与配电网建设改造工程同步规划、设计、施工、同步投运。无功补偿的主要作用具体体现在：① 提高电压质量；② 降低电能损耗；③ 提高发供电设备运行效率；④减少用户电费支出。
3.4无功功率补偿装置：一般用并联电容器的方法来进行功率补偿。

根据综合分析，小型工厂的变电所最佳方案为一台变压器。

第四章 变电所位置和主变压器型号的选择
4.1 变电所位置的选择
变电所位置的选择，应根据下列要求经技术、经济比较确定：
一、接近负荷中心；
二、进出线方便；
三、接近电源侧；
四、设备运输方便；
五、不应设在有剧烈振动或高温的场所；
六、不宜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；
七、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；
八、不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方，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连时，应符合现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的规定；
九、不应设在地势低洼和可能积水的场所。
1、装有可燃性油浸电力变压器的车间内变电所，不应设在三、四级耐火等级的建筑物内；当设在二级耐火等级的建筑物内时，建筑物应采取局部防火措施。
2、多层建筑中，装有可燃性油的电气设备的配电所、变电所应设置在底层靠外墙部位，且不应设在人员密集场所的正上方、正下方、贴邻和疏散出口的两旁。
3、高层主体建筑内不宜设置装有可燃性油的电气设备的配电所和变电所，当受条件限制必须设置时，应设在底层靠外墙部位，且不应设在人员密集场所的正上方、正下方、贴邻和疏散出口的两旁，并应按现行国家标准《高层民用建筑设计防火规范》有关规定，采取相应的防火措施。
4、露天或半露天的变电所，不应设置在下列场所：
一、有腐蚀性气体的场所；
二、挑檐为燃烧体或难燃体和耐火等级为四级的建筑物旁；
三、附近有棉、粮及其他易燃、易爆物品集中的露天堆场；
四、容易沉积可燃粉尘、可燃纤维、灰尘或导电尘埃且严重影响变压器安全运行的场所。
变电所的型式应根据用电负荷的状况和周围环境情况确定，并应符合下列规定：
一、负荷较大的车间和站房，宜设附设变电所或半露天变电所；
二、负荷较大的多跨厂房，负荷中心在厂房的中部且环境许可时，宜设车间内变电所或组台式成套变电站；
三、高层或大型民用建筑内，宜设室内变电所或组合式成套变电站；
四、负荷小而分散的工业企业和大中城市的居民区，宜设独立变电所，有条件时也可设附设变电所或户外箱式变电站；
五、环境允许的中小城镇居民区和工厂的生活区，当变压器容量在315KVA及以下时，宜设杆上式或高台式变电所。
带可燃性油的高压配电装置,宜装设在单独的高压配电室内。当高压开关柜的数量为6台及以下时，可与低压配电屏设置在同一房间内。
不带可燃性油的高、低压配电装置和非油浸的电力变压器，可设置在同一房间内。具有符合IP3X防护等级外壳的不带可燃性油的高、低压配电装置和非油浸的电力变压器，当环境允许时，可相互靠近布置在车间内。
。室内变电所的每台油量为100kg及以上的三相变压器，应设在单独的变压器室内。
在同一配电室内单列布置高、低压配电装置时，当高压开关柜或低压配电屏顶面有裸露带电导体时，两者之间的净距不应小于2m；当高压开关柜和低压配电屏的顶面封闭外壳防护等级符合IP2X级时，两者可靠近布置。
有人值班的配电所，应设单独的值班室。当低压配电室兼作值班室时，低压配电室面积应适当增大。高压配电室与值班室应直通或经过通道相通，值班室应有直接通向户外或通向走道的门。
变电所宜单层布置。当采用双层布置时，变压器应设在底层。设于二层的配电室应设搬运设备的通道、平台或孔洞。
高（低）压配电室内，宜留有适当数量配电装置的备用位置。
高压配电装置的柜顶为裸母线分段时，两段母线分段处宜装设绝缘隔板，其高度不应小于0.3m。
由同一配电所供给一级负荷用电时,母线分段处应设防火隔板或有门洞的隔墙。供给一级负荷用电的两路电缆不应通过同一电缆沟，当无法分开时，该电缆沟内的两路电缆应采用阻燃性电缆，且应分别敷设在电缆沟两侧的支架上。
户外箱式变电站和组合式成套变电站的进出线宜采用电缆。
配电所宜设辅助生产用房。
2.2变电所的形式（类型）：
（1） 车间附设变电所
（2） 车间内变电所
（3） 露天（或半露天）变电所
（4） 独立变电所
（5） 杆上变电台
（6） 地下变电所
（7） 楼上变电所
（8） 成套变电所
（9） 移动式变电所

我们的工厂是10kv以下，变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心，工厂的负荷中心按负荷功率矩法来确定。在工厂的平面图下侧和左侧，分别作一条直角坐标的x轴和y轴，然后测出各车间和宿舍区负荷点的坐标位置，p1、p2、p3……p6分别代表厂房1、2、3……6号的功率，设定p1、p2……p6并设定p7为生活区的中心负荷，如图4-1所示。而工厂的负荷中心的力矩方程，可得负荷中心的坐标：

把各车间的坐标带入公式，得到x=5.5，y=6.由计算结果可知，工厂的负荷中心在3号厂房的东北角。考虑到周围环境和进出线方便，决定在3号厂房的西侧仅靠厂房建造工厂变电所，器型为附设式。

图4-1 按负荷功率矩法确定负荷中心

4.2 变电所主变压器的型号选择
根据工厂的负荷性质和电源情况，工厂变电所的主变压器考虑有下列两种可供选择的方案：
装设一台变压器 型号为S9型。

第五章 变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择

5.1 主变压器台数
根据此厂的负荷大小可知这是一个负荷相对较小的工厂 ，再结合经济因素等考虑。为其配置一台主变，而容量根据式，为主变压器容量，为总的计算负荷。选=500KVA>=409 KVA，即选一台