总降压变电所及高压配电系统设计电气工程课程设计.doc

电气工程课程设计
总降压变电所及高压配电系统设计

学 院： 信息科学与工程学院
班 级： 电气1201班
姓 名：
学 号：
指导教师：
时 间： 2015.01.20

目 录
前言
一 设计任务及要求
（一）设计题目
（二）设计要求
（三）设计依据
（四）设计任务

二 负荷计算和无功补偿
（一）负荷计算的目的
（二）负荷计算的方法
1、单组用电设备的计算负荷的确定
2、多组用电设备的计算负荷的确定
（三）车间用电设备组和工厂计算负荷的确定
（四）无功功率补偿及其计算
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
2、负荷中心的确定
（二）变电所型式的确定
1、总降压变电所
2、车间变电所
3、最终方案的确定
4、厂区供电电压的选择
四 确定变压器型式、容量和台数
（一）确定总降压变电所主变压器型式
（二）变压器台数和容量的确定
1、主变压器台数的选择
2、主变压器容量的选择
3、各车间变电所所选变压器的台数及容量
4、总降压变电所主变压器台数及容量
5、主变压器绕组数和接线组别的确定
五 变配电所主接线的选择
（一）变电所主接线
1、对变电所主接线的要求
2、变电所主接线方案的比较
（二）变电所主接线方式
1、总降压变电所主接线方式的选择
2、高压配电系统主接线方式的选择
六 短路计算及设备的选择
（一）短路电流计算
1、短路电流的计算
2、短路计算过程
3、短路电流计算结果
（二）一次设备的选择与校验
1、一次设备选择及校验的条件
2、总降压变电所35kV侧一次设备的选择与校验
3、总降压变电所10kV侧一次设备的选择与校验
4、各车间变电所10kV侧一次设备的选择与校验
5、各车间变电所二次侧一次设备的选择与效验
七 工厂电源进线及高压配电线路的选择
1、35kV架空线路的选择
2、35kV母线的选择
3、总降压变电所10kV侧电缆的选择
4、总降压变电所10kV侧母线的选择
5、总降压变电所至各车间变电所电缆选择
八 继电器保护
（一） 继电保护装置的配置原则及情况
1、继电保护的任务
2、继电保护装置的基本要求
3、继电保护的基本工作原理
4、电流保护的接线方式
（二）变压器的继电保护及整定计算
1、总降压变电所35/10kV变压器的保护
2、35kV电力线路保护
3、10kV电力线路保护
九 车间变电所的防雷保护和接地装置的设计
（一）变电所防雷保护与防雷装置的选择
1、变电所防雷保护
2、防雷装置的选择
（二）接地装置的设计计算
十 设计心得
附录1
附录2
参考文献

前 言
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。然后，确定工厂电源进线、母线和高压配电线路；再进行短路计算和对电气设备的选择、校验。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。
设计结果可以满足工厂供电的可靠性，并保证各车间电气设备的稳定运行。

5

一 设计任务及要求

(一)设计题目
总降压变电所及高压配电系统设计
(二)设计要求
要求根据某厂所能取得的电源及某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。
(三)设计依据
1．工厂总平面布置图 如图1所示。
图1 总平面布置图

2．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。
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)
需要系数
Kd
功率因数
cosφ
车间变电所代号
变压器台数
1
铸钢车间
2000
0.4
0.65
No.1车变
2
2
铸铁车间
1000
0.4
0.70
No.2车变
2
3
砂 库
110
0.7
0.60
4
小计(KΣ=0.9)

5
铆焊车间
1200
0.3
045
No.3车变
1
6
1”水泵房
28
0.75
0.8
7
小计(KΣ=0.9)

8
空压站
390
0.85
0.75
No.4车变
1
9
机修车间
150
0.25
0.65
10
锻造车间
220
0.3
0.55
11
木型车间
186
0.35
0.60
12
制材场
20
0.28
0.60
13
综合楼
20
0.9
1
14
小计(KΣ=0.9)

15
锅炉房
300
0.75
0.80
No.5车变
1
16
2”水泵房
28
0.75
0.80
17
仓库(1、2)
88
0.3
0.65
18
污水提升站
14
0.65
0.80
19
小计(KΣ=0.9)

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)
需要系数
Kd
功率因数
cosφ
1
铸钢车间
电弧炉
2×1250
0.9
0.87
2
铸铁车间
工频炉
2×200
0.8
0.9
3
空压站
空压机
2×250
0.85
0.85
小 计

3．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。
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1.5s。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0.9。
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0.5元/kW·h，照明电费为0.7元/kW·h。
4．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
Soc·max=200MVA
系统最小运行方式时
Soc·min =175MVA

图2 供电系统图

(四)设计任务
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。
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。

二 负荷计算和无功补偿

（一）负荷计算的目的
计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷的确定是否合理，将直接影响到电气设备和导线电缆的选择是否经济合理。计算负荷不能定得太大，否则选择的电气设备和导线电缆将会过大而造成投资和有色金属的浪费；计算负荷也不能定得过小，否则选择的电气设备和导线电缆将会长期处于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘体过早老化甚至烧毁，因此，必须合理确定计算负荷。
确定用户的计算负荷是选择电源进线和一、二次设备的基本依据，是供配电系统设计的重要组成部分，也是与电力部门签订用电协议的基本依据。
在工业企业的供电设计中，学会计算或估算全厂电力负荷的大小是非常重要的，它是正确选择供电系统中导线、开关电器、变压器等的基础，也是保障供电系统安全可靠运行必不可少的重要一环。

（二） 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。需要系数法计算简便，适用于全厂和车间变电所负荷的计算。故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 （2-1）
无功功率 （2-2）
视在功率 （2-3）
计算电流 （2-4）
式中、、——用电设备组的有功、无功、视在功率的计算负荷；
——用电设备组的设备总额定容量；
——功率因数角的正切值；
——用电设备组的计算负荷电流；
——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 （2-5）
无功功率 （2-6）
视在功率 （2-7）
计算电流 （2-8）
式中——所有设备组有功计算负荷之和；
——有功负荷同时系数；
——所有设备组无功计算负荷之和；
——无功负荷同时系数；

（三）车间用电设备组和工厂计算负荷的确定
根据以上公式，以铸钢车间为例进行负荷统计：
由已知数据
，，，
可得

用同样的方法可求得其他车间的计算负荷如表2-1所示：
表2-1 各车间380V侧负荷统计表
编号

车间（单位）名称
设备容量/
kW
Kd
cosφ
tanφ
计 算 负 荷

1
铸钢车间
2000
0.4
0.65
1.17
800
936
1230.8

1870.3
2
铸铁车间
1000
0.4
0.70
1.02
400
408
571.4
867.6
砂 库
110
0.7
0.60
1.33
77
102.4
128.1
195.6
小 计

1110

429.3
459.4
628.8
955.6

3
铆焊车间
1200
0.3
0.45
1.98
360
712.8
798.6
1213.5
1#水泵房
28
0.75
0.8
0.75
21
15.75
26.3
39.9
小 计

1228

342.9
656.0
739.9
1124.2
4
空 压 站
390
0.85
0.75
0.88
331.5
291.72
442.0
671.5
机修车间
150
0.25
0.65
1.17
37.5
43.9
57.7
87.7
锻造车间
220
0.3
0.55
1.52
66
100.3
120.0
182.3
木型车间
186
0.35
0.60
1.33
65.1
86.6
108.6
164.5
制 材 场
20
0.28
0.60
1.33
5.6
7.4
9.3
141
综 合 楼
20
0.9
1
0
18
0
18.0
27.3
小 计

986

471.3
476.9
670.6
1019.7
5
锅 炉 房
300
0.75
0.80
0.75
225
168.75
281.3
427.4
2#水泵房
28
0.75
0.80
0.75
21
15.75
26.3
39.9
仓 库 （1、2）
88
0.3
0.65
1.17
26.4
30.89
40.2
61.4
污 水
提 升 站
14
0.65
0.80
0.75
9.1
6.83
11.4
17.3
小 计

430

253.4
201
322.8
490.6

6kV高压设备的计算负荷：

表2-2 各车间6kV高压负荷计算表
序号
车间（单位）
名称
高压设备名称
设备容量/kW
Kd

计算负荷
P30/kW
Q30/kvar
S30/kVA
I30/A
1
铸钢车间
电弧炉
2×1250
0.9
0.87
0.57
2250
1282.5
2586.2
248.9
2
铸铁车间
工频炉
2×200
0.8
0.9
0.48
320
153.6
355.6
34.2
3
空压站
空压机
2×250
0.85
0.85
0.62
425
263.5
500
48.1
小计
3400
—
—
—
2995
1699.6
3443.6
331.4

表2-3 工厂负荷计算表
全厂设备容量/kW
Kd

计算负荷
P30/kW
Q30/kvar
S30/kVA
I30/A
11154
0.35
0.79
0.78
3904
3045.1
4941.8
285.3

（四）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0.9，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2-1 高压电容器集中补偿的结线
由该厂的负荷计算表可知，总变压器低压侧的视在计算负荷为4942kVA，因此为进行功率补偿时，主变压器容量应选为5000kVA。此时变电所低压侧的功率因素未0.79。按规定，变电所高压侧的功率因素cos≥0.9.。考虑到变压器本身的无功功率损耗ΔQT远大于其有功功率损耗ΔPT，一般ΔQT=（4~5）ΔPT，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素应略高于0.90，这里取cos＇=0.93。
要使低压侧功率因素由0.79提高到0.93，低压侧需装设的并联电容器容量为
QC = 3904×（tanarccos0.79－tanarccos0.93）kvar
= 1486.9kvar
取 QC=1500kvar
补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为

因此主变补偿后选择容量不变，仍为5000kVA。
变压器的功率损耗为
ΔPT ≈ 0.015= 0.015×4198.6kVA = 63kW
ΔQT ≈ 0.06= 0.06×4198.6 kVA=251.9kvar
变电所高压侧的计算负荷为
= 3904kW + 63kW = 3967kW
=（3045.1—1500）kvar + 251.9kvar =1797kvar

补偿后工厂的功率因素为

这一功率因素满足供电部门规定的要求。
根据以上计算，本设计从常用并联电容器中选出型号为BWF10.5-120-1的并联电容器13台进行该工厂的无功功率补偿。

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：、……。而工厂的负荷中心设在，，按负荷功率矩法确定负荷中心
（3-1）
（3-2）
各车间标注如下：
铸钢车间—1，铸铁车间—2，砂库—3，铆焊车间—4，1#水泵房—5，
空压站—6，机修车间—7，锻造车间—8，木型车间—9，制材厂—10，
综合楼—11，锅炉房—12，2#水泵房—13，仓库—14，污水提升站—15
(2.6，7.3) (6.4，7.4) (5.4，5.1) (2.8，9.5) (0.9，10.7) (5.9，9.6) (6.0, 10.1) (8.3，9.9) (9.0，8.5) (10.0，6.9) (10.7，10.0) (0.9，3.4) (0.7，4.0) (3.2，1.6) (7.6，3.9)
由前计算可知:

计算所得的负荷中心为(3.7，7.6)。
按图纸比例及综合考虑变电所位置选择的原则后,确定(3.7,7.6)为总降压变电所坐标中心，如图3-1中所示。

图3-1 工厂高压配电系统示意图

（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10kV，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。

4、厂区供电电压的选择
工厂供电电压的选择，主要取决于当地电网的供电电压登记，同时也要考虑工厂用电设备的电压、容量和供电距离等因素。由于在同一输送功率和输送距离条件下，供电电压越高，则线路电流越小，从而使线路导线或电缆截面越小，可减少线路的初投资和有色金属消耗量。该冶金机械厂经过与当地供电部门协商，工厂电源从电力系统的某220/35kV变电站以35kV双回路架空线引入工厂，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。系统变电站距工厂东侧8km。
该厂从邻近变电所引入35kV电压电源作为工厂电源，考虑到该工厂车间密集，道路狭窄，厂区布局复杂，为了确保厂区内的人身和生产安全，保障正常的生产生活秩序，故本设计不采用35k高压深入负荷中心的直配方式，而需要经过工厂内的总降压变电所降压后在厂内配电。工厂有6kV高压负荷电弧炉、工频炉和空压机，但6kV高压用电设备不多，所以本设计仍采用将35kV电源经总降压变电所降压至10kV作高压配电电压，而6kV高压负荷则通过专用的10/6.3kV变压器单独供电。

四 确定变压器型式、容量和台数

（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。
变压器按功能分有升压变压器和降压变压器；按相数分有单相和三相变压器；按绕组导体的材质分有铜绕组和铝绕组变压器；按冷却方式和绕组绝缘分有油浸式、干式两大类，其中油浸式变压器又有油浸自冷式、油浸风冷式、油浸水冷式和强迫油循环冷却式等，而干式变压器又有浇注式、开启式、充气式等；按用途分又可分为普通变压器和特种变压器；按调压方式分有无载调压变压器和有载调压变压器。
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。高损耗变压器已被淘汰，不再采用。在多尘或有腐蚀性气体严重影响变压器安全的场所，应选择密闭型变压器或防腐型变压器；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）；对于高层建筑、地下建筑、发电厂、化工等单位对消防要求较高的场所，宜采用干式电力变压器（SCSCZ、SG3、SG10、SC6等）；对电网电压波动较大的，为改善电能质量应采用有载调压电力变压器（SZ7、SFSZ、SGZ3等）。

（二）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8km。
2、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1.5s。
4、工厂最大负荷时功率因数不得低于0.9。
（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：主变压器容量应不小于总计算负荷，即
（4-3）
2）装设两台时，应满足：每台变压器的容量不应小于总的计算负荷的60%，最好为总计算负荷的70%左右，即
（4-4）
同时每台主变压器容量不应小于全部一、二级负荷之和，即
（4-5）

3、总降压变电所主变压器台数及容量
根据工厂提供的数据，本工厂负荷为二级负荷，且工厂视在计算负荷为4941.9kVA，故本工厂总降压变电所应选择两台主变压器。由于本工厂选用两台主变压器，故每台主变压器的容量SN·T不应小于总的计算负荷S30的60%~70%。但由于本工厂的负荷均为二级负荷，故该工厂的总降压变电所选用两台容量为5000kVA型号为S9-5000/35的变压器，其技术参数见表4-1。

表4-1 S9-5000/35变压器技术参数
额定容量/kVA
额定电压/kV
损耗/kW
阻抗电压（%）
空载电流（%）
联结组别
总体质量/t
备注
高压
低压
空载
短路

5000
35，
38± 2×2.5%
3.15
6.3
10.5
6.50
31.00
7
0.7
Y d11
11.15

4、各车间变电所所选变压器的台数及容量
NO.1
SN≥1.15∽1.4S30=1.15∽1.4*1231=1415.65∽1723.4kVA (10/0.4)
SN≥1.15∽1.4S30=1.15∽1.4*2586.2=2974.13∽3620.68kVA (10/6.3)
NO.2
SN≥1.15S30=1.15*628.8=723.12kVA (10/0.4)
SN≥1.15S30=1.15*(355.6+500)=983.94kVA (10/6.3)
NO.3
(10/0.4)
NO.4
SN≥1.15S30=1.15*671=771.65kVA （10/0.4）
NO.5
(10/0.4)

表4-2 车间变电所变压器型号
车间变电所代号
变压器台数及容量/kVA
变压器型号
No.1
1×1600
S9-1600/10
1×3150
S9-3150/10
No.2
1×800
S9-800/10
1×1000
S9-1000/10
No.3
1×1000
S9-1000/10
No.4
1×800
S9-800/10
No.5

1×400
S9-400/10

表4-3 各型号变压器技术参数
变压器型号
额定容量/kVA
额定电压/kV
损耗/kW
阻抗电压（%）
空载电流（%）
联结组别
备注
高压
低压
空载
负载
S9-1000/10
1000
10±5%
6.3
1.49
10.5
5.5
1.1
Yd11

S9-3150/10
3150
3.5
24.3
5.5
0.8
S9-400/10
400
6±5%
6.3±5%
10±5%
0.4
0.8
4.30
4
1.0
Yyn11
S9-800/10
800

1.4
7.5
4.5
0.9
S9-1000/10
1000
1.7
10.3
0.7
S9-1600/10
1600
2.4
14.5
0.6

5、主变压器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。查资料所得，Yd11联结适用于35kV总降压变电所，故采用Yd11联结。

五 变配电所主接线的选择
（一） 变电所主接线
1、对变电所主接线的要求
变电所的主接线，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因素综合分析确定，并应满足安全、可靠、灵活和经济等要求。
1、安全性
（1）在高压断路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧，必须装设高压隔离开关；
（2）在低压断路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧，必须装设低压刀开关；
（3）在装设高压熔断器-负荷开关的出线柜母线侧，必须装设高压隔离开关；
（4）35kV及以上的线路末端，应装设与隔离开关联锁的接地刀闸；
（5）变电所高压母线上及架空线路末端，必须装设避雷器。装于母线上的避雷器，宜与电压互感器公用一组隔离开关，接于变压器引出线上的避雷器，不宜装设隔离开关。
2、可靠性
（1）变电所的主接线方案，必须与其负荷级别相适应。对一级负荷，应由两个电源供电。对二级负荷，应由两回路或一回6kV及以上专用架空线或电缆供电； 其中采用电缆供电时，应采用两根电缆并联供电，且每根电缆应能承受100%的二级负荷；
（2）变电所的非专用电源进线侧，应装设带短路保护的断路器或负荷开关-熔断器。当双电源供多个变电所时，宜采用环网供电方式；
（3）对一般生产区的车间变电所，宜由工厂总变配电所采用放射式高压配电，以确保供电可靠性，但对于辅助生产区及生活区的变电所，可采用树干式配电；
（4）变电所低压侧的总开关，宜采用低压断路器。当低压侧为单母线，且有自动切换电源要求时，低压总开关和低压母线分段开关，均应采用低压断路器。
3、灵活性
（1）变配电所的高低压母线，一般宜采用单母线或单母线分段接线方式；
（2）35kV及以上电源进线为双回路时，宜采用桥形接线和线路-变压器组接线；
（3）需带负荷切换主变压器的变电所，高压侧应装设高压断路器或高压负荷开关；
（4）变电所的主接线方案应与主变压器的经济运行要求相适应；
（5）变电所的主接线方案应考虑到今后可能的增容扩展，特别是出线柜便于添置；
4、经济性
（1）变电所的主接线方案在满足运行要求的前提下，应力求简单。变电所高压侧宜采用断路器较少或不用断路器的接线；
（2）变电所的电气设备应选用技术先进、经济适用的节能产品，不得选用国家明令淘汰的产品；
（3）工厂的电源进线上应装设专用的计量柜，其中的电流、电压互感器只供计费的电能表使用；
（4）应考虑无功功率的人工补偿，使最大负荷时功率因素达到规定的要求。

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

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

1、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。

2、高压配电系统主接线方式的选择
由于工厂的负荷为二级负荷，总降压变电所出线较多，故本降压变电所采用单母线分段方式的接线，电气接线图见图5-2。这种接线方式采用的高压开关设备较多，初期投资较大。但单母线分段接线方式比其他接线方式的灵活性、可靠性更高，考虑到总降压变电所的在工厂的特殊地位，故本设计采用单母线分段方式的主接线方案。

图5-2 总降压变电所电气主接线图

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
进行短路电流计算的方法，常用的有欧姆法（有称有名单位制法）和标幺值法（又称相对单位制法），工程上常用标幺制法。故本设计采用标幺值法进行计算。
1、绘制计算电路图、选择短路计算点。计算电路图上应将短路计算中需计入的所有电路元件的额定参数都表示出来，并将各个元件依次编号。短路计算点应选择得使需要进行短路效验的电器元件有最大可能的短路电流通过。
2、设定基准容量Sd=100MVA和基准电压Ud=Uc（短路计算电压，即1.05UN），并计算基准电流Id