某工厂总降压变电所工程
设
计
说
明
书
学号 6
指导老师志英
目录
一. 概述
1.1. 电力系统概况
1.2. 全厂供电负荷情况
二. 供电方式的选择
2.1. 供电电压选择
2.2. 主变容量及型号选择
三. 总降压变电所的设计
3.1. 电气主接线
3.2. 短路电流计算
3.3. 主要电气设备选择
3.4. 所用电源及操作电源
3.5. 主要设备继电保护设计
3.5.1. 主变压器保护
3.5.2. 35kv线路保护
3.5.3. 10kv线路
四. 车间变电所设计
五. 厂区10kv配电系统设计
六. 附图：1. 短路电流计算结果及设备选校表
2. 总降压变电所电气主接线图
3. 高压开关柜订货图
4. 主变压器控制回路接线图
5. 主变压器保护回路接线图
6. 10kv线路控制、保护回路接线图
一、概述
1.1 电力系统概况
本厂主要通过一条长为5公里的架空电力线路与110kvA变电站连接。
A变电站装设有两台SFSLZ1-31500/110的三圈变压器，A变电站110kv母线短路容量为1918MVA。
另外本厂还从B变电站接有一回长为7公里的架空线路作为备用电源。
且根据系统要求，只有在工作电源也即本厂至A变电站供电线路停电时才允许备用电源供电。
1.2 全厂用电负荷情况
根据提供的资料，全厂用电设备总安装容量为6630KW，10kv 侧计算负荷为有功4522KW，无功1405KW。
负荷类型1~7车间为I 类负荷，8~9车间为II类或III类负荷。
停电时间超过两分钟将造成产品报废，停电时间超过30分钟将造成主要设备池、炉损坏，全厂停电将造成严重经济损失。
全厂为三班工作制，最大负荷利用小时为5600小时。
二、供电方式的选择
2.1 供电电压的选择
选择最佳的供电电压等级对于工厂节约电费开支，降低经营成本具有非常大的作用。
根据设计任务书所提供的基础资料，供电部门要求功率因数以35kv供电时为0.9，以10kv供电时为0.95。
同时以35kv和10kv供电时电度电价分别为0.40元/kwh及0.41元/kwh。
根据供电部门提供的资料，我们对该厂分别采用10kv及35kv 供电时每年所需支出的电费进行比较，比较结果如下表所示：
35kv、10kv供电年电费比较表
从以上比较结果可知，选择10kv供电比35kv供电每年需多支出电费11288505.49-10506243.84=782261.65元。
因此，本厂最优的供电电压等级为采用35kv供电。
2.2 主变容量及型号的选择
根据35~110kv变电所设计规（GB50059-92）第3.1.1条、第3.1.2条、第3.1.3条的要求，主变压器的台数和容量应根据供电条件、负荷性质和运行方式等条件综合考虑确定。
在有一、二类负荷的变电所中宜装设两台主变压器，主变压器容量应满足当一台变压器断开时，另一台变压器的容量不应小于70%的全部负荷并应保证用户的一、二级负荷。
该厂1~7车间为I类负荷，考虑同时系数后有功负荷为3724KW，无功负荷为1047.6KVAR。
因此该厂总降压变电所主变压器选择两台容量为4000KVA的变压器。
主变参数如下：
型号：SZ9-4000/35±3*2.5%/10.5kv
相数:三相
额定频率:50Hz
额定容量:4000 kVA
额定电压（高压绕组/低压绕组）： 35 /10.5 KV
调压方式：有载调压。
分接围：35±3*2.5%
联接组标号:Yd11
短路阻抗（高压-低压）：7%
三、总降压变电所的设计
3.1 电气主接线
电气主接线的设计应满足可靠性、灵活性及经济性的要求。
本厂总降压变电所主变为2台，35kv线路为两回，适宜采用的电气主接线方式有桥形接线（桥或外桥）、线路变压器组接线及单母线接线三种方式。
以下我们分别对桥形接线、线路变压接线、单母线接线进行比较，结果如下：
三种主接线比较表
从比较结果可知，采用桥形接线时，由于线路或变压器的切除和投入需动作两台断路器，并且影响一条线路（桥接线）或一台变压器（外桥接线）的暂时停运，采用线路变压器组单元接线时，由于1条线路带1台主变运行，运行方式极不灵活，难以满足本厂对供电连续性和可靠性的严格要求。
由于本厂负荷绝大部分为I类负荷，因此本厂总降压变电所电气主接线宜采用单母线接线方式，其优点是接线简单清晰、设备少、操作方便、便于扩建。
10kv电气主接线采用单母线分段接线。
3.2 短路电流计算
根据电气设备选择和继电保护的需要，选择总降压变电所35kv、10kv母线作为短路电流计算点。
根据本厂总降压变电站与系统的联接情况，取基准容量为Sj=1000MVA，基准电压为平均电压Uj=Ucp。
计算结果如下表：（详细计算过程见附件：短路电流计算书）
短路电流计算结果
3.3 主要电气设备选择
35kv断路器选用LW16-40.5/1600（附CT-10弹簧储能操作机构）型六氟化硫断路器；35kv隔离开关采用GW5-35（ID、IID）/630型（附CS-17G手动操作机构）隔离开关；35kv母线电压互感器选用JSXNF-35电磁型抗谐振电压互感器；35kv线路电压互感器选用
TYD-35电容式电压互感器；35kv电流互感器选用LB6-35电磁型电流互感器；35kv母线根据经济电流密度选择LGJ-95/15型钢芯铝绞线，10kv母线选择LMY-80*8型铝排，经动、热稳定校验均满足要求。
10kv出线设备选用XGN2-10型箱型封闭式高压开关柜并配
ZN28-10/1250-25KA真空开关。
具体电气设备选择及校验详见附《短路电流计算结果及设备选校表》。
本厂总降压变电站设备
z3.4 所用电源和操作电源
变电站所用电分别由接在10KVⅠ、Ⅱ段母线上的两台所用变提供，两台所用变互为备用，其低压侧采用单母接线方式。
两台干式所用变分别置于#1、#2所用变柜，型号均为SC9-10/30，低压所用电屏由一块GGD低压交流屏组成，布置在主控制室。
所用电源分别供站用照明、开关电源、主变电源、空调、检修电源、直流电源、通讯电源等。
变电站保护、操作电源采用一套220V、微机控制高频开关直流电源配100AH全封闭免维护铅酸蓄电池组的直流系统。
该套系统由充电柜、馈电柜和电池柜三部分组成，充电机控制部分采用单板机控制，充电回路采用智能高频开关电源。
可以根据蓄电池的亏容状
况自动进行主充、浮充和均充。
电源模块采用自然冷却方式，交流两路输入，自动投切，并可以任选一路为主工作电源，该种模块具有DC220V/AC220V（2A，供后台用）及DC220V/DC48V（10A，供通讯用）转换装置，产品具有完善的保护，绝缘监察及音响灯光报警信号，提供标准微机通信接口RS485并通过此接口向后台发送信号。
同时，直流电源还可供应变电站事故照明用。
3.5 主要设备继电保护设计
3.5.1主变压器保护（2台主变）
变电站主变压器保护采用微机型保护，保护的方式有：
（1）差动保护（主保护）
（2）复合电压闭锁方向过流保护
（3）零序电压方向过流
（4）变压器具有过负荷、启动通风、轻重瓦斯、油温过高等保护
3.5.2 35kv线路保护（2回35kv线路）
变电站35kv线路保护也采用微机保护，保护方式有：
（1）带方向的电流电压保护
（2）三相一次重合闸
（3）过负荷跳闸（报警），小电流接地指示
（4）具有自投功能，当工作电源也即A110kv变电站至厂降压变电站线路停电时自动投入备用电源。
3.5.3 10kv线路保护（4回10kv线路）
10kv线路保护也采用微机保护，保护方式有：
（1）两段式电流电压保护
（2）三相一次重合闸
（3）过负荷跳闸（报警），小电流接地指示
（4）具有网络接口，适合下放在开关柜上
四、车间变电所设计
根据设计任务书提供的全厂负荷分布情况，厂1~7车间为I类负荷，8、9车间为II~III类负荷，结合厂区平面示意图以及情况，分别在3车间（I车间变电所）及7车间（II车间变电所）设置2座车间变电所，I车间变电所分别供2、3、5、6、8车间用电，其中2、6、8车间共用2台配电变压器，每台配电变压器容量按不小于2、6、8车间总负荷的70%设置，选择2台S9-1000KVA配电变压器；3、5车间共用2台配电变压器，每台配电变压器容量按不小于3、5车间总负荷的70%设置，选择2台S9-1000KVA配电变压器。
II 车间变电所分别供1、4、7、9四车间用电。
其中1、9车间共用2台配电变压器，每台配电变压器容量按不小于1、9车间总负荷的70%设置，选择2台S9-1000KVA配电变压器；4、7车间共用2台配电变压器，每台配电变压器容量按不小于4、7车间总负荷的70%设置，选择2台S9-1000KVA配电变压器。
五、厂区10kv配电系统设计
厂区10kv配电系统设置2座车间变电所，每座车间变电所分别从总降压变电所10kvI、II段母线上各引入一回电源。