一 概述

1负荷计算及无功功率补偿

2、工厂总降压变电所的位置和形式选择

参考电源进线方向，综合考虑设置总降压变电所的有关因素，确定变压器的台数和容量。

3、工厂总降压变电所主结线方案设计

根据变电所配电回路数，确定变电所高、低接线方式

4、系统短路电流计算

由系统不同运行方式下的短 路参数，求出不同运行方式下各点的三相及两相短路电流。

5、变电所高、低压侧设备选择

6继电保护及二次结线设计

7、变电所防雷装置

8变电所主接线图，变电所平面和剖面图

二 负荷计算及无功功率补偿

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。

本设计采用需要系数法确定。

主要计算公式有： 1 视在功率： S30 = Pe·Kd                        (1)              

                 2无功功率: Q30 = P30 ·tgφ                      (2)               

                 3 有功功率: P30 =S30 XCoS φ                     （3）              

                 4 计算电流: I30 = S30/√3UN                      (4)

                 5 S30XS30=Q30XQ30+P30XP30                        (5)

使用以上公式计算出各个车间的用电负荷

表1   各个车间用电负荷

3.1变压器容量和台数选择

总的视在功率是7KW ，考虑发展需要取用SL7-1000一台

                  当地平均温度25度， 高压进线为钢芯加强铝线LGJ-3 X 50

3 .2变电所主结线方案的设计和选择

由于该厂的部分负荷属于二级负荷，对电源的供电可靠性要求较高。现有4种方案 

1 一次侧采用内桥式结线，二次侧采用单母线分段的总降压变电所主电路图如下这种主结线，其一次侧的高压断路器跨接在两路电源线之间，犹如一座桥梁，而处在线路断路器的内侧，靠近变压器，因此称为内桥式结线。                

2  高压侧采用隔离开关-断路器；由于采用了高压断路器因此变电所的停，送电操作十分方便，同时高压断路器配有继电保护，在变电所发生短路喝过负荷时均能自动跳闸，但是电路可靠性差，不能胜任本设计要求

 3   一、二次侧均采用单母线分段的总降压变电所主电路

这种主结线图兼有上述两种桥式结线的运行灵活性的优点，但所用高压开关设备较多，可供一、二级负荷，适用于一、二次侧进出线较多的总降压变电所，同时价格昂贵

 4  一次侧的有两路高压进线，在隔离闸刀出线进行并接，通过高压断路器控制变压器，并有一个断路器进行低压联络。同时安装继电保护。此方式投资少。性价比高。本设计采用这种方法

选中第4种  采用两路高压进线，两个高压断路器进行高压联络，采用一台变压器。优点是价格便宜可靠性高，线路简单 ，操作容易。故选择这种进线方法

进线形式；高压进线为架空线连接至配电房旁边，经电缆连接到进线柜

 出线为电缆经过电缆沟通到各个车间，经过道路时改为穿钢管

。

                    图 1  变电站电缆进出线图

四  短路电流计算的目的及方法

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。在等效电路高压设备选择的一般要求必须满足一次电路正常条件。

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。

五  变电所一次设备的选择和检验

 5.1 高压开关选择                          

1高压设备选择的一般要求必须满足一次电路正常条件下和短路故障条件下的工作要求，同时设备应工作安全可靠，运行方便，投资经济合理。

2高压刀开关柜的选择应满足变电所一次电路图的要求，并各方案经济比较优选出开关柜型号及一次结线方案编号，同时确定其中所有一次设备的型号规格。

3高压开关柜是按一定的线路方案将有关一、二次设备组装而成的一种高压成套配电装置，在发电厂和变配电所中作为控制和保护发电机、变压器和高压线路之用，也可作为大型高压开关设备、保护电器、监视仪表和母线、绝缘子等。

高压开关柜有固定式和手车式（移可式）两大类型。

由于本设计是10KV电源进线，工厂有二级负荷，所以选择GC-3-4F-F-T手车型高压开关柜

5.2低压开关柜选择和校验

   本设计项目有部分车间电力供应是属于二级负荷，因该和三级负荷分开控制。所以要用两个主断路器。二级负荷整定值要大，过负荷延时时间长。而三级负荷整定值要小，过负荷延时时间短

六   变电所进出线选择和校验

1发热条件

导线和电缆(包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，不应超过其正常运行时的最高允许温度。

2.电压损耗条件

导线和电缆在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的电压损耗，不应超过其正常运行时允许的电压损耗。对于工厂内较短的高压线路，可不进行电压损耗校验。

3 机械强度

导线（包括裸线和绝缘导线）截面不应小于其最小允许截面。对于电缆，不必校验其机械强度，但需校验其短路热稳定度。母线也应校验短路时的稳定度。对于绝缘导线和电缆，还应满足工作电压的要求

高压线选择      高压侧电流I30（1）=S30(1)/Un X根号3 =44.74A    

选择准截面50mm2 ，既选LGJ—45型铝绞线

校验发热条件和机械强度都合格

                                                            。

七 二次回路方案设计和继电器的整定保护

在本设计中，根据要求需装设变压器过电流保护、电流速断保护、,    。对于由外部相间短路引起的过电流，继电器应加以保护保护

8.1变压器的过电流保护

8.2动作电流的整定

八   防雷保护与接地装置设计

8.1防雷设备

1）装设避雷针 室外配电装置应装设避雷针来防护直接雷击。如果变配电所处在附近高建（构）筑物上防雷设施保护范围之内或变配电所本身为室内型时，不必再考虑直击雷的保护。

（2）高压侧装设避雷器 这主要用来保护主变压器，以免雷电冲击波沿高压线路侵入变电所，损坏了变电所的这一最关键的设备。为此要求避雷器应尽量靠近主变压器安装。

8.2防雷措施

高压侧装设避雷器

低压侧装设避雷器

装设避雷针

8.3.接地与接地装置

.

（1）确定接地电阻

接地装置初步方案

计算单根钢管接地电阻

确定接地钢管数和最后的接地方案考虑到接地体的均匀对称布置，选16mm根直径50mm、长2.5m的钢管作 

地体，用40×4mm2的扁钢连接，环形布置

九 变电所主接线图，变电所平面和剖面图

图2 变电所主接线图

                                           图3     变电所平面图

                                          图4   配电所剖面图

                  1 变压器    2高压电缆固定夹   3高压母线支架  4低压母线支架  5电缆头支架          6电缆头     7低压柜

小 结我做的是某机械全厂总降压变电所及配电系统的设计.通过这次毕业设计，我加深了对工厂供电知识的理解，基本上掌握了进行一次设计所要经历的步骤，象总降压的设计，我与其他同学一起进行课题分析、查资料，进行设计，一个月的时间就这样匆匆的过去了，再指导老师我经过多少个白天，黑夜，我们刻苦研究。

这次设计使我对工厂供电有了新的认识，对总降压变电所的设计由一无所知到现在的一定程度的掌握，起到了非常重要的作用，对张帆老师的关心，指导大家有感于心，事实上这次设计对我们的锻炼是多方面的，除了对设计过程熟悉外，我们还进一步提高了作图，说明书编辑，各种信息的分析，对WORD文档的使用等多方面的能  下载本文