无人值守降压变电所设计毕业设计说明书

毕业设计说明书目录第一章原始资料5第二章 负荷分析与计算72.1负荷分类及其定义72.2各级负荷对供电电源的要求82.3 负荷计算92.3.1 负荷计算的概念及方法92.3.2纺织厂负荷计算12第三章 无功功率补偿173.1无功补偿的意义与装置选择173.1.1无功补偿的意义173.1.2无功补偿装置类型的选择173.2并联电容器的选择与计算19第四章 变电所一次部分设计204.1变电所位置和形式的选择204.1.1变电所位置选择204.1.2变电所形式的选择214.2进线电压等级和回数的确定224.2.1进线电压等级的选择224.2.2进线回数的确定234.3变电所主变台数和容量的选择234.3.1变电所主变台数的选择234.3.2主变容量的选择244.4变电所主接线方案选择264.4.1变电所主接线方案的设计原则和要求264.4.2变电所主接线设计方案264.5变电所进出线的选择264.5.1变电所进出线方式的选择264.5.2变电所进出线型号确定274.6母线的选择384.6.1母线材料和截面形状的选择：384.6.2母线截面积的选择39第五章 短路电流计算和电气设备选择405.1短路电流计算415.1.1绘制等值阻抗网络415.1.2确定基准值425.1.3计算等值网络中各元件的阻抗标幺值425.1.4选择短路点计算短路电流435.2电气设备选择465.2.1电气设备选择的一般条件465.2.2电气设备选择49第六章 变电所二次方案和继电保护设计566.1 变电所的防雷措施566.1.1雷电的形成 6.1.3输电线路的防雷596.1.4变电所的防雷设计606.2电源进线方案设计606.2.1备用电源自动投入装置工作原理606.2.2备用电源自动投入装置选择626.3继电保护整定计算与装置选择636.3.1继电保护的基本要求636.32微机继电保护概述636.3.3输电线路继电保护配置与整定计算原则656.3.4线路微机保护装置选择676.4变压器继电保护配置与整定计算原则686.4.1变压器保护配置目的686.4.2变压器保护装置的配置要求686.4.3变压器保护配置方案706.4.5变压器微机保护装置的选择70第七章 变电所综合自动化设计717.1综合自动化系统概述及其特点717.1.1变电站综合自动化最明显的特征有以下六个方面：727.1.2 变电站综合自动化的结构形式737.1.3变电站综合自动化系统的主要功能757.2综合自动化系统设计原则和要求777.2.1变电站综合自动化的要求：777.2.2综合自动化系统的设计777.3变电站综合自动化系统的实现787.4 EPSYNALL组态软件797.4.1变电站综合自动化软件 (EpSynall-SA)797.4.2系统特点：807.4.3系统功能实现80总结91第一章 原始资料一、毕业设计的技术背景和设计依据1、 工厂总平面图如图1所示。排毒机房其他附属车间酸站纺练车间原液车间锅炉房办公室食堂宿舍宿舍图1 某纺织厂总平面图2、 工厂负荷数据：该工厂多数车间为3班制，年最大负荷利用小时数6400h.本厂负荷统计资料见表1： 表1 某纺织厂负荷情况 序号车间设备名称安装容量（KW）Kd 1纺练车间纺丝机1800.800.78筒绞机620.750.75烘干机780.751.02脱水机200.600.80通风机2000.700.75淋洗机140.750.78变频机9000.800.70传送机420.800.70 2原液车间照明10400.750.70 3酸站照明2600.650.70 4锅炉房照明3200.750.75 5排毒车间照明1600.700.60 6其他车间照明2400.700.753、供电电源情况：按与供电局的协议，本厂可由东南方相距19公里的城北变电所110/38.5/11KV，50MW变压器供电，供电电压可任选。另外，与本厂相距 5公里的其他工厂可以引入10KV线路做备用电源，但容量只能满足本厂负荷的30（重要负荷），平时不准投入，只在本厂主要电源故障或检修时投入。4、电源的短路容量（城北变电所）：35KV母线的出线断路器断流容量1500MVA；10KV母线的出线断路器断流容量为350MVA。5、供电局要求的功率因数：当35KV供电时，要求工厂变电所高压侧 当以10KV供电时，要求工厂变电所高压侧。6、电费制度：按两步电费制计算。变压器安装容量为每1KVA为15元/月，动力电费为0.3元/KWh,照明电费为0.55元/KWh。7、气象资料：本厂地区最高温度为38，最热月平均最高气温29，最热月地下0.8 m处平均温度为22，年主导风向为东风，年雷暴日数为20天。8、地质水文资料：本厂地区海拔60m,底层一粘沙土为主，地下水位为2m。二、毕业设计的任务1熟悉题目要求，查阅相关科技文献。2方案设计（包括方案论证与确定、技术经济分析等内容）3硬件设计和软件设计（其中还包括理论分析、微机保护装置、设备及元件的选择等）4撰写设计说明书，绘制图纸。5指定内容的外文资料翻译。三、毕业设计的主要内容、功能及技术指标1、毕业设计的主要内容（1）课题研究的意义及目的，国内外研究的现状；（2）变电站综合自动化的组成和主要功能；（3）变电站综合自动化系统的一次系统设计；（4）变电站综合自动化系统的二次系统设计；（5）电源进线方案设计；（6）线路微机保护系统的设计（速断、过流、零序保护设计）；（7）配电变压器微机保护系统的设计（速断、过流、温度保护设计）；（8）微机备用电源互投装置的设计；（9）主要电气设备选择；（10）监控软件的设计及图形界面的设计；2、设计实现的主要功能 实时显示变电站综合自动化系统的运行参数（包括电压、电流、功率、频率、等参数）和运行趋势图，故障报警显示，建立实时和历史数据库，实现SCADA功能，实现无人值守变电站综合自动化功能。3、主要技术指标 功率因数不低于0.9，可靠性和经济性满足变电站综合自动化要求。98 - - 第二章 负荷分析与计算2.1负荷分类及其定义分类：按GB5005295供配电系统设计规范规定，根据电力负荷对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响的程度，电力负荷分为一级负荷、二级负荷和三级负荷。定义：(1)一级负荷：a.中断供电将造成人身伤亡。b.中断供电将造成重大政治影响。c.中断供电将造成重大经济损失。d.中断供电将造成公共场所秩序严重混乱。说明：一级负荷中特别重要的负荷是指：a.中断供电将发生中毒，爆炸和火灾等情况的负荷； b.特别重要场所的不允许中断供电的负荷；c.如正常电源中断时，必须设有处理安全停产所必须的应急照明，通信系统，火灾报警系统，保证安全停产的自动控制装置等。d.民用建筑中大型金融中心的关键电子计算机系统和防盗报警系统，大型国际比赛场记分系统及监控系统等。(2)二级负荷：a.中断供电将造成较大政治经济损失所谓较大损失指主要设备损坏，大量产品报废，连续生产过程被打乱,需要较长时间才能恢复，重点企业大量减产等。 b.中断供电将影响重要用电单位正常工作 如交通枢纽，通信枢纽等重点单位中的重要电力负荷。c. 中断供电将造成大型影剧院，商场等较多人员集中的公共场所秩序混乱 如商业住宅建筑。(3)三级负荷:不属于一级，二级的负荷均属于三级电力负荷。对一些非连续生产的中小企业，停电仅影响产量或导致少量产品报废的用电设备以及一般民用建筑的用电负荷等均属于三级负荷。2.2各级负荷对供电电源的要求（1）一级负荷一级负荷应有两个或两个以上独立电源供电。两个电源应来自不同电源点或同一变电站中由不同变压器供电的不同母线段。当其中一个电源发生故障时，另一个电源不受影响，且能承担全部负荷。当负荷容量较大或有高压用电设备应采用两路高压电源供电。如一级容量不够，可从电力系统或邻近单位取得第二低压电源。一级负荷中特别重要的负荷，除上述两路电源供电外，还必须增设应急电源。为确保对特别重要负荷的供电，严禁将其他负荷接入应急供电系统。根据允许中断供电的时间可分别选择下列应急电源：a.蓄电池静止型不间断供电装置（UPS）：蓄电池及其他类型不间断供电装置或柴油机电磁储能电机型不间断供电装置。适用于允许中断供电时间为毫秒级的负荷。b.带有自动投入装置的独立于正常电源的专用馈电线路。适用于自动装置的动作时间能满足允许中断供电1.5S以上的供电系统。(2)二级负荷二级负荷应有两个电源供电，供电变压器也应有两台（两台变压器不一定在同一变电所）。在负荷较小或地区供电条件困难时，可由一路6KV及以上专用架空线路供电；当采用电缆线路时，采用两根电缆组成的电缆段供电，每根电缆应能承受百分之百的二级负荷；为了解决线路和变配电设备的检修以及突然停电后，设备的安全停产问题，可采用小容量的柴油发电站，其容量可由实际需要确定。（3）三级负荷三级负荷对供电电源无特殊要求。综合以上分析可知：本设计为纺织厂的无人值守降压变电所设计。在纺织厂的正常生产运行过程中，若突然中断对其的电力供应，就会引起跳线，打结，从而导致生产产品不合格，产品报废的严重后果。因此，纺织厂属于二级负荷。2.3 负荷计算2.3.1 负荷计算的概念及方法（1）用电负荷所谓用电负荷，从用户来讲指电力用户的用电设备在某一时刻实际取用的功率总和。从电力系统来讲，则是指为了满足用户用电需求，必须具备的发电能力。用电负荷是一个不断变动的量，对于一个地区而言，负荷变化的特性主要取决于用电行业结构、地域、季节变化、经济发展和生活水平。用电负荷在时间上的非均衡性使得某一时段用电较多，某一时段用电较少，这就形成了用电高峰负荷和低谷负荷。由于用户用电性质不同，各类用户最大负荷出现的时间也不相同。当用电负荷增加时，电力系统的出力也应随之增加；当用电负荷减少时，电力系统的出力也须相应减少。如果各类用户的用电最大负荷出现的时间过分集中，电力系统就得有足够的出力来满足用户需要，否则电力系统的出力和负荷就不能平衡，出现供小于求的状况，将造成拉闸限电。当用电高峰时段错开时，电力系统出力供大于求，造成发电设备的压机运行或停机。电网的大峰谷差额运行方式带来很大危害，一方面浪费了大量的电力投资，增加了发、供电成本，另一方面发电机组的频繁启停或压负荷运行造成能源和电力资源浪费，并对电网的安全稳定运行带来威胁。因此实施电力需求侧管理，合理调整负荷，优化用电方式，避峰、错峰用电，移峰填谷是一项成本低，收效快的有利措施。（2）计算负荷目的：计算负荷是供电设计计算的基本依据，计算负荷确定的是否正确合理，直接影响到电器和导线、电缆的选择是否经济合理。如果计算负荷确定的过大，将使电器和导线、电缆选得过大，造成投资和有色金属的消耗浪费；如果计算负荷确定的过小又将使电器和导线，电缆处于过早老化甚至烧毁状态，造成重大经济损失。因此正确合理的确定计算负荷具有重要意义。定义：所谓计算负荷，是指与实际用电负荷较接近的假想负荷。按计算负荷选择的电气设备既能满足生产、生活和工作需要，也不会使得设备选的过大或过小造成浪费和不经济运行。计算负荷也是指一组用电负载实际运行时，在线路中形成的或负载自身消耗的最大平均功率。如果某一不变的假想负荷在线路中产生的最大热效应（使导线产生的平均最高温升）与实际负载相等，则把这一不变的假想负荷叫做该组实际负载的计算负荷。（3）负荷计算目的： 供电系统要能够在正常条件下可靠运行，则其中各个元件（包括电力变压器、开关设备及导线、电缆等）都必须选择得当，除了应满足工作电压和频率的要求外，最重要的就是要满足负荷电流的要求。因此有必要对供电系统中各个环节的电力负荷进行统计计算。通过负荷的统计计算，来选择供电系统中的设备。定义：所谓负荷计算，是指对某一线路中的实际用电负荷的运行规律进行分析，从而求出该线路的计算负荷的过程。内容：在现行的设计规范中，负荷计算的内容不仅包括确定计算负荷，而且包括确定尖峰电流、确定一级、二级负荷的容量和季节性负荷的容量。负荷计算与计算负荷，是两个不同的概念，不可混淆。方法：目前负荷计算常用的方法有：需要系数法、二项式法、利用系数法。此外还有一些尚未推广的方法如：单位面积功率法、单位指标法、单位产品耗电法、变值系数法和ABC法等。其中需要系数法和二项式法在国内设计单位中普遍使用；单位面积功率法和单位指标法主要用于民用建筑；单位产品耗电量法主要适用于某些工业。在本设计中采用需要系数法进行电力负荷计算。（4）需要系数法需要系数是一个综合性系数。它是指用电设备组投入运行时，从供电网络实际取用的功率与用电设备组的设备功率之比。需要系数与用电设备组的运行规律、负荷率、运行效率、线路的供电效率等因数有关，工程上很难准确确定，只能靠测量确定。需要系数法，是把用电设备总的设备容量乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷的一种简便方法。这种方法简便，应用广泛，尤其适用于配、变电所的负荷计算。目前主要用于工程初步设计和施工图设计阶段，对变电所母线、干线进行负荷计算。当用电设备台数较多，各种设备容量相差不悬殊时，其供电线路的负荷计算也采用需要系数法。采用需要系数法计算用电设备组的计算负荷时，应将性质相同的用电设备划作一组，并根据该组用电设备的类别，查出相应的需要系数Kd，然后按照相应公式求出该组用电设备的计算负荷。（6）具体负荷分析一般工业与民用建筑中的用电负荷主要有单相负荷（如照明负荷）和三相负荷（如动力负荷），其供电系统一般分为照明支路和动力支路分别进行供电。照明支路主要供照明灯具、一般单相插座和其他额定电压为220V的电气设备。其特点为用电设备的额定电压均为单相220V，均匀分布在A、B、C三相。这类负荷也叫相负荷。动力支路主要供电梯、水泵、服务行业的厨房餐饮设备、电热水器，工业生产中的各种加工设备和其它额定电压为380V的电气设备。其特点为用电设备的额定电压为380V且三相对称。在工业生产中还有一些额定电压为380V的相间负荷，接在两条相线之间，我们称之为相间负荷，相间负荷可用照明支路供电，也可用动力支路供电。如果从供电形式的角度讲：负荷计算可分为单相、三相用电设备的负荷计算两种形式。从供电系统所在的位置角度来讲：负荷计算可分为一组用电设备、多组用电设备的负荷计算。但无论是哪种形式的负荷计算，用需要系数法确定计算负荷都有如表2的通用公式。 表2 负荷计算公式表名称公式备注用电设备组容量设备的额定容量 设备组的同时系数 设备组的负荷系数 设备组的平均效率 配电线路的平均效率对应用电设备组的正切值用电设备组的平均功率因数用电设备组的额定电压以上参数由用电设备组计算负荷直接相加来计算时取。用电设备组有功计算负荷需要系数无功计算负荷视在计算负荷计算电流有功负荷的同时系数无功负荷的同时系数总的有功计算负荷总的无功计算负荷总的视在计算负荷 在该设计中，负荷计算是按照单相设备和三相设备的形式进行。（7）负荷系数所谓负荷系数是指实际计算负荷容量与额定负荷容量的比值。应用负荷系数可以更真实的统计实际的直流负荷，从而更确切的计算设备容量。常用负荷系数有， ，。2.3.2纺织厂负荷计算（1）动力支路负荷计算方法 在采用需要系数法进行动力支路负荷计算时，应将计算范围内的用电设备分组，分别进行各个组内的负荷计算并将计算结果相加得到总的计算负荷，然后根据用电设备的台数和容量大小以及用电设备的性质乘以同时系数，得到计算结果。 每个组内的负荷计算可以采用通用计算公式进行，动力支路的负荷计算采用下式进行： 式中： 支路上有功计算负荷，；支路上无功计算负荷，；支路上视在计算负荷，、分别为支路上有功同时系数，无功同时系数；支路上计算电流；支路的额定电压。在使用上述公式时要注意：分组的原则：l 用电设备的性质相同、功率因数相同、需要系数相同的分一组；l 有功、无功同时系数的概念和数值是不同的，通常对于同一组用电设备组无功同时系数的数值比有功同时系数大。l 通常情况下有功同时系数的范围（0.80.97），无功同时系数范围（0.81）。（2）各车间负荷计算、u 纺练车间单台机械负荷计算a、纺丝机 已知：， 故： b、筒搅机 已知： , 故： c、烘干机 已知：, 故： d、脱水机 已知：, , 故： e、通风机 已知：, 故： f、淋洗机 已知：, 故： g、变频机 已知：, 故： h、传送机 已知：, 故： 纺练车间单台负荷统计见表3： 表3 纺练车间负荷统计列表序号车间设备名称安装容量 计算负荷1纺丝机1800.800.78144112.322筒搅机620.750.7546.534.883烘干机780.751.0258.559.67 4脱水机200.600.80129.65通风机2000.700.75140105 6淋洗机140.750.7810.58.197变频机9000.800.707205048传送机420.800.7033.623.529小计149611651857.18纺练车间计算负荷统计（计及同时系数）取同时系数：，u 原液车间照明已知：,， 故： u 酸站照明 已知：,， 故： u 锅炉房照明 已知：,， 故： u 排毒车间照明 已知：,， 故： u 其他车间照明 已知：,， 故： （3）纺织厂负荷计算 纺织厂各车间计算负荷统计见表4： 表4 各车间计算负荷统计列表序号车间设备名称安装容量1纺练车间1496104859814.321327.652原液车间照明1040780546952.113酸站照明260169118.3206.294锅炉房照明3202401803105排毒车间照明16011267.2130.616其他车间照明240168126210总和2634.11894.682976.57计算全厂的计算负荷时，总的计算负荷要小于每个用电负荷加起来之和。这是因为在通常情况下是不可能发生所有用电设备同时工作的情况。如果按照全部用电设备的用电负荷之和来计算全厂的计算负荷，势必会造成不经济运行和浪费等情况,也就是我们常说的大马拉小车。我们在通常情况下取全部用电负荷之和的，这样在一定程度上就避免了大马拉小车的情况,提高了运行效率,符合经济生产、生活的需要。因此，本次课程设计中的全厂计算负荷就为各个设备计算负荷之和的95%。 取同时系数：，全厂计算负荷=0.95(纺练车间计算负荷+原液车间计算负荷+酸站照明计算负荷+锅炉房照明计算负荷+ 排毒车间计算负荷+其他车间计算负荷) 考虑到该纺织厂5年的发展规划，年增长率按2%计算，则全厂计算负荷：第三章 无功功率补偿按照水利电力部门1983年制定的全国供用电规则规定：高压供电的工业用户，功率因数不得低于0.9；其他情况，功率因数不得低于0.85。如达不到上述要求，则需要增设无功功率补偿装置。在本设计中要求：当35KV供电时，要求工厂变电所高压侧0.9；当以10KV供电时，要求工厂变电所高压侧0.95。3.1无功补偿的意义与装置选择3.1.1无功补偿的意义无功补偿可以保证电压质量、减少网络中的有功功率的损耗和电压损耗，同时对增强系统的稳定性有重要意义。3.1.2无功补偿装置类型的选择l 无功补偿装置的类型 无功补偿装置可分为两大类：串联补偿装置和并联补偿装置。 目前常用的补偿装置有：静止补偿器、同步调相机、并联电容器。l 常用补偿装置的比较及选择u 相同点：这三种无功补偿装置都是直接或通过变压器并接于需要补偿无功的变配电所的母线上。u 不同点：a.同步调相机： 同步调相机相当于空载运行的同步电动机在过励磁状态下运行，它向系统提供无功率从而起到无功电源的作用，提高了系统电压。装有自动励磁调节装置的同步调相机，能根据装设地点电压的数值平滑地改变输出或汲取的无功功率，进行电压调节。特别是有强行励磁装置时，在系统故障情况下，还能调整系统的电压，有利于提高系统的稳定性。但是同步调相机是旋转机械，运行维护比较复杂。它的有功功率损耗较大。小容量的调相机每千伏安容量的投入费用也较大。故同步调相机宜于大容量集中使用，容量小于5MVA的一般不采用。在我国，同步调相机常安装在枢纽变电所，以便平滑调节电压和提高系统稳定性。b、静止无功补偿器：静止无功补偿器由电力电容器与可调电抗并联组成。电容器可以发出无功功率，电抗器可以吸收无功功率。根据调压需要，通过可调电抗器吸收电容器组中的无功功率，来调节静止补偿装置输出的无功功率大小和方向。静止无功补偿器是一种技术先进、调节性能好、使用方便、经济性能良好的动态无功功率补偿装置。静止无功补偿器能快速平滑地调节无功功率，以满足无功补偿装置的要求。这样就克服了电容器作为无功补偿装置只能做电源不能做负荷且调节不能连续的缺点。与同步调相机比较，静止无功补偿器运行维护简单，功率损耗小，能做到分相补偿以适应不平衡负荷的变化，对冲击负荷也有较强的适应性，因此在电力系统得到越来越广泛的应用。C、电力电容器：电力电容器可按三角形和星形接法连接在变电所母线上。它所提供的无功功率属值与所在节点的电压成正比。电力电容器的装设容量可大可小而且既可集中安装，又可分散装设，来提供无功功率。电力电容器运行时的功率损耗较小。此外，由于它没有旋转部件，维护也较方便。为了在运行中调节电容器的功率，也可将电容器连接成若干组，根据负荷的变化，分组投入和切除。综合比较以上三种无功补偿装置，在本设计中选择并联电容器作为无功补偿装置。3.2并联电容器的选择与计算（1）计算公式l 无功功率补偿容量的计算公式： 式中 P30工厂的有功计算负荷 对应原来功率因数的正切 对应于需补偿到的功率因数的正切 无功补偿率l 并联电容器个数的计算 式中单个电容器的容量（单位KVar） （2）无功补偿计算通过计算可知纺织厂降压变电所380V侧： 由此可知，380V侧最大负荷时，功率因数为：按照供电局的要求：当35KV供电时，要求工厂变电所高压侧0.9；当以10KV供电时，要求工厂变电所高压侧0.95。考虑到主变压器无功功率损耗大于有功功率损耗。在380V侧最大负荷时0.9；本设计中将无功补偿装置安置在0.4KV母线上，取=0.96计算0.4KV母线上所需的无功功率补偿容量。(3)无功补偿柜的选择采用GCS型低压无功功率补偿屏。GCS型低压无功功率自动补偿屏有A,B,C等三种接线方案。其中主屏、辅屏各有三种接线规格。在本设计中选择方案号32的主控制屏7台，即每屏可以补偿160KVar总的补偿容量：（4）无功补偿后负荷计算纺织厂降压变电所进行无功补偿以后0.4KV、10KV侧的负荷计算如下表5: 表5 无功补偿后该工厂的计算负荷项目计算负荷0.4KV补偿前负荷0.82370.691799.942976.5745230.4KV补偿容量-11200.4KV补偿后容量0.962370.69679.942466.22420310/0.4KV变压器损耗容量0.015S=44.510.06S=178.5910KV侧负荷计算0.942415.20858.532563.25147.9935/10变压器损耗容量0.015S=38.180.06S=152.7035KV侧负荷计算0.932453.381011.232653.6143.78第四章 变电所一次部分设计4.1变电所位置和形式的选择4.1.1变电所位置选择变电所位置选择的是否合理,直接影响供配电系统的造价和正常运行。工厂变电所所址的选择,应考虑以下原则:1.尽量靠近负荷中心,以减少电压损耗、电能损耗和有色金属消耗。2.节约用地,不占或少占耕地及经济效益高的土地。3.与城乡或工矿企业规划相协调,便于架空线路和电缆线路的引入和引出。4.交通运输方便。5.尽量避开污染源或选择在污染源的上风侧。6.应考虑变电所与周围环境、邻近设施的相互影响。7.尽量不设在低洼积水场所及其下方。8.应远离易燃易爆等危险场所。9.高压配电所应尽量与邻近车间变电所或有大量高压用电设备的厂房合建在一起。在本设计中，考虑到上述原因和负荷的问题，故将工厂降压变电所设计在如下图2所示的位置： 图2 纺织厂降压变电所的位置排毒机房其他附属车间酸站纺练车间原液车间锅炉房办公室食堂宿舍宿舍变电所4.1.2变电所形式的选择变电所有屋内式和屋外式两大类型。屋内式运行维护方便，占地面积少。在选择工厂变电所的形式时，应根据具体地理环境，因地制宜；技术经济合理时，应优先选用屋内式。在本设计中，需要做到变电所无人值守的要求，同时考虑到经济合理性，因此在变电所的形式上选择屋内式变电所。4.2进线电压等级和回数的确定4.2.1进线电压等级的选择输电线路电压等级的确定应符合国家规定的标准电压等级。选择电压等级时，应根据输送容量和输送距离以及接入电网的额定电压的情况来确定，其中输送容量应该考虑变电所总负荷和五年的发展规划。(1)电压等级的规定 电压等级和最高等级电压的选择，应根据现有实际情况和发展远景进行慎重研究后确定。应该尽量简化变压层次，一般情况下应该少于4个变压层次。老城市在简化变压层次时可以分区分期进行。(2)标称电压选择 标称电压应符合国家规定的电压标准。送电电压应为220KV(或110KV)，高压配电电压应为110、63、35KV,中压配电电压为10KV，低压配电电压为380、220V,选择电压等级时，应该尽量避免重复降压。 现有的非标准电压应该限制发展，合理利用，根据设备使用寿命与发展需要分期分批进行改造。(3)进线电压等级的确定电网电压等级的确定与供电方式、供电负荷、供电距离等因素有关。 有关资料提供了供电电压与输送容量的关系： 1.当负荷为，输送距离在公里，供电电压易选； 2.当负荷为，输送距离在公里时，供电电压易选； 3.当负荷为，输送距离在公里时，供电电压易选；4.当负荷为，输送距离在公里时，供电电压易选； 5.当负荷为，输送距离在公里时，供电电压易选； 6.当负荷为以上，输送距离在公里以上时，供电电压易选。 但近年来，随着电气设备的进步及电力技术的发展，输送容量及距离有了很大进步。（4）本厂电压等级的确定设计任务书提供了三个电压等级：110/38.5/11KV，在要考虑工厂5年发展规划（工厂负荷年增长率按）考虑，五年以后的最大功率为,并且输送距离为19公里，因此按照相应规定，当负荷为2000-10000KW, 输送距离在公里，供电电压易选。所以本设计中供电电源电压等级选择35KV。4.2.2进线回数的确定本厂多数车间为三班制，年最大负荷利用小时数为6400h,并且有30%的重要负荷。考虑到本厂含有重要负荷，为了保证重要负荷供电的可靠性，应该采用双回线路供电或采用双电源供电。考虑到供电的可靠性与经济性的技术指标，在本设计中采用双电源的供电形式。35KV供电电源作为主要供电电源；另外，在与本厂相距5公里处引入其他工厂10KV线路做备用电源。这样当有一个电源发生故障时，另一个电源可以继续供电。4.3变电所主变台数和容量的选择4.3.1变电所主变台数的选择（1）确定原则1. 对于大城市郊区的一些变电所，在中低压侧已经构成环网的情况下，变电所宜装设两台变压器。2. 对于地区性孤立的一些变电所或大型工业专用变电所在设计时应考虑装设三台变压器。3. 对于规划只装设两台变压器的变电所，其变压器容量宜按大于变压器容量 12 级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。（2）选择变压器台数时,应考虑以下因素:1. 应满足用电负荷对供电的可靠性的要求，对供有大量一、二级负荷的变电所，宜采用两台变压器，以便当一台变压器发生故障或检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电。2. 对于一级负荷的场所，邻近又无备用电源联络线可接或季节性负荷变化较大时,宜采用两台变压器。3. 是否装设有载调压变压器，应视其负荷的大小和邻近变电所的距离而定。当负荷超过320KVA时，任何距离都应装设有载调压变压器。（3）变压器绝缘结构的选择根据绝缘结构不同，一般有矿物油变压器、硅油变压器、六氟化硫变压器、干式变压器及环氧树脂浇注干式变压器等。多层或高层主体建筑内的变电所，一般选用不燃或难燃型变压器.在多尘或有腐蚀性气体，严重影响安全运行的场所内，应选用防尘型或防腐型变压器（4）比较一台、两台主变的优缺点l 选用两台主变当一台变压器发生故障或检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电。当负荷大时候，两台变压器又可以配合运用。但是两台变压器的投资比较大，一般小的变电所承担不起这样的消耗,运行损耗也比较大，它工作的时候两个铁心同时运行,势必增大运行成本。l 选用一台主变当变压器发生故障或检修时，将会出现全厂停电的严重情况，如果一级负荷遇到停电情况,那损失将是无法估计的，因此一台变压器的供电可靠性较差，但是一台变压器的投资、运行损耗小，它在工作时只有一个铁心工作，势必减少运行成本。综上所述： 本次毕业设计虽然是对某纺织厂进行供电，但考虑到有一个从邻近工厂引入的10KV备用电源存在，因此，应该选用一台变压器供电，这样不仅可以满足供电可靠行的要求，同时也符合工厂供电的经济性要求。4.3.2主变容量的选择（1）变压器容量选择时应遵循的原则l 装有一台变压器的变电所，变压器的额定容量应满足全部用电设备计算负荷的需要。l 装有两台变压器的变电所，每台变压器的额定容量应同时满足以下两个条件：a.任一台变压器单独运行时，应满足全部一、二级负荷的需要；b.任一台变压器单独运行时，应满足全部计算负荷的需要。3.变压器正常运行时的负荷率应控制在额定容量的为宜，以提高运行率。（2）变压器选择a35KV降压变压器选择通过前面的计算可知，在进行无功功率补偿以后:考虑到该纺织厂5年的发展规划，年增长率按2%计算，则全厂计算负荷：与考虑无功补偿前该纺织厂5年的发展规划，年增长率按2%计算，则全厂计算负荷：综上可知，在选择35KV侧变压器时，其容量至少应该为2929.80KVA.因此选择35KV等级SCB9系列树脂绝缘干式电力变压器一台。其具体参数如下表6： 表6 SCB9树脂绝缘干式电力变压器具体参数型号额定容量（KVA）一次电压（KV）二次电压（KV）连接组别损耗空载电流阻抗电压空载KW短路KWSCB93150/35315038.5105Yyn06.7525.80.8%8%b.10KV降压变压器选择按照设计要求，在10KV电压等级需要选择两台降压变压器。10KV变压器容量为： 因此选择10KV等级SCB9系列树脂绝缘干式电力变压器两台。其具体参数如下表7：表7 SCB9树脂绝缘干式电力变压器型号额定容量（KVA）一次电压（KV）二次电压（KV）连接组别损耗空载电流阻抗电压空载KW短路KWSCB9-2500/10.5250010.50.4Yyn04.2191.2%6%4.4变电所主接线方案选择4.4.1变电所主接线方案的设计原则和要求变电所的主接线设计应根据变电所在供电系统中的地位、进出线回路数、设备特点、负荷性质等条件确定，并应该满足安全、可靠、灵活、经济等要求。4.4.2变电所主接线设计方案在进行主接线设计时考虑到安全性、可靠性、经济性、可括性的要求，本次纺织厂降压变电所主接线有以下三中设计方案：u 方案一u 方案二u 方案三综上所述：经过比较，在满足设计要求的条件下，以经济行为原则，最终选择方案一作为该纺织厂降压变电所的主接线。4.5变电所进出线的选择4.5.1变电所进出线方式的选择l 架空线 在供电可靠性要求不很高时或投资较少的中小型工厂供电设计中优先选用。l 电缆 在供电可靠性要求较高或投资较高的各类工厂供电设计中优先选用。在本设计中，电源进线线路全部采用架空线方式，厂区内部输电线路全部采用电缆。u 电源进线架空线路采用钢芯铝绞线。u 35KV和10KV线路中选用YJV类型交联聚乙烯绝缘电力电缆。u 0.4KV出线回路中选用VV聚乙烯绝缘及护套钢带内铠装电力电缆。4.5.2变电所进出线型号确定l 选择原则：（1）计算负荷电流。（2）按经济电流密度选择导线截面积。（3）按电压损失和发热条件校验。附：工厂供电设计与实验中经济电流密度统计表，如下表8 : 表8 经济电流密度Je值（A/MM2）导体材料最大负荷利用小时数Tmax（小时）3000以下300050005000以上裸铜导线和母线32.251.75裸铝导线和母线1.651.150.9材料最大负荷利用小时数Tmax（小时）3000以下300050005000以上铜芯电缆2.52.252铝芯电缆1.921.731.54u 35KV架空导线的选择1）计算负荷电流：2）选择经济截面：当年最大负荷利用小时数为6400h时, 经济电流密度为：，按经济电流密度选择接入系统每回导线型号、规格、截面积：选择标准截面积70MM2的钢芯铝绞线2回。查手册可知，LGJ70导线的电阻为,电抗为。3）校验a.按电压损失校验： 线损： 因为：电阻为,电抗为。故： 正常运行时：符合要求。b.按发热条件校验：查表知，LGJ70导线在环境温度为30时，允许载流量Ia=259A。查表知，在环境温度为25时的温度校正系数为K=0.94所以： 满足发热条件。综上所述：经过复核计算35KV进线侧选择LGJ70导线一回接入系统。u 10KV备用电源进线的选择 根据设计要求，10KV备用电源进线线路，仅能满足本厂负荷的30%。 10KV供电线路的计算负荷为： 1） 计算负荷电流：查表知，负荷年最大利用小时数为6400h时，经济电流密度Je=0.9A/mm22）计算截面积：选择LGJ70型导线一回。查手册可知，LGJ70导线的电阻为,电抗为。3）校验a.按电压损失校验正常运行时 N=1因为：电阻为,电抗为。故： 符合要求。b.按发热条件校验查表知，LGJ70导线在环境温度为30时，允许载流量Ia=259A。查表知，在环境温度为25时的温度校正系数为K=0.94所以： 满足发热条件。综上所述：经过复核计算10KV备用电源进线侧选择单回LGJ70导线接入系统。u 厂区电缆线路的选择l 电缆线路选择的一般要求 1.应根据建筑总图及现场情况，尽可能的选择最佳路径。2.应避免电缆遭受机械性外力、过热和腐蚀等的危害。3.应满足安全要求条件下使电缆较短。4.应便于敷设和维护。 5.沿同一路径敷设的电缆数量不宜超过8根。l 各车间进线电缆的选择 考虑到可靠性，安全性与经济性的综合要求，在选择低压侧进线电缆时按载流量选择电缆截面积。u 酸站进线电缆的选择考虑到酸站具有腐蚀性，在选择进线电缆时采用了铜芯电缆。计算电流： 故： 根据电力工程电气设计手册知：环境温度为25，导线工作温度为65时，型号为VV的电缆的载流量如下表9： 表9型号导线截面积 直埋敷设长期允许载流量A铜芯（三芯）VV22150326电缆实际长期工作环境温度22，则温度校正系数：, , 所以： 符合要求。因此选择VV223*150326的聚氯乙烯绝缘及护套钢带内铠装电力电缆直埋敷设。u 锅炉房进线电缆的选择计算电流： 故： 根据电力工程电气设计手册知：环境温度为25，导线工作温度为65时，型号为VV的电缆的载流量如下表10：表10型号导线截面积 直埋敷设长期允许载流量A铜芯（三芯）VV22240424电缆实际长期工作环境温度22，则温度校正系数：, , 所以： 符合要求。因此选择VV223*150424的聚氯乙烯绝缘及护套钢带内铠装电力电缆直埋敷设。u 原液车间进线电缆的选择计算电流： 故： 根据电力工程电气设计手册知：环境温度为25，导线工作温度为65时，型号为VV的电缆的载流量如下表11： 表11型号导线截面积 直埋敷设长期允许载流量A铜芯（单芯）VV22400876选择两根VV22的电缆：电缆实际长期工作环境温度22，则温度校正系数：, , 所以： 符合要求。因此选择VV222*1*400876的聚氯乙烯绝缘及护套钢带内铠装电力电缆直埋敷设。u 纺练车间进线电缆的选择1）纺丝机进线电缆的选择计算电流： 故： 根据电力工程电气设计手册知：环境温度为25，导线工作温度为65时，型号为VV的电缆的载流量如下表11： 表11型号导线截面积 直埋敷设长期允许载流量A铜芯（三芯）VV22120283选择一根VV22的电缆电缆实际长期工作环境温度22，则温度校正系数：, , 所以： 符合要求。因此选择VV223*120283的聚氯乙烯绝缘及护套钢带内铠装电力电缆直埋敷设。2）烘干机进线电缆的选择计算电流： 故： 根据电力工程电气设计手册知：环境温度为25，导线工作温度为65时，型号为VV的电缆的载流量如下表12：表12型号导线截面积 直埋敷设长期允许载流量A铜芯（三芯）VV2225115选择一根VV22的电缆电缆实际长期工作环境温度22，则温度校正系数：, , 所以： 符合要求。因此选择VV223*25115的聚氯乙烯绝缘及护套钢带内铠装电力电缆直埋敷设。3）筒搅机进线电缆的选择计算电流： 故： 根据电力工程电气设计手册知：环境温度为25，导线工作温度为65时，型号为VV的电缆的载流量如下表13： 表13型号导线截面积 直埋敷设长期允许载流量A铜芯（三芯）VV2225115选择一根VV22的电缆电缆实际长期工作环境温度22，则温度校正系数：, , 所以： 符合要求。因此选择VV223*25115的聚氯乙烯绝缘及护套钢带内铠装电力电缆直埋敷设。4）脱水机进线电缆的选择计算电流： 故： 根据电力工程电气设计手册知：环境温度为25，导线工作温度为65时，型号为VV的电缆的载流量如下表14： 表14型号导线截面积 直埋敷设长期允许载流量A铜芯（三芯）VV222.530选择一根VV22的电缆电缆实际长期工作环境温度22，则温度校正系数：, , 所以： 符合要求。因此选择VV223*25115的聚氯乙烯绝缘及护套钢带内铠装电力电缆直埋敷设。5)通风机进线电缆的选择计算电流： 故： 根据电力工程电气设计手册知：环境温度为25，导线工作温度为65时，型号为VV的电缆的载流量如下表15： 表15型号导线截面积 直埋敷设长期允许载流量A铜芯（三芯）VV2295249选择一根VV22的电缆电缆实际长期工作环境温度22，则温度校正系数：, , 所以： 符合要求。因此选择VV223*95249的聚氯乙烯绝缘及护套钢带内铠装电力电缆直埋敷设。6）淋洗机进线电缆的选择计算电流： 故： 根据电力工程电气设计手册知：环境温度为25，导线工作温度为65时，型号为VV的电缆的载流量如下表16：表16型号导线截面积 直埋敷设长期允许载流量A铜芯（三芯）VV221.522选择一根VV22的电缆电缆实际长期工作环境温度22，则温度校正系数：, , 所以： 符合要求。因此选择VV223*1.522的聚氯乙烯绝缘及护套钢带内铠装电力电缆直埋敷设。7）变频机进线电缆的选择计算电流： 故： 根据电力工程电气设计手册知：环境温度为25，导线工作温度为65时，型号为VV的电缆的载流量如下表17： 表17型号导线截面积 直埋敷设长期允许载流量A铜芯（单芯）VV22240667选择两根VV221*240667的电缆电缆实际长期工作环境温度22，则温度校正系数：, , 所以： 符合要求。因此选择两根VV221*240667的聚氯乙烯绝缘及护套钢带内铠装电力电缆直埋敷设。8）传送机进线电缆的选择计算电流： 故： 根据电力工程电气设计手册知：环境温度为25，导线工作温度为65时，型号为VV的电缆的载流量如下表18： 表18型号导线截面积 直埋敷设长期允许载流量A铜芯（三芯）VV221066选择一根VV223*1066的电缆电缆实际长期工作环境温度22，则温度校正系数：, , 所以： 符合要求。因此选择一根VV223*1066的聚氯乙烯绝缘及护套钢带内铠装电力电缆直埋敷设。u 排毒车间进线电缆的选择计算电流： 故： 根据电力工程电气设计手册知：环境温度为25，导线工作温度为65时，型号为VV的电缆的载流量如下表19：