第三章 变电所一次系统设计
3.1 变电所的配置
3.1.1变电所的类型
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中的地位和作用，分为总降压变电所、独立变电所、车间变电所、杆上变电所、建筑物变电所及高层建筑变电所。
3.1.2变电所的位置选择
1、变电所位置选择的原则：
①应尽可能接近负荷中心以降低配电系统的电能损耗，电压损失； ②进出线方便，考虑电源的进线方向，偏向电源侧； ③不应妨碍企业的发展，要考虑扩建的可能性； ④设备运输方便；
⑤尽量避开腐蚀性气体和污秽的地段，若无法避免，则应位于污染源的上风侧； ⑥变电所屋外配电装置与其他建筑物之间的防火间距应符合规定； 负荷中心确定 以下简述负荷功率矩法确定负荷中心法：
如图3-1所示，设工厂内有负荷P1 、P2 、P3，以工厂平面图的左下角为原点建立一个直角坐标系，选取P1(X1，Y1)、P2(X2，Y2)、P3(X3，Y3)则负荷中心
X?的坐标为： y y1 ?PiXi?PY,Y?ii?Pi?Pi
y2
y3
x1 x2 x3 x4 x
图3-1 负荷功率矩法确定负荷中心示意图
由实际的车间坐标可得：1号（4.90,6.85）,2号（5.7,2.57）,3号（10.7,6.75）
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4号（9.70,3.2），5号（13.60,3.00） 由上述可得：
X?79.32?4.9?221?5.7?654?9.7?223?13.6?9.9779.32?221?654?223?167
Y?136.7?6.85?298?2.57?455?6.75?113?3.2?122?3?4.89136.7?298?455?113?122
综上可得负荷中心坐标为（9.97,4.89）。
3.2变压器的选择
3.2.1 变压器型号选择
全厂变的变压器的台数和容量的确定：
（1）变压器台数的确定
①应该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用经济运行方式的变电所，技术经济合理时刻选择两台主变压器；
③三级负荷一般选择一台主变压器，负荷较大时，应选择两台主变压器。 从第二章的负荷计算可知，负荷相对较大，考虑到选择一台变压器时会显得很大，且不利于控制和维护，同时考虑到以后的发展，加上该工厂作为三级负荷来说，则应选择两台变压器。
3.2.2 变压器台数和容量的确定
选单台变压器时，其额定容量SN应能满足全部用电设备的计算负荷SC，考虑负荷发展应留有一定的容量裕度，并考虑变压器的经济运行。
由车间变电所（10kv/0.4kv）总计算负荷为1391.6kVA，其中一，二级负荷为680kVA,宜选两台变压器，任一台变压器单独运行时要满足60%到70%的负荷，即
SN?(0.6~0.7)?1391.6?834.96~974.12kVA，且任一台变压器满足
SN?680kVA。因此，可选两台容量均为1000kvar的变压器，具体型号为：
S11-1000/10。
3.3全厂变电所主结线设计
3.3.1 对变电所主结线的要求
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变配电所由一次回路和二次回路构成。
① 一次回路：供配电系统中承担输送和分配电能任务的电路。 ② 二次回路：用来控制、指示、监测和保护一次设备运行的电路。 变配电所的主接线两种表现形式：
①系统式主接线：该主接线仅表示电能输送和分配的次序及相互的连接，不反映相互位置，主要用于主接线的原理图中。
②配置式主接线：该主接线按高压开关柜或低压配电屏的相互连接和部署位置绘制，常用于变配电所的施工图中。
确定变电所主接线应满足该基本要求：安全、可靠、灵活、经济。
3.3.2 变电所主接线方案
供配电系统变电所常用的主接线基本形式有线路——变压器组接线、单母线接线和桥式接线3种类型。单母线接线又分为单母线不分段和单母线分段。桥式接线又分内桥式接线和外桥式接线。
由于该厂采用的一路电源进线，且有两台变压器，故应选用的是单母线接线方式，且变压器一次侧采用单母线不分段，二次侧采用单母线分段接线。具体布局见附录。
3.3.3变电所主接线设计
高压开关柜选择KGN型高压开关柜，电流互感器采用两相式接线，电压互感器采用V-V型和Y0/Y0/（开口）△型，左侧由电缆引入，右侧由电缆引出。分为进线柜、计量柜、互感器柜和2个出线柜。
故低压侧配电柜选择GGD型成套开关柜，无功功率补偿采用PGL1型低压无功功率偿自动补偿屏
3.4变电所的布置和结构设计
3.4.1 变电所的布置设计
①变电所布置方案：户内式变电所将变压器、配电装置安装于室内，这样工作条件好，运行管理方便。变电所一般采用户内式，户内式又分为单层布置和双层布置，主要是投资和土地情况而定。35KV户内变电所宜采用双层布置，6～10KV变配电所宜采用单层布置。依据上述条件，故选定该厂的全厂变电所应采用户内独立式的，车间变电所采用户内式。本小组选用的两台变压器，故大体布置方案为下图所示：
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图3-2变压器的大体布置图
对变电所的布置要求：
（1）室内布置应紧凑合理，便于值班人员操作、检修、试验、巡视和搬运，配电装置安放位置应保证所要求的最小允许通道宽度，考虑今后发展和扩建的可能。
（2）合理布置变电所各室的位置。
（3）变压器室应避免西晒，值班室应尽量朝南，尽可能利用自然采光和通风。 （4）配电室的设置应符合安全和防火要求，对电气设备载流部分应采用金属网板隔离。
（5）高低压配电室、变压器室的门应向外开，相邻配电室的门应双向开启。 （6）变电所内不允许采用可燃性材料装修，不允许热力管道、可燃气管等各种管道从变电所内经过。
控制室低压间变压器间 高压间 休息室 14
3.4.2 变电所的结构设计
1、变压器室
（1）变压器外轮廓与墙壁的距离：具体参数见下图所示：
1600 变压器 4200 2200 4900 图3-3变压器外轮廓及与墙壁之间间距示意图
（2）变压器室的通风：就变压器室而言，应在该室的门上下方都开通风窗窗口的有效面积参照《课程设计指导书》的表4—27，选择进出风窗的中心高差为3m，进风窗面积为0.7m2,出风窗面积也为0.7m2；出风窗采用固定百叶窗，进风窗采用固定百叶窗加金属网。
（3）变压器的推进面：本小组采用窄面推进，并且变压器室的门比变压器的推进宽度宽0.5 m。
（4）变压器的防火：在变压器室里设置储油池，通风窗采用防火材料，室内应配有泡沫灭火器。
2、高压配电室：本小组采用电缆进线，故高压开关室的高度应选为5m，采用单列离墙布置。开关柜下方设置电缆沟，便于进出线与柜设备的连接，便于二次回路的敷设。
3、低压配电室：本小组采用双列面对面布置配电屏，在低压开关柜柜后设置电缆沟，便于馈线电缆的敷设。
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