车间（建筑）和宿舍区负荷点的坐标位置，P1、P2、P3?P10分别代表厂房1、2、3...10号的功率，设定P1（1.8，4.1）、P2（2.8，2.6）、P3（4.2，0.8）、P4（3.0，5.0）、P5（5.0，5.0）、P6（5.0，3.7）、P7（5.0，2.5）、P8（6.9，5.0）、P9（6.9，3.7）、P10（6.9，2.5），并设P11（0.7，0.7）为生活区的中心负荷，如图2所示。而工厂的负荷中心假设在P(
x,y),其中P=P1+P2+P3?+P11=?Pi。因此仿照《力
学》中计算中心的力矩方程，可得负荷中心的坐标：
x?P1x1?P2x2?P3x3??P11x11P1?P2?P3??P11??(Px?Piiiii) （1-1）
y?P1y1?P2y2?P3y3??P11y11P1?P2?P3??P11??(Py?Pi)
（1-2）
把各车间的坐标代入（1-1）、（2-2），得到x=3.2，y=2.8 。由计算结果可知，工厂的负荷中心在7号厂房（锻压车间）的东北角。考虑到周围环境及进出线方便，决定在7号厂房的东侧紧靠厂房建造工厂变电所，器型式为附设式。
6543210012345678P11P3P1P2PP4P5P6P7P8P9yP10
图2 按负荷功率矩法确定负荷中心
（三） 变电所主变压器及主接线的选择
1．变电所主变压器的选择
根据工厂的负荷性质和电源情况，工厂变电所的主变压器考虑有下列两种可供选择的方案：
（1）装设一台变压器
型号为S9型，而容量根据式SN?T?S30，SN?T为主变压器容量，S30为总的计算负荷。选SN?T=1000 KVA>S30=843.3kVA，即选一台S9-1000/10型低损耗配电变压器。至于工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由邻近单位相联的高压联络线来承担。
（2）装设两台变压器
型号亦采用S9型，而每台变压器容量根据式（1）、（2）选择，即
3
SN?T?(0.6~0.7)?843.3kVA=（505.98～590.31）kVA
（1）
SN·T≥S30 (Ⅱ)=(88.6+131.5+38.1)=258.2kVA (2)
因此选两台S9-400/10型低损耗配电变压器。工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由邻近单位相联的高压联络线来承担。
主变压器的联结组均为Yyn0 。 2．变电所主接线方案的选择
按上面考虑的两种主变压器方案可设计下列两种主接线方案： （1）装设一台主变压器的主接线方案 如图3所示 （2）装设两台主变压器的主接线方案 如图4所示
3.两种主接线方案的技术经济比较 如表4所示。
表4 主接线方案的技术经济比较 技术
比较项目 供电安全性 供电可靠性 装设一台主变的方案 满足要求 基本满足要求 4
装设两台主变的方案 满足要求 满足要求 指标 供电质量 灵活方便性 扩建适应性 由于一台主变，电压损耗较大 只有一台主变，灵活性稍差 稍差一些 查得S9-1000/10的单价为电力变压器的15.1万元，而变压器综合投资综合投资额 约为其单价的2倍，因此综合投资约为2×15.1=30.2万元 查得JYN1-35型柜可按每台本方案采用6台JYN1-35柜，其高压开关柜10万元计，其综合投资可按设综合投资约为10×1.5×6=90万（含计量柜）备的1.5倍计，因此高压开关元，比一台主变方案多投资15万的综合投资额 柜的综合投资约为元 10×1.5×5=75万元 经主变的折旧费=30.2万元主变的折旧费=42万元济×0.05=1.51万元；高压开关×0.05=2.1万元；高压开关柜的指柜的折旧费=75万元折旧费=90万元×0.06=5.4万标 电力变压器和×0.06=4.5万元；变配电的维元；变配电的维修管理费=高压开关柜的修管理费=（30.2+75）万元（42+90）万元×0.06=7.92万元。年运行费 ×0.06=6.31万元。因此主变因此主变和高压开关柜的折旧和和高压开关柜的折旧和维修维修管理费=（2.1+5.4+7.92）管理费=（1.51+4.5+6.31）=15.42万元，比一台主变方案多=12.32万元 投资3.1万元 主变容量每kVA为900元，供供电贴费=2*630kVA*0.09万元供电贴费 电贴费=1000kVA*0.09万元=113.4万元，比一台主变多交/kVA=90万元 23.4万元 从上表可以看出，按技术指标，装设两台主变的主接线方案略优于装设一台主变的主接线方案，但按经济指标，则装设一台主变的主接线方案远优于装设两台主变的主接线方案，因此决定采用装设一台主变的主接线方案。 （四） 短路电流的计算
1.绘制计算电路 如图5所示
(1) ～ ∞系统 400MVA (2) LGJ-150,10km 10.5kV S9-1000 0.4kV
图5 短路计算电路
由于两台主变并列，电压损耗略小 由于有两台主变，灵活性较好 更好一些 查得S9-630/10的单价为10.5万元，因此两台变压器的综合投资约为4×10.5=42万元，比一台主变方案多投资11.8万元 K-1 (3) K-2 2.确定短路计算基础值 设Sd=100MVA，Ud=Uc=1.05UN，侧
Ud2Uc为短路计算电压，即高压侧
Ud1=10.5kV，低压
=0.4kV，则
Sd3Ud1Sd3Ud2?100MVA3?10.5kV100MVA3?0.4kV?5.5kA
Id1?
Id2???144kA
5
3.计算短路电路中各元件的电抗标幺值 （1）电力系统
已知电力系统出口断路器的断流容量
（2）架空线路
查表得LGJ-150的线路电抗x0?0.36?/km，而线路长10km，故
X2?x0l?Soc=400MVA，故X1?=100MVA/400MVA=0.25
SdUc2?(0.36?10)??100MVA(10.5kV)2?3.26
（3）电力变压器
查表得变压器的短路电压百分值Uk%=4.5，故
X3?SN?Uk%Sd100SN?4.5100?100MVA1000kVA=4.5
式中，为变压器的额定容量
10.2523.26因此绘制短路计算等效电路如图6所示。
k-1
34.5
k-2
图6 短路计算等效电路
4. k-1点（10.5kV侧）的相关计算 (1)总电抗标幺值
X?(k?1)?X1?X2=0.25+3.26=3.51
?**
(2) 三相短路电流周期分量有效值
Ik?1?*Id1X*?(k?1)?5.5kA3.51?1.56kA
(3) 其他短路电流
I(3)''(3)?I?(3)?Ik?1?1.56kA(3)
ish?2.55I(3)''(3)?2.55?1.56kA?3.98kA''(3)Ish?1.51I?1.51?1.56kA?2.36kA(4) 三相短路容量
Sk?1?(3)SdX?(k?1)*?100MVA3.51?28.49MVA
5.k-2点（0.4kV侧）的相关计算 (1)总电抗标幺值
X?(k?1)?X1?X2?X3=0.25+3.26+4.5=8.01
6
?***(2)三相短路电流周期分量有效值
Ik?2?*Id2X*?(k?2)?144kA8.01 ?17.98kA
(3) 其他短路电流
I(3)''(3)?I?''(3)''(3)(3)?Ik?1?17.98kA
(3)
ish?1.84IIsh?1.09I(3)?1.84?17.98kA?33.08kA?1.09?17.98kA?19.60kA(4)三相短路容量
Sk?2?(3)SdX*?(k?2)?100MVA8.01?12.48MVA
以上短路计算结果综合图表5所示。
表5短路计算结果 三相短路电流 短路计算点 k-1 k-2 Ik (3)三相短路容量/MVA ish (3)I''(3) I? (3)Ish (3)Sk(3) 1.56 17.98 1.56 17.98 1.56 17.98 3.98 33.08 2.36 19.60 28.49 12.48 （五）变电所一次设备的选择校验
1. 10kV侧一次设备的选择校验 如表6所示。
表6 10 kV一次侧设备的选择校验
选择校验项目 参数 数据 电压 UN 电流 IN 断流能力 Ik (3)动稳定度 ish (3)热稳定度 I?(3)2其他 装置地点条件 ?tima 10kV UN?e57.7A IN?e 1.56kA Ioc 3.98kA imax 4.38 It?t 2额定参数 真空断路器 一次设备型号规格 ZN10-10/630 10kV 10kV 35kV 35/0.1kV 35kV30.1kV30.1kV3630kA 200A 0.5A - 20kA - 17 kA - 50kA 25.5 kA - - 400 500 - - 高压隔离开关GN6-10/200 高压熔断器RN2-35 电压互感器JDJ-35 电压互感器JDJJ2-35 电流互感器
//- - - - 35kV 100/5A 7
- 31.8 kA 81 二