环北二次降压变电所电气部分初步设计
2.1.4 10kV侧用户负荷表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
用户名称 电机厂 化肥厂
最大负荷 近
远
3000 4200 2500 3700
cosΦ 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8
回路数 2 2 1 1 2 1 1 2 1
长度（km） 12 15 10 10 14 10 8 17 10
Tmax 5000 6500 4000 4000 5000 4000 3500 5500 4500
附注 有重要负荷 有重要负荷 III类负荷 III类负荷 有重要负荷 III类负荷 III类负荷 有重要负荷 III类负荷
家用电器厂 2000 2800 农机厂 糖果厂 罐头厂 家具厂 水泥厂 住宅小区
1000 1500 1500 2500 1000 2000 1000 2500 1000 2000 800 1500
2.1.5 其它条件
1.线损率取5%。
2.负荷的同时系数取0.8。
3.有功负荷率取0.75；无功负荷率取0.82。 4.要求变电所的平均功率因数补偿到0.95以上。
2.2 设计主要内容
1.变电所的变压器选定（型式、台数、容量、变压比） 2.确定变电所电气主接线型式和绘图 3.短路电流计算
4.电气设备选择（补偿电容器、母线、高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器和高压开关柜） 5.配电装置的规划设计
6.全所继电保护和自动装置规划设计和整定计算 7.全所过电压保护设计
2.3 设计范围及建设规模
1.60kV室外变电设备 2.10kV室内配电设备
3.变电所设备继电保护系统 4.防雷系统
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第3章 主变压器及其无功补偿的选择
3.1主变压器的选择
3.1.1 主变压器台数的确定
1.从10kV侧的负荷表中可以看出，每个负荷出线为两回路，负荷可以按两回路进行分配。
2.主变压器在满足用户负荷容量的条件下，还应考虑检修、故障情况下的容量备用。
3.因此，本次设计的变电所采用两台主变压器。
3.1.2 主变压器容量的确定
1.远期规划
(1)主变压器的容量选择必须满足本次设计的变电所的负荷容量要求，也尽可能考虑变电所建成后5～10年的规划负荷的要求，也适当考虑到远期的负荷发展，与城市规划相结合。
(2)根据变电所所带用户负荷的性质和电网的结构来确定主变压器的容量，对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级重要负荷。对一般性变电所，当一台变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70%～80%。
2.选择主变压器 (1)根据10kV侧负荷表计算（详细的计算过程见计算书），最大负荷为： S总=23835kVA （考虑线损和负荷同时率） (2)本次设计采用两台主变压器互相备用运行方式，即当一台变压器停运或故障时，另一台变压器能保证全部负荷的70%重要负荷供电，即：
STB=16684.5kVA
(3)由10kV侧负荷表计算得重要负荷为：13020kVA，即变电所的重要负荷小于变压器的70%的备用容量（16684.5kVA＞13020kVA），所以变压器的70%的备用容量完全可以保证重要负荷的运行要求。
(4)依据以上的参数选定63kV级变压器，选型号为SFZ7-20000/63，其主要参数见表3-1：
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表3-1 变压器主要参数表
型号 额定容量（kVA） 额定电压（kV） 联接组标号
阻抗电压（%）
空载电流（%） 空载损耗（kW） 短路损耗（kW）
总重量(t)
SFZ7-20000/63
20000 63±831.25%/10.5
YN,d11 9.0 0.9 30.0 99.0 45.2
3.2 功率因数的补偿及电容器的选择
3.2.1 提高功率因数的意义
在工业企业的电力用户，绝大部分用电设备都具有电感性，需要从电力系统吸取无功功率，架空线路的功率因数均小于1，特别是在空载情况下，功率因数会更低。
用电设备功率因数降低之后，由于有功功率需要量保持不变，于是无功功率需要量增加，这将给电力系统带来许多不良的后果。
1.增加电力网中输电线路上的有功功率损耗和电能损耗。 2.使电力系统内的电气设备容量不能得到充分利用。
3.功率因数过低，还将使线路的电压损失增大，结果负荷端的电压就要下降，甚至会低于允许偏移值，从而严重影响异步电动机及其他用电设备的正常运行。
所以必须在低压侧装设并联补偿电容器用以补偿无功，提高功率因数。
3.2.2 电容器组总容量确定的要求
1.并联补偿电容器组的总容量应满足所需的无功功率补偿值，其中串联组数应根据电力网和电容器的额定电压确定。
2.串联补偿电容器组的容量应满足补偿度的要求，其中并联台数应按线路正常最大负荷电流选择。
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3.2.3 并联电容器组的基本接线类型
并联电容器组的基本接线分为星形和三角形两种，当单台并联电容器的额定电压不能满足电网正常工作电压要求时，需由两台或多台并联电容器串接后达到电网政党工作电压的要求。为达到要求的补偿容量，又需用若干台并联才能组成并联电容器。
3.2.4 并联电容器组每相内部的接线方式
1.串接线方式，该接线方式的优点在于当一台故障电容器由于熔断器熔断后退出运行，对该相的容量变化和与故障电容器串整个退出运对行，对该相的容量变化和与故障电容器并联的电容器承受的工作电压影响较小，同时熔断器的选择只需考虑与单台电容器相配合，故工程中普遍采用。
2.并接线方式，该接线方式的缺点为，当一台故障电容器由于熔断器熔断退出运行后，对该相的容量变化和剩余串电容器的断口绝缘水平应等于电网的绝缘水平，致使熔断器选择不易，故工程中不采用该接线方式。
3.2.5 并联电容器组的确定
根据计算得出需要补偿的容量为7150.5kvar
因此选择的并联电容组的型号BAM11/3-200-1W，Y型连接，数量为36个 （3的倍数），其参数如表3-2
表3-2 并联电容器组参数
型号
BAM11/3-200-1W 额定电压 (kV) 11/3 额定容量 (kvar) 200 额定电容 (μF) 15.78
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第4章 电气主接线的选择
4.1 对电气主接线的说明
变电所的电气主接线是变电所电气设计的首要部分，也是电力系统的重要部分，它表明了发电机、变压器、线路与断路器等设备的数量和接线方式，从而实现安全的发电、输变电、配电的任务。
因电气主接线的重要性，直接影响变电所运行的可靠性、灵活性，并对电器设备的选择、配电装置的布置、继电保护的配置、自动装置和控制方式的拟定、操作与检修的安全、以及今后的扩建都有决定性的关系。因此，主接线的正确、合理设计，必须综合处理各个方面的因素，经过技术、经济论证比较后方可确定。主接线形式的确定，变电所的形式也就随之确定下来了。
4.2 对电气主接线设计的基本要求
4.2.1 可靠性
1.应重视国内外长期运行的实践经验及其可靠性的定性分析。
2.主接线的可靠性包括一次部分和相应组成的二次部分在运行中可靠性的综合。
3.主接线的可靠性在很大程度上取决于设备的可靠程度，采用可靠性高的电气设备可以简化接线。
4.要考虑所设计的变电所在电力系统中的地位和作用。
4.2.2 灵活性
主接线的灵活性有以下几方面的要求：
1.调度要求，可以灵活的投入和切除变压器、线路、调配电源和负荷，能够满足系统在事故运行方式下，检修方式下以及特殊运行方式下的调度要求。
2.检修要求，可以方便地停运断路器，母线及其继电保护设备进行安全检修且不致于影响对用户的供电。
4.2.3 经济性
1.投资省
(1)主接线应力求简单，以节省断路器、隔离开关、互感器、避雷器等一次设备。 (2)要能使断电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次设备和控制电缆。 (3)要能限制短路电流，以便于选择价廉的电气设备或轻型电器。 (4)如能满足系统安全运行及继电保护要求，110kV及以下终端或分支变电所可采用简易电器。
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