犁伊某厂车间变电所初步设计.doc

伊犁某厂车间变电所初步设计

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本 科 生 毕 业 论 文（设 计）

题 目：伊犁某厂车间变电所初步设计

学习中心：新疆伊犁哈萨克自治州经贸培训中心奥鹏学习中心[26]A
层 次： 专科起点本科
专 业： 电气工程及其自动化
年 级：
学 号：
学 生：
指导教师：
完成日期： 2011年08月28日

目录
摘 要
1 负荷计算……………………………………………………………………………1
1.1计算负荷方法……………………………………………………………………1
1.2负荷系数……………………………………………………………………………3
1.3设备容量的确定……………………………………………………………………4
1.4提高功率因数方法…………………………………………………………………5
1.4.1 方法……………………………………………………………………………5
1.5动力支路负荷计算…………………………………………………………………6
1.6各车间的负荷计算…………………………………………………………………7
1.6.1各车间计算负荷和无功补偿（需要系数法）……………………………………7
1.6.2 电压等级的确定………………………………………………………………11
1.6.3 本厂电压等级的确定…………………………………………………………11
2变电所位置和型式选择…………………………………………………………….12
2.1 变电所位置的选择………………………………………………………………12
2.1.1配变电所位置选择，应根据下列要求综合考虑确定…………………………12
2.1.2 变电所位置的选择原则………………………………………………………13
2.2车间变电所位置的确定…………………………………………………………13
2.3变电所型式………………………………………………………………………14
2.3.1 其中配电柜的作用及柜内主要元件…………………………………………14
2.3.2 配电所高压开关柜的选择……………………………………………………14
3 变电所主变压器台数和容量、类型的选择及无功补偿………………………….15
3.1变电所变压器台数的确定………………………………………………………15
3.1.1确定原则………………………………………………………………………15
3.1.2选择变压器台数时,应考虑以下因素…………………………………………15
3.2变压器容量的确定………………………………………………………………15
3.2.1变压器容量选择时应遵循的原则……………………………………………15
3.2.2各车间变压器台数及容量选择和无功补偿…………………………………17
3.3工厂总降压变电所主变压器台数、容量选择及无功补偿………………………19
4 变电所主结线方案的设计……………………………………………………21
4.1 主接线的设计原则和要求………………………………………………………21
4.1.1 电气主接线的设计原则………………………………………………………21
4.1.2 设计主接线的基本要求………………………………………………………23
4.2 主接线的设计步骤………………………………………………………………24
4.2.1 电气主接线的具体设计步骤如下……………………………………………24
4.3 基本接线型式……………………………………………………………………25
4.3.1 单母线接线……………………………………………………………………25
4.3.2 单母线分段接线………………………………………………………………25
4.3.3 双母线接线……………………………………………………………………25
4.3.4 双母线分段接线…………………………………………………………….26
4.3.5 桥形接线………………………………………………………………………27
4.4 主接线初步设计方案……………………………………………………………28
5 短路电流的计算……………………………………………………………………29
5.1短路的种类及产生短路的原因…………………………………………………29
5.1.1短路……………………………………………………………………………29
5.1.2短路的危害……………………………………………………………………29
5.1.3 影响短路电流的因素…………………………………………………………30
5.1.4短路电流的计算………………………………………………………………30
6 变电所一次设备的选择与校验……………………………………………………35
6.1各种电气设备的选择……………………………………………………………35
6.1.1断路器型式的选择……………………………………………………………35
6.1.2隔离开关的选择………………………………………………………………35
6.1.3低压断路器的选择、整定与校验………………………………………………35
6.1.4电流互感器的选择与校验……………………………………………………37
6.2本变电所高低压电气设备的选择………………………………………………38
6.2.1高压35kV侧设备选择…………………………………………………………38
6.2.2中压10kV侧设备选择……………………………………………………….39
6.2.3低压0.4kV侧设备选择…………………………………………………………40
7 变电所进出线的选择与校验……………………………………………………..41
7.1 35kV供电线路截面选择………………………………………………………41
7.2 厂内10kV线路截面选择………………………………………………………42
7.2.1供电给变电所Ⅰ的10kV线路…………………………………………………42
7.2.2 供电给变电所Ⅱ的10kV线路…………………………………………………43
7.2.3供电给变电所Ⅲ的10kV线路…………………………………………………44
7.2.4 10kV联络线（与其相邻其他工厂）的选择…………………………………46
8变电所二次回路方案的选择及继电保护的整定…………………………………47
8.1 单母线分段接线 双母线接线…………………………………………………47
8.1.1 可靠性…………………………………………………………………………47
8.1.2 灵活性…………………………………………………………………………47
8.1.3 经济性…………………………………………………………………………47
8.2 继电保护…………………………………………………………………………47
8.2.1 继电保护的任务………………………………………………………………47
8.2.2继电保护装置…………………………………………………………………48
8.2.3主变压器保护…………………………………………………………………48
8.2.4 35kV进线线路保护……………………………………………………………48
8.2.5 10kV线路保护…………………………………………………………………49
9 防雷保护和接地装置的设计…………………………………………………….50
9.1防雷保护…………………………………………………………………………50
9.1.1架空线路的防雷措施…………………………………………………………50
9.1.2 变配电所的防雷措施…………………………………………………………50
9.2接地装置…………………………………………………………………………51
9.2.1接地与接地装置定义…………………………………………………………51
9.2.2确定此配电所公共接地装置的垂直接地钢管和连接扁钢…………………51
总 结…………………………………………………………………………………53
致 谢…………………………………………………………………………………54
参考文献………………………………………………………………………………55

摘 要

本课题的主要内容包括伊犁某厂车间变电所内负荷计算，变电所位置的选择变电所位置和的确定，变电所主变压器台数和容量、类型的选择及无功补偿选取，变电所主结线方案的设计原则和要求、主接线的设计步骤及初步设计方案，短路电流的计算及短路的种类及产生短路的原因，变电所一次设备的选择与校验，变电所35kV供电线路截面选择及厂内10kV线路截面选择，变电所二次回路方案的选择及继电保护，防雷保护和接地装置的设计。

关键词：车间变电所；位置；一次设备；二次回路

伊犁某厂车间变电所初步设计

1
1 负荷计算
1.1计算负荷方法
目前负荷计算常用需要系数法、二项式法、和利用系数法,前二种方法在国内设计单位的使用最为普遍。此外还有一些尚未推广的方法如单位产品耗电法、单位面积功率法、变值系数法和ABC法等. 常采用需用系数法计算用电设备组的负荷时，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，查出相应的需用系数，然后按照表一给出的公式求出该组用电设备的计算负荷。
此设计采用的是需用系数法来对电力负荷计算的[1]。
因为，需用系数是用设备功率乘以需用系数和同时系数，直接求出计算负荷。这种方法简便，应用广泛，尤其适用于配、变电所的负荷计算。采用利用系数法求出最大负荷的平均负荷，再考虑设备台数和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数得出计算负荷，计算过程十分繁琐。而单位面积功率法和单位指标法主要多用于民用建筑；单位产品耗电量法主要适用于某些工业。
需要系数法，是把用电设备的总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。需要系数法主要用于工程初步设计及施工图设计阶段，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技术法。
需要技术时一个综合性系数，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。
一般工业与民用建筑中的用电负荷主要有单位负荷（如照明负荷）以及三相负荷（如动力负荷），其供电系统一般分为照明支路及动力支路进行供电。
照明支路主要供照明灯具、一般单相插座以及其他额定电压为220V的电气设备。器特点为用电负荷的额定电压均为单相220V求分布在A、B、C三相。这类负荷也叫做相负荷。
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的大小以及用电设备的性质乘以一个同时系数，得到计算结果[2]。
在工业生产中还有一些额定电压为380V的单项负荷，接在两条相线之间，我们称之为间负荷，线间负荷可用照明支路供电，也可用动力支路供电。
各种负荷的供电线路组成如图所示，如果从供电形式的角度来讲：负荷计算可以分为单相和三相用电设备的负荷计算两种形式。从供电系统中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。但无论是那种形式，用需要系数法确定计算负荷[3]都有如:
表1.1通用公式
名称
公式
备注
用电设备组的容量

—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

1.2负荷系数
机械工业需要系数见表1.2
表1.2机械工业需要系数表
用电设备组名称

一般工作制的小批生产金属冷加工机床
0.14~0.16
0.5
1.73
大批生产金属冷加工机床
0.18~0.2
0.5
1.73
小批生产金属热加工机床
0.2~0.25
0.55~0.6
0.51~1.33
大批生产金属热加工机床
0.27
0.65
1.17
生产用通风机
0.7~0.75
0.8~0.85
0.75~0.62
卫生用通风机
0.65~0.7
0.8
0.75
泵、空气压缩机
0.5~0.6
0.8
0.75
不联锁运行的提升机，皮带运输等连续运输机械
0.65~0.7
0.75
0.88
带联锁的运输机械
0.65
0.75
0.88
ε=25%的吊车及电动葫芦
0.14~0.2
0.5
1.73
铸铁及铸钢车间起重机
0.25~0.3
0.5
1.73
轧钢及锐锭车间起重机
0.65~0.7
0.5
1.73
锅炉房、修理、金工、装配车间起重机
0.05~0.15
0.5
1.73
加热器、干燥箱
0.8
0.95~0.1
0. ~0.33
高频感应电炉
0.7 ~0.8
0.65
1.17
低频感应电炉
0.8
0.35
2.67
电阻炉
0.65
0.8
0.75
电炉变压器
0.35
0.35
2.67
自动弧焊变压器
0.5
0.5
1.73
点焊机、缝焊机
0.35~0.6
0.6
1.33
对焊机、铆钉加热器
0.35
0.7
1.02
单头焊接变压器
0.35
0.35
2.67
多头焊接变压器
0.4
0. 5
1.73
点焊机
0.1~0.15
0.5
1.73
高频电阻炉
0. 5~0.7
0.7
1.02
自动装料电阻炉
0.7~0.8
0.98
0.2
非自动装料电阻炉
0.6~0.7
0.98
0.2
1.3设备容量的确定
由于各用电设备的额定工作制不同，在确定计算负荷时，不可以将其额定功率直接相加，应将额定功率换算为统一的设备功率。对于一般长期连续运行工作制和短时工作制的用电设备，包括一般电动机组和电热设备等，其铭牌上的额定功率（额定容量）就等于设备功率。

式中——设备功率，；
——用电设备铭牌上的额定功率，。
对于断续或反复短时工作的用电设备，如吊车用电动机，电焊用变压器等，它们的设备功率时将其铭牌上标称下某一分与合持续率时的额定功率统一换算到一个新规定负荷持续率下的额定功率。
负荷持续率优势也称负载持续率或赞载率，是用电设备在一个工作周期内工作时间和工作周期的百分比值，用表示：

式中 ——工作周期；
——工作周期内的工作时间；
——工作周期内的停歇时间。
对于电焊机及各类电焊装置的设备功率，是指将额定功率换算到负荷持续率为时的有功功率。当不等时，用下式换算：

式中 ——换算到时的设备功率，；
——换算前铭牌上的负荷持续率，应和、、相对应（计算中用小数值）；
、、——分别为换算前与对应的铭牌上的额定有功功率、额定视在功率，额定功率因数；
——其值为的负荷持续率（计算用）。

对于断续或短时工作制电动机的设备功率，是指将额定功率换算到负载持续率为时的有功功率。当不等于时，用如下公式换算：

式中 ——换算到时的设备功率，；
、——分别为对应换算前电动机铭牌标称的额定功率，；额定负荷持续率（计算时用小数值）；
——换算到时的负荷持续率（计算时用小数值）。
1.4提高功率因数
1.4.1方法
1.通过适当措施提高自然功率因数。据统计，在建筑供电系统的总无功功率中，电动机和变压器约占左右，其余则消耗在输电线路及其他感应设备中，因此，提高自然功率因数可以通过合理选择感应电动机的容量、使用中减少感应电动机的空载运行、条件许可时尽量使用同步电动机、以最佳负荷率选择变压器等方法达到目的。
2.并联同步调相机。同步调相机是一种专用于补偿无功功率的同步电动机，通过调节同步调相机的励磁电流可补偿供电系统的无功功率，从而提高系统的功率因数。同步调相机输出无功功率为无极调节方式，调节的范围较大，并且在端电压下降以内时，无功输出基本不变，当端电压下降以上时，可强行励磁增加无功输出。但是，同步调相机补偿单位无功功率造价高。每输出的无功功率要损耗的有功功率，基建安装要求高、不易扩建、运行维护复杂，所以一般用于电力系统中的枢纽变电站及地区降压变电站。
3.并联适当的静电电容器。我们知道，电感性负载并联适当的电容器可以提高功率因数，所以在建筑供电系统中，同样可以并联适当的静电电容器以提高系统的功率因数。并联电容安装简单、容易扩建、运行维护方便，补偿单位无功功率的造价低、有功损耗小（小于），因此广泛用于工厂企业及民用建筑供电系统中。
无功补偿使用专用的电力电容器，其规格品种很多，按安装方式分为户内式和户外式，按相数分为单相和三相，按额定电压分为高压和低压电容器等等。
a.电容器的选择
电容器无功容量的计算

b.电容器（柜）台数的确定
需电容器台数：
每相所需电容器台数：取其相等或稍大的偶数，因为变电所采用单母线分段式结线。
c.电容器的补偿方式和联接方式
1）电容器的补偿方式
①单独就地补偿方式：接线、优缺点、适用对象。
②分散补偿方式：接线、优缺点、适用对象。
③集中补偿方式：接线、优缺点、适用对象： 大中型煤矿主要补偿方式，如：平煤各矿
2）电容器的联接方式
①三角形接法：优缺点
②星形接法：优缺点
△或Y（双Y） 优选△，因为容量为Y的1/3　且电压低，放电1分钟，残压以下。以上的电容器应采用电压互感器放电。
电容器放电回路中不得装设熔断器或开关，以免放电回路断开，危及人身安全。
1.5动力支路负荷计算
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。
1.各车间的负荷计算
1.6.1各车间计算负荷和无功补偿（需要系数法）
1.纺练车间
单台机械负荷计算
a.纺丝机
已知：，，。
故：

b.筒丝机
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：

纺练车间单台机械负荷统计见表1.3
表1.3纺练车间单台机械负荷统计表
序号
车间设备名称
安装容

计算负荷

1
纺丝机
200
0.8
0.78
160
124.8
2
筒绞机
30
0.75
0.75
22.5
18.88
3
烘干机
85
0.75
1.02
63.75
65.03
4
脱水机
12
0.6
0.8
10.8
8.4
5
通风机
180
0.7
0.75
126
94.5
6
淋洗机
6
0.75
0.78
4.5
3.57
7
变频机
840
0.8
0.7
672
470.4
8
传送机
40
0.8
0.7
32
22.4
9
合计
1393

1091.55
870.18
2.车间计算负荷统计(计及同时系数）
取同时系数：，

3.其余各车间负荷计算
a.原液车间
已知：，，。
故：

b.酸站照明
已知：，，。
故：

c.锅炉房照明
已知：，，。
故：

d.排毒车间
已知：，，。
故：

e.其他车间
已知：，，。
故：

4.全厂计算负荷计算

表1.4各车间计算负荷统计
序号
车间设备名称
安装容量

1
纺练车间
1393
982.4
826.67
1283.94
2
原液车间照明
1040
780
546
952
3
酸站照明
260
169
118.3
206.3
4
锅炉房照明
320
240
180
300
5
排毒车间照明
160
112
67.2
130.6
6
其他车间照明
240
168
126
210
因为在一定的情况下是不可能发生所有的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计算负荷的话，势必会造成,经济不运行和浪费等,情况,也就是我们常说的大马拉小车。
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情况的发生,提高了运行效率,符合了经济生产、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%即：
全厂计算负荷=(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+ 排度车间计算负荷+其他车间计算负荷)

考虑5年的发展，年增长率按2%计算，全厂计算负荷

1.6.2 电压等级的确定
电网电压等级的确定，是与供电方式、供电负荷、供电距离等因素有关的。 有关资料提供了供电电压与输送容量的关系：
1.当负荷为2000kV时，供电电压易选6kV，输送距离在3-10公里；
2.当负荷为3000-5000kV时，供电电压易选10kV，输送距离在5-15公里；
3.当负荷为2000-10000kV时，供电电压易选35kV，输送距离在20-50公里；
4.当负荷为10000-50000kV时，供电电压易选110kV，输送距离在50-150公里；
5.当负荷为50000-200000kV时，供电电压易选220kV，输送距离在150-300公里；
6.当负荷为200000kV以上时，供电电压易选500kV，输送距离在300公里以上。
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。
1.6.3 本厂电压等级的确定
设计任务书提供了三个电压等级：180/38.5/11kV在要 考虑工厂5年发展规划负荷（工厂负荷年增长率按2%），五年以后的最大功率为2435.89kV并且输送距离为16公里，因此我选用负荷为2000-10000kV，供电电压易选35kV，输送距离在20-50公里。

2 变电所位置和型式的选择
2.1 变电所位置的选择
变电所位置和数量的选择，实际上就是在整个企业内选择布置供电点。为了使供电系统合理布局及提高电能质量，必须根据企业负荷类型，负荷大小和分布特点，以及企业内部环境条件及生产工艺上的要求进行全面考虑。
2.1.1配变电所位置选择，应根据下列要求综合考虑确定
1. 接近负荷中心
2. 进出线方便
3. 接近电源侧
4. 设备吊装，运输方便
5. 不应设在有剧烈震动的场所
6. 不宜设在多尘，水雾（如大型冷却塔）或有腐蚀性气体的场所，如无法远离时，不应设在污源的下风侧
7. 不应设在厕所，浴室或其他经常积水场所的正下方或贴邻
8. 不应设在爆炸危险场所以内和不宜设在有火灾危险场所的正上方或正下方，如布置在爆炸危险场所范围以内和布置在与火灾危险场所的建筑物毗连时，应符合现行的《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的规定。
9. 配变电所为独立建筑物时，不宜设在地势低洼和可能积水的场所
10. 高层建筑地下层配变电所的位置宜选择在通风，散热条件较好的场所
11. 配变电所位于高层建筑（或其他地下建筑）的地下室时，不宜设在最底层。当地下仅有一层时，应采取适当抬高该所地面等防水措施，并应避免洪水或积水从其他渠道淹渍配变电所的可能性
12. 装有可燃性油渍电力变压器的变电所，不应设在耐火等级为三，四级的建筑中
13. 在无特殊防火要求的多层建筑中，装有可燃性油的电气设备的配变电所，可设置在底层靠外墙部位，但不应设在人员密集场所的上方，下方，贴邻或疏散出口的两旁
14. 高层建筑的配变电所，宜设在地下层或首层；当建筑物高度超过100米时，也可在高层区的避难层或上技术层内设置变电所
15. 一类高，低层主体建筑内，严禁设置装有可燃性油的电气设备。配变电所二类高，低层主体建筑内不宜设置装有可燃性油的电气设备的配变电所，如受条件限制亦可采用难燃性油的变压器，并应设在首层靠外墙部位或地下室，且不应设在人员密集场所的上下方，贴邻或出口的两旁，并应采取相应的防火和排油措施
16. 大，中城市除居住小区的杆上变电所外，民用建筑中不宜采用露天或半露天的变电所，如确因需要设置时，宜选用带防护外壳的户外成套变电所。
2.1.2 变电所3位置的选择原则
1. 变电所的位置尽量靠近负荷中心，特别是车间变电所更应该如此；
2. 进出线方便，特别是采用架空线金疮线时更应该考虑这一点；
3. 尽量靠近电源侧，对工厂总降压变电所要特别考虑这一点；
4. 交通运输方便，以便于变压器和控制柜等设备的运输；
5. 尽量避开污染源或选择在污染源的上风侧；
6. 尽量不设在有剧烈振动的场所周围；
7. 尽量不设在低洼积水场所及其下方；
8. 应远离有易燃易爆等危险场所，变电所与其他工业建筑之间应保持一定的防火间距；
9. 选定变电所的位置，不应妨碍工厂或车间的发展，应留有扩建的余地，适当考虑变电所本身扩建的可能。
2.2车间变电所位置的确定
根据地理位置及各车间计算负荷大小，决定设立3个车间变电所，各自供电范围如下：
变电所Ⅰ：纺炼车间、锅炉房。
变电所Ⅱ：原液车间。
变电所Ⅲ：排毒车间、其他车间、酸站。
2.3变电所型式
总降压变电所变，配电装置总体布置设计综合前述设计计算结果，参照国家有关规程规定，进行内外的变
2.3.1 其中配电柜的作用及柜内主要元件
1. 便于分片（或分类）配置电源；
2. 当线路出现故障时，有利于控制故障范围也方便快速找出故障点及时加以排除；
3.配电柜内主要有接线端子、各种刀闸、保护设备（空气开关、熔断器之类）、测量设备（电压表、电流表、周波表等）、计量设备（有功、无功功率表）。
2.3.2 配电所高压开关柜的选择
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。

3 变电所主变压器台数和容量、类型的选择及无功补偿
3.1变电所变压器台数的确定
3.1.1确定原则
1.对于大城市郊区的一次变电所在中低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台变压器为宜。
2.对地区性孤立的一次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，其变压器基础宜按大于变压器容量的 1—2 级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。
3.1.2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，任何距离都应装设变压器。
3.2变压器容量的确定
3.2.1变压器容量选择时应遵循的原则
1.只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。
2.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，宜满足全部用电容量设备的需要。
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。
3.2.2各车间变压器台数及容量选择和无功补偿
1.变压所I 变压器及容量选择
a.变压所I的供电负荷统计。取同时系数：，

b.变压所I得的无功补偿（提高功率因数到0.9以上）。
无功补偿试取：
补偿以后：

c.变电所I的变压器选择。为保证供电的可靠性，选用两台变压器（每台可供电车间总负荷的）：

查《课程设计一毕业设计指导教程》附表3-2：选择变压器型号系列，额定容量为，两台。
查表得出变压器的各项参数：
空载损耗；
负载损耗；
阻抗电压；
空载电流。
d.计算每台变压器的功率损耗。

也可用简化经验公式：

2.变压所Ⅱ变压器台数及容量选择
a.变压所Ⅱ的供电负荷统计。

b.变压所Ⅱ的无功补偿（提高功率因数到0.9以上）。
无功补偿试取：
补偿以后：

c.变电所Ⅱ的变压器选择。为保证供电的可靠性，选用两台变压器（每台可供电车间总负荷的）：

查《课程设计一毕业设计指导教程》附表3-2：选择变压器型号系列，额定容量为，两台。
查表得出变压器的各项参数：
空载损耗；
负载损耗；
阻抗电压；
空载电流。
d.计算每台变压器的功率损耗。

也可用简化经验公式：

3.变压所Ⅲ变压器台数及容量选择
a.变压所Ⅲ的供电负荷统计。

b.变压所I的供电负荷统计。取同时系数：，

c.变压所Ⅲ的无功补偿（提高功率因数到0.9以上）。
无功补偿试取：
补偿以后：

变电所Ⅱ的变压器选择。为保证供电的可靠性，选用两台变压器（每台可供电车间总负荷的）：

查《课程设计一毕业设计指导教程》附表3-2：选择变压器型号系列，额定容量为，两台。
查表得出变压器的各项参数：
空载损耗；
负载损耗；
阻抗电压；
空载电流。
d.计算每台变压器的功率损耗。

也可用简化经验公式：

3.3工厂总降压变电所主变压器台数、容量选择及无功补偿

总降压变侧无功补偿试取：
合格

选择变压器型号，两台。
查表得出变压器的各项参数：
空载损耗；
负载损耗；
阻抗电压；空载电流。

4 变电所主结线方案的设计
4.1 主接线的设计原则和要求
主接线代表了变电站电气部分主体结构，是电力系统接线的主要组成部分，是变电站电气设计的首要部分。它表明了变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成变电、输配电的任务。它的设计，直接关系着全所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。由于电能生产的特点是发电、变电、输电和用电是在同一时刻完成的，所以主接线设计的好坏，也影响到工农业生产和人民生活。因此，主接线的设计是一个综合性的问题。必须在满足国家有关技术经济政策的前提下，正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，力争使其技术先进、经济合理、安全可靠。
4.1.1 电气主接线的设计原则
电气主接线的基本原则是以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能地节省投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。
1.接线方式：对于变电站的电气接线，当能满足运行要求时，其高压侧应尽可能采用断路器较少或不用断路器的接线，如线路—变压器组或桥形接线等。若能满足继电保护要求时也可采用线路分支接线。在110~220kV 配电装置中，当出线为2 回时，一般采用桥形接线；当出线不超过4 回时，一般采用分段单母线接线。在枢纽变电站中，当110~220kV 出线在4 回及以上时，一般采用双母接线。在大容量变电站中，为了限制6~10kV 出线上的短路电流，一般可采用下列措施：
a.变压器分列运行；
b.在变压器回路中装置分裂电抗器或电抗器；
c.采用低压侧为分裂绕组的变压器。
d.出线上装设电抗器。
2.主变压器选择
a.主变压器台数：为保证供电可靠性，变电站一般装设两台主变压器。当只有个电源或变电站可由低压侧电网取得备用电源给重要负荷供电时，可装设一台。对于大型枢纽变电站，根据工程具体情况，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变压器。
b.主变压器容量：主变压器容量应根据5~10kV 年的发展规划进行选择，并应考虑变压器正常运行和事故时的过负荷能力。对装设两台变压器的变电站，每台变压器额定容量一般按下式选择

为变电站最大负荷。这样，当一台变压器停用时，可保证对60%负荷的供电，考虑变压器的事故过负荷能力40%，则可保证对84%负荷的供电。由于一般电网变电站大约有25%的非重要负荷，因此，采用 ，对变电站保证重要负荷来说多数是可行的。对于一、二级负荷比重大的变电站，应能在一台停用时，仍能保证对一、二级负荷的供电。
d.主变压器的型式：一般情况下采用三相式变压器。具有三种电压的变电站，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到 以上时，可采用三绕组变压器。其中，当主网电压为110~220kV，而中压网络为35kV时，由于中性点具有不同的接地形式，应采用普通的三绕组变压器；当主网电压为220kV及以上，中压为110kV及以上时，多采用自耦变压器，以得到较大的经济效益。
e.断路器的设置
根据电气接线方式，每回线路均应设有相应数量的断路器，用以完成切、合电路任务。
f.为正确选择接线和设备，必须进行逐年各级电压最大最小有功和无功电力负荷的平衡。当缺乏足够的资料时，可采用下列数据：
①最小负荷为最大负荷的60%~70%，如主要是农业负荷时则宜取20%~30%；
②负荷同时率取0.85~9，当馈线在三回以下且其中有特大负荷时，可取
0.95～1；
③功率因数一般取0.8[4]；
④线损平均