变压器的台数一般根据负荷等级、用电容量和经济运行等条件综合考虑确定。《10kV及以下变电所设计规范GB50053－94》中规定，当符合以下条件之一时，宜装设两台及两台以上的变压器：
有大量一级或二级负荷；
季节性负荷变化较大；
集中负荷容量较大。
由于本单位的用电设备负荷有二级负荷和三级负荷。根据设计规范GB50053－94的要求，宜装设两台变压器，选择台数为两台。
3.4变压器容量的选择
变压器的容量SN·T首先应保证在计算负荷SC下变压器能长期可靠运行。
对有两台变压器的变电所，通常采用等容量的变压器，每台容量应同时满足以下两个条件：
①满足总计算负荷70%的需要，即SN·T≈0.7 SC；
②满足全部一、二级负荷SN的需要,即SN·T≥SC(I+II)
条件①是考虑到两台变压器运行时，每台变压器各承受总计算负荷的50%，负载率约为0.7，此时变压器效率较高。而在事故情况下，一台变压器承受总计算负荷时，只过载40%，可继续运行一段时间。在此时间内，完全有可能调整生产，可切除三级负荷。条件②是考虑在事故情况下，一台变压器仍能保证一、二级负荷的供电。
根据无功补偿后的计算负荷，SC=674.19kV·A
即SN·T≥0.7*674.19=471.933kV·A
取变压器容量为500kV·A
因此选择S9-500/10 Dyn11型电力变压器。为油浸式、无载调压、双绕组变压器。
额定容量
SN/kV·A 联结组别
空载损耗
△PO /kW 短路损耗
△PK /kW 空载电流
I O % 阻抗电压
U K %
500 Dyn11 1.03 4.95 3 4
4.主接线方案的确定
44.1主接线的基本要求
主接线是指由各种开关电器、电力变压器、互感器、母线、电力电缆、并联电容器等电气设备按一定次序连接的接受和分配电能的电路。它是电气设备选择及确定配电装置安装方式的依据，也是运行人员进行各种倒闸操作和事故处理的重要依据。概括地说，对一次接线的基本要求包括安全、可靠、灵活和经济四个方面。
344.14.1.1安全性
安全包括设备安全及人身安全。一次接线应符合国家标准有关技术规范的要求，正确选择电气设备及其监视、保护系统，考虑各种安全技术措施。
4.1.2可靠性
不仅和一次接线的形式有关，还和电气设备的技术性能、运行管理的自动化程度因素有关。
4.1.3灵活性
用最少的切换来适应各种不同的运行方式，适应负荷发展。
4.1.4经济性
在满足上述技术要求的前提下，主接线方案应力求接线简化、投资省、占地少、运行费用低。采用的设备少，且应选用技术先进、经济适用的节能产品。总之，变电所通过合理的接线、紧凑的布置、简化所内附属设备，从而达到减少变电所占地面积，优化变电所设计，节约材料，减少人力物力的投入，并能可靠安全的运行，避免不必要的定期检修，达到降低投资的目的。
4.2主接线的方案与分析
主接线的基本形式主要有单母线接线、双母线接线。
1)单母线接线
优点：是接线简单清晰、设备少、操作方便、便于扩建和采用成套配电装置；
缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关等）故障检修，均需要使整个配电装置停电，单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障段的供电。
适用范围：适应于容量较小、对供电可靠性要求不高的场合，出线回路少的小型变配电所，一般供三级负荷，两路电源进线的单母线可供二级负荷。
单母线不分段主接线图
2)单母线分段主接线
当出线回路数增多且有两路电源进线时，可用断路器将母线分段，成为单母线分段接线。母线分段后，可提高供电的可靠性和灵活性。在正常工作时，分段断路器可接通也可断开运行。两路电源进线一用一备时，分段断路器接同运行，此时，任一段母线出现故障，分段断路器与故障段进线断路器都会在继电保护装置作用下自动断开，将故障段母线切除后，非故障段母线便可继续工作，而当两路电源同时工作互为备用时，分段断路器则断开运行，此时若任一电源出现故障，电源进线断路器自动断开，分段断路器可自动投入，保证给全部出线或重要负荷继续供电。
单母线分段主接线图
单母线分段接线保留了单母线接线的优点，又在一定程度上克服了它的缺点，如缩小了母线故障的影响范围、分别从两段母线上引出两路出线可保证对一级负荷的供电等。
4.3电气主接线的确定与绘图
电源进线为两路，变压器台数为两台。二次侧采用单母线分段接线。两路外供电源容量相同且可供全部负荷，采用一用一备运行方式，故变压器一次侧采用单母线接线，而二次侧采用单母线分段接线。
该方案中，两路电源均设置电能计量柜，且设置在电源进线主开关之后。变电所采用直流操作电源，为监视工作电源和备用电源的电压，在母线上和备用进线断路器之前均安装有电压互感器。当工作电源停电且备用电源电压正常时，先断开工作电源进线断路器，然后接通备用电源进线断路器，由备用电源供所有负荷。备用电源的投入方式采用备用电源自动投入装置APD。
下表为该变电所的各用电车间负荷计算结果，见表格4.1
因此最终方案是高压侧采用单母线，低压侧单母线分段，同时旁路加上与其他的变电所相连的联络线。根据各个车间的负荷情况用电气CAD对其绘制主接线电路图，如下图所示：
机械厂变电所主接线电路图
各用电车间负荷计算表4.1
编号 名称 类别 各机械组代号 设 备
容量Pe/kW 需要系数
Kd
cos
Tan
计算负荷
P30
/kW Q30
/kvar S30
/kVA I30/A
1 机加工
动力
No.1 180 0.7 0.95 0.33 126 41.6 132.6 201.5
No.2 75 0.65 0.94 0.36 48.8 17.6 51.9 78.8
No.3 154.7 0.43 0.92 0.43 66.5 28.6 72.3 109.9
No.4 35.2 0.2 0.5 1.73 7.0 12.2 14.0 21.3
No.5 48.6 0.2 0.5 1.73 9.7 16.8 19.4 29.5
小计 - 493.5 - - - 258 116.6 290.3 441.1
2 数控车间 动力 No.6 182 0.4 0.9 0.48 72.8 34.9 80.9 122.9
No.7 156 0.68 0.88 0.54 106 57.3 120.5 183.0
No.8 187 0.49 0.78 0.80 91.6 73.3 117.5 178.5
照明 No.9 12 0.36 0.88 0.54 4.3 2.3 4.9 7.5
小计 - 537 274.7 167.8 321.9 489.1
3
焊接车间 动力 No.10 159 0.3 0.45 2.0 47.7 95.4 106 161.1
No.11 135 0.3 0.45 2.0 40.5 81 90 136.7
照明 No.12 8 0.36 0.88 0.54 2.9 1.6 3.3 5.0
小计 - 302 - - - 91.1 178 199.3 302.8
4
装配车间 动力 No.13 180 0.3 0.5 1.73 54 93.4 108 164.1
No.14 147 0.3 0.56 1.48 44.1 65.2 78.8 119.7
照明 No.15 10 0.36 0.88 0.54 3.6 1.9 4.1 6.2
小计 - 337 - - - 101.7 160.5 190.9 290
总计
(380V侧) 全部线路 1669.5 - - - 725.5 622.9 1004.3 1525.8
取， 653 591.8 881.3 1339
5.短路电流的计算
55.1短路电流及其计算
供电系统应该正常的不间断地可靠供电，以保证生产和生活的正常进行。但是供电系统的正常运行常常因为发生短路故障而遭到破坏。
所谓短路，就是供电系统中一相或多相载流导体接地或相互接触并产生超出规定值的大电流。
造成短路的主要原因是电气设备载流部分的绝缘损坏、误动作、雷击或过电压击穿等。短路电流数值通常是正常工作电流值的十几倍或几十倍。当它通过电气设备时，设备的载流部分变形或损坏，选用设备时要考虑它们对短路电流的稳定。短路电流在线路上产生很大的压降，离短路点越近的母线，电压下降越厉害，从而影响与母线连接的电动机或其它设备的正常运行。
计算方法采用标幺值法计算。进行计算的物理量，不是用具体单位的值，而是用其相对值表示，这种计算方法叫做标幺值法。标幺值的概念是：
某量的标幺值= 该量实际值（任意单位）/该量标准值（与实际值同单位）
所谓基准值是衡量某个物理量的标准或尺度，用标幺值表示的物理量是没有单位的。供电系统中的元件包括电源、输电线路、变压器、电抗器和用户电力线路，为了求出电源至短路点电抗标幺值，需要逐一地求出这些元件的电抗标幺值。
5.2三相短路电流计算
电源取自距本变电所3km外的35kV变电站，用10kV双回架空线路向本变电所供电，出口处的短路容量为250MV·A。
短路电流计算图
求10kV母线上K-1点短路和380V低压母线上K-2点短路电流和短路容量。电源侧短路容量定为Sk=250MV·A
1)确定基准值：
取 Sd=100MV·A Uc1=10.5kV
Id1= Sd/Uc1 = 100/（*10.5）=5.50kA
Zd= Uc1/Sd =(10.5)2/100=1.10Ω
2)计算：
①电力系统
X1*= Sd/Sk=100/250=0.4
②架空线路
X2*=X0LSd/Uc2=0.35*3*100/(10.5)2=0.95
③电力变压器
X3*=Uk%Sd/100SNT=4*100*103/100*500=8
某机械厂10KV小型变电所及配电系统设计(三)由毕业论文网（www.huoyuandh.com）会员上传。
