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图3-1 负荷矩阵法确定负荷中心
而工厂的负荷中心的力矩方程，可得负荷中心的坐标：
?PxPx?ii?11?P2x2?P3x3?????P11x11 （3-1） x??P?P?P?????PP?i12311y?P??Piyi? （3-2） 1y1?P2y2?P3y3?????P11y11?P?Pi1?P2?P3?????P11把各车间的坐标带入上述2个公式，得到x=5.38，y=5.38.由计算结果可知，工厂的负荷中心在1号厂房的东北角。考虑到周围环境和进出线方便，所以变电所设在1号车间的右方。负荷中心位置如图3-2所示
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图3-2 负荷中心位置
3.2 主变压器的类型、台数与容量的选择
（1）考虑到变压器在车间建筑内，故选用10/0.4kV三相干式双绕组电力变压器。
变压器采用无载调压方式，分接头±5%，联接组别Dyn11。
（2）由于工厂总负荷容量较大，且存在多个二级负荷，对电源的供电可靠性要求较高，宜采用两台变压器，以便当一台变压器发生故障后检修时，另一台变压器能对二级负荷继续供电，故选两台变压器。
（3）变压器容量是根据无功补偿后的计算负荷确定的。补偿后的总计算负荷为
SC=1658.135kVA，每台变压器的容量SNT?0.7?1658.135?1160.695kVA,工厂二级负荷为620.109kVA， SNT>620.109kVA，故每台变压器的容量为1200kVA。
4. 变电所主要结线方案的设计
在前面选择变压器时选择2台主变压器，且本厂可由附近一条10kV的公用电源干线取得工作电源；为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。所以采用一用一备的运行方式，故变压器高压侧采用单母线
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接线，而低压侧采用单母线分段接线。
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该方案根据当地供电部门的要求，两路电源均设置电能计量柜，且设置在电源进线主开关后。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，由备用电源提供所有负荷。备用电源的投入方式可采用手动投入，也可采用自动投入。进线柜和出线柜均采用电缆进线和电缆出线。 结合短路电流计算选择相关器件型号见附录B表4。电气主接线图见附录C图4。
5. 短路电流的计算
5.1 短路及其原因、后果
短路：指供电系统中不同电位的导电部分（各相导体、地线等）之间发生的低阻性短接。短路是电力系统最常见的一种故障，也是最严重的一种故障。
短路主要原因：电气设备载流部分的绝缘损坏，其次是人员误操作、鸟兽危害等。
短路后果：短路电流产生的热量，使导体温度急剧上升，会使绝缘损坏；短路电流产生的电动力，会使设备载流部分变形或损坏；短路会使系统电压骤降，影响系统其他设备的正常运行；严重的短路会影响系统的稳定性； 短路还会造成停电；不对称短路的短路电流会对通信和电子设备等产生电磁干扰等。
5.2 高压电网短路电流的计算
利用标幺值法计算
由于采用10KV电压供电，故线路电流 Id?Sd1600??92.38 kA3?Ud3?10精品
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由设计要求中可知：工厂使用干线的导线牌号为LGT-150(0.36 ?/km)，干线首端距离本厂约8km。干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MVA。此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为1.7s。为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。查表得x0?0.358?/km, r0?0.221?/km
（1）确定基准值
取 Sd?100MVA Uc1?10.5kV Uc2?0.4kV
而 Id1?Sd100MVA??5.50 kA 3?Uc13?10.5kVId2?Sd100MVA??144.34 kA 3?Uc23?0.4kV（2）计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值
1）电力系统（Sk?500MVA） X1*=
Sd=100/500=0.2 Sk 2）架空线路（X0 = 0.358Ω/km） X2*?x0l 3）电力变压器
Sd100MVA?0.358?/km?8km??2.60 22U2(10.5kV)
X3*?X4*?Uk%Sd/100SNT6?100?103kVA??7.50 100?800kVA精品
某冶金机械厂降压变电所的电气设计(1)
