電氣課程設(shè)計(jì)

1、長沙理工大學(xué)changsha university of science & technology能源與動力工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書題目：升壓配電裝置平面布置圖（方案 a）班 級：姓 名：學(xué) 號：指導(dǎo)老師：時(shí) 間：1 .課程設(shè)計(jì)的目的12 .課程設(shè)計(jì)的要求13 .風(fēng)電場電氣主接線圖（方案a）24 .配電裝置的圖示25 .配電裝置的設(shè)計(jì)要求35.1 滿足安全凈距的要求 35.2 配電裝置安全凈距校驗(yàn)45.3 施工、運(yùn)行和檢修的要求56 .屋外配電裝置66.1 屋外配電裝置的分類及特點(diǎn) 66.2 屋外配電裝置的選型76.3 屋外配電裝置的布置原則 87 .升壓配電裝置平面布置圖的設(shè)計(jì) 87.

2、1 設(shè)計(jì)思路87.2 設(shè)計(jì)過程87.3 設(shè)計(jì)結(jié)果108 .課程設(shè)計(jì)小結(jié)109 .參考文獻(xiàn)1110 .附圖121 .課程設(shè)計(jì)的目的風(fēng)電場電氣工程是風(fēng)動專業(yè)一門非常重要的專業(yè)課，有著新 概念多、內(nèi)容抽象、實(shí)踐性強(qiáng)、內(nèi)容多等特點(diǎn)。課程設(shè)計(jì)是對學(xué)生所 學(xué)課程內(nèi)容掌握情況的一次自我驗(yàn)證， 有著極其重要的意義。通過課 程設(shè)計(jì)能提高學(xué)生對所學(xué)知識的綜合應(yīng)用能力， 能全面檢查并掌握所 學(xué)內(nèi)容。通過本課程的課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生鞏固風(fēng)電場電氣工程的基礎(chǔ) 理論知識和基本計(jì)算方法，了解電力工業(yè)的內(nèi)在關(guān)系和電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 原理，熟悉電力行業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，具備應(yīng)用理論知識分析和解決實(shí)際 問題的能力和工程意識，為將來從事工程設(shè)計(jì)、

3、設(shè)備安裝、系統(tǒng)調(diào)試、 維護(hù)保養(yǎng)等工作打下良好的基礎(chǔ)。本次課程設(shè)計(jì)1班電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)部 分負(fù)責(zé)兩種電氣主接線方案 a和b的設(shè)計(jì)，并且與2班負(fù)責(zé)電氣部分 同學(xué)配合，對所設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析計(jì)算， 最后畫出電氣一次 主接線圖機(jī)升壓變電站配電裝置布置圖。 作為小組成員，我的主要任 務(wù)是設(shè)計(jì)升壓配電裝置平面布置圖。后面將主要介紹升壓變電站配電 裝置布置圖的設(shè)計(jì)思路及設(shè)計(jì)結(jié)果。2 .課程設(shè)計(jì)的要求(1)掌握風(fēng)電場電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求。(2)掌握發(fā)電廠電氣主接線的幾種常用接線方式并能分析各接線方式 的特點(diǎn)。(3)熟悉各種電氣主接線方案的經(jīng)濟(jì)性能比較方法。(4)掌握幾種主要電氣設(shè)備的選型計(jì)算方法。(5)

4、掌握配電裝置布置的基本要求，并能畫出簡單的配電裝置布置圖3 .風(fēng)電場電氣主接線（方案a）電氣主接線方案a采用單母線分段接線的方法，同時(shí)采用兩臺主變壓器進(jìn)行升壓配電，升壓配電裝置出線端采用內(nèi)橋接線方式， 保證了線路的可靠性。電氣主接線設(shè)計(jì)圖如下:風(fēng)靶場電氣主諭地方集a4 .配電裝置的圖示配電裝置不僅僅包括母線、斷路器、隔離開關(guān)、互感器等電氣設(shè) 備，還可能包括繼電保護(hù)裝置、測量表計(jì)以及架構(gòu)、電纜溝、房屋通 道等輔助設(shè)備。它是集電力、結(jié)構(gòu)、土建等技術(shù)于一體的整體裝置， 最終用于實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)、變壓器、線路等回路的連接。不同于電氣主接線圖對于電路的抽象描述， 為描述配電裝置自身 的結(jié)構(gòu)形狀，配電裝置的圖示

5、常采用平面布置圖+斷面圖的描述方式。 所以，配電裝置的圖示能夠更加詳細(xì)的反映出各個(gè)電器設(shè)備的具體接 線方式和電器距離。5 .配電裝置的設(shè)計(jì)要求5.1 滿足安全凈距的要求不同的電氣設(shè)備之間、電氣設(shè)備的不同相之間都要求保持足夠的 距離以滿足絕緣的要求，即滿足最小安全凈距的要求，最小安全凈距 指在這一距離下，無論是在正常最高工作電壓或出現(xiàn)內(nèi)、 外部過電壓 時(shí)，都不至使空氣間隙被擊穿。最小安全凈距a類分為a1和a2值，a1和a2值是根據(jù)過電壓與 絕緣配合計(jì)算，并根據(jù)間隙放電試驗(yàn)曲線來確定的，而b、c、d e等類安全凈距是在a值的基礎(chǔ)上再考慮運(yùn)行維護(hù)、設(shè)備移動、檢修工 具活動范圍、施工誤差等具體情況而確

6、定的。(1) a值：a1帶電部分至接地部分之間的最小電氣凈距；a2 不同相的帶電導(dǎo)體之間的最小電氣凈距。(2) b值：b1帶電部分至柵狀遮欄間的距離和可移動設(shè)備在移動中至帶電裸導(dǎo)體間的距離，即b1 a1750(mm)(6 1)式中750 考慮運(yùn)行人員手臂誤入柵欄時(shí)手臂的長度。b2帶電 部分至網(wǎng)狀遮欄間的電氣凈距，即b2 a 30 70 (mm)(6 2)式中30 考慮在水平方向的施工誤差；70指運(yùn)行人員手指誤 入網(wǎng)狀遮欄時(shí)，手指長度不大于此值。(3)c值：c值為無遮欄裸導(dǎo)體至地面的垂直凈距。 保證人舉手后， 手與帶電裸導(dǎo)體間的距離不小于 a1值，即c a 2300 200 (mm)(6 3)式

7、中2300 運(yùn)行人員舉手后的總高度；200屋外配電裝置在 垂直方向上施工誤差。(4) d值：d值為不同時(shí)停電檢修的平行無遮欄裸導(dǎo)體之間水平凈 距，即d a1 1800 200(mm)(6 5)式中1800 考慮檢修人員和工具的允許活動范圍，200考慮屋外條件較差而取得裕度。(5) e值：e值為屋內(nèi)配電裝置通向屋外的出線套管中心線至屋外通 道的距離。35kv及以下取e=4000mm60kv及以上，e=a1+3500(mm), 并取整數(shù)值，其中3500為人站在載重汽車車廂中舉手的高度。5.2 配電裝置安全凈距校驗(yàn)(1)配電裝置中，電氣設(shè)備的柵狀遮欄高度不應(yīng)低于1200mm柵狀遮欄至地面的凈距以及柵

8、條間的凈距應(yīng)不大于200mm(2)配電裝置中，電氣設(shè)備的網(wǎng)狀遮欄高度不應(yīng)低于1700mm網(wǎng)狀遮欄網(wǎng)孔不應(yīng)大于40m訴40mm(3)位于地面(或樓面)上面的裸導(dǎo)體導(dǎo)電部分，如其尺寸受空間限 制不能保證c值時(shí)，應(yīng)采用網(wǎng)狀遮欄隔離。網(wǎng)狀遮欄下通行部分的高 度不應(yīng)小于1900mm屋外配電裝置的安全凈距（mm）將 a實(shí)用范圍額定電壓（kv）mo15m加i563uoj110220j$沏50qjl帶電部分至刷螂分工間2瓦將遮花同上亞舊線也也處與逝世 上方帶電部分之間200300400雨mo1coo1s0d25003900a：l不同甜e節(jié)電天分之間z.斷路器利囑高開關(guān)的端口西1幅麻帶電鋪分之間20fl390誠

9、6sfl1000hod200028004300bil設(shè)備運(yùn)輸時(shí),其外即至無遮槎帶用 劃分之間工交叉由不同國停電檢除的無遮欄帶 電部分之間3衽壯施巨w生紂妹和斡城部分文閭 二帶電作業(yè)甘帝電部分軍卷擔(dān)部分之 間9501050um14001650175025501250450l網(wǎng)狀遮過至帶電都今二府：,'?4®500700100011q0190026003900cl尢遍欄縹導(dǎo)俸金地包1電工無迪欄乘導(dǎo)體至建筑翊4筑物頂 郡之間27002800瀾031003400350040050007500dl平行前不同時(shí)停電檢摩的無遮欄帝 用割分之間工常用部分與建筑鞫、的建物的邊浩都分之間1220

10、0uod240026002900占啦提3150058005.3 施工、運(yùn)行和檢修的要求配電裝置的設(shè)計(jì)要考慮現(xiàn)場施工的便利，結(jié)構(gòu)在滿足安全運(yùn)行的 前提下應(yīng)該盡量予以簡化，并考慮構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化和工廠化，減少架構(gòu) 類型以節(jié)省三材、縮短工期，同時(shí)配電裝置的施工工藝布置設(shè)計(jì)應(yīng)考 慮土建施工誤差，確保電氣安全距離的要求，分期建設(shè)和擴(kuò)建過渡的 便利也是配電裝置的設(shè)計(jì)必須考慮在運(yùn)行中應(yīng)考慮各級電壓配電裝置之間，以及它們和各種建筑物 之間的距離和相對位置，應(yīng)按最終規(guī)模統(tǒng)籌規(guī)劃，充分考慮運(yùn)行的安 全和便利。在檢修工作中應(yīng)充分考慮檢修中人員及具體檢修作業(yè)對于 安全的影響，以保證人員和檢修機(jī)械在保證足夠安全凈距的情況下

11、的 作業(yè)方便。6 .屋外配電裝置6.1 屋外配電裝置的分類及特點(diǎn)根據(jù)電氣設(shè)備和母線布置的高度，屋外配電裝置可分為中型配電 裝置、高型配電裝置和半高型配電裝置。(1)中型配電裝置中型配電裝置是將所有電氣設(shè)備都安裝在同一水平面內(nèi)，并裝在一定高度的基礎(chǔ)上，母線所在的水平面稍高于電氣設(shè)備所在的水平 面，母線和電氣設(shè)備均不能上、下重疊布置。(2)高型配電裝置高型配電裝置是將一組母線及隔離開關(guān)與另一組母線及隔離開 關(guān)上下重疊布置的配電裝置。(3)半高型配電裝置半高型配電裝置是將母線置于高一層的水平面上，與斷路器、電 流互感器、隔離開關(guān)上下重疊布置6.2 屋外配電裝置的選型(1)中型配電裝置。一般用在非高產(chǎn)

12、農(nóng)田地區(qū)及不占良田和土石方 工程量不大的地方，宜在地震烈度較高的地區(qū)采用。(2)高型配電裝置。一般在下列情況宜采用高型： 配電裝置設(shè)在 高產(chǎn)農(nóng)田或地少人多的地區(qū)； 由于地形條件的限制，場地狹窄或 需要大量開挖、回填土石方的地方； 原有配電裝置需要改建或擴(kuò) 建，而場地受到限制。在地震烈度較高的地區(qū)不宜采用高型。高型配 電裝置適用于220kv電壓等級。(3)半高型配電裝置。適用于110kv電壓等級。6.3 屋外配電裝置的布置原則(1)母線及構(gòu)架屋外配電裝置的母線有軟母線和硬母線兩種。 軟母線可選用較大 的檔距，但一般不超過三個(gè)間隔寬度，硬母線常用的有矩形和管形。 矩形母線用于35kv及以下配電裝置

13、，管形則用于110kv及以上的配 電裝置。屋外配電裝置的構(gòu)架，可用型鋼或鋼筋混凝土制成。(2)電力變壓器電力變壓器外殼不帶電，故采用落地布置，安裝在變壓器基礎(chǔ)上。 變壓器基礎(chǔ)一般制成雙梁形并鋪以鐵軌， 軌距等于變壓器的滾輪中心 距。(3)高壓斷路器按照斷路器在配電裝置中所占據(jù)的位置，可分為單列、雙列和三列布置。斷路器有低式和高式兩種布置。低式布置的斷路器安裝在 0.51m的混凝土基礎(chǔ)上，在中型配電裝置中，斷路器和互感器多采 用高式布置(4)避雷器110kv及以上的閥型避雷器多落地安裝在 0.4m的基礎(chǔ)上。磁吹 避雷器及35kv閥型避雷器一般采用高式布置。(5)隔離開關(guān)和互感器隔離開關(guān)和互感器均

14、采用高式布置，其要求與斷路器相同。(6)電纜溝屋外配電裝置中電纜溝的布置，應(yīng)使電纜所走的路徑最短。(7)道路為了運(yùn)輸設(shè)備和消防的需要，應(yīng)在主要設(shè)備近旁鋪設(shè)行車道路。7 .升壓配電裝置平面布置圖的設(shè)計(jì)7.1 設(shè)計(jì)思路我們根據(jù)風(fēng)電場電氣系統(tǒng)教材里面的設(shè)計(jì)方法和電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊相關(guān)知識，為了滿足施工、運(yùn)行和檢修的要求，配電裝置的設(shè)計(jì) 要求，安全凈距的要求以及經(jīng)濟(jì)性考慮， 針對升壓配電裝置的配電和布置計(jì)算出了安全凈距電氣設(shè)備的布置位置， 之后畫出升壓站配電裝 置平面布置圖。7.2 設(shè)計(jì)過程升壓站配電裝置配送的是從變壓器高壓側(cè)出來的110kv電壓等級，根據(jù)要求，在110kv配電裝置中，在地震烈度低于 8

15、度的地區(qū)， 采用戶外支持式管母線，中型配電裝置方案。該方案具有架構(gòu)簡單， 運(yùn)行維護(hù)方便，布置清晰，剛才耗量少等優(yōu)點(diǎn)。我們采用屋外配電方 式，由屋外配電裝置的安全凈距表可以得出以下數(shù)據(jù)：a1=1000mma2=1100mmb1=1750mmb2=1100mmc=3500mmd=3000mm設(shè)計(jì)采用架構(gòu)、斷路器、隔離開關(guān)、電路互感器、電壓互感器、避雷器和避雷針、端子箱等電氣設(shè)備。再通過母線將電能分配出去， 然后根據(jù)設(shè)計(jì)說明書給出的數(shù)據(jù)，確定進(jìn)出線回路數(shù)，將其連接成完 整的回路。查找電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊一一關(guān)于35-500kv中型配電裝置的有關(guān)尺寸中的表5-1可得110kv配電裝置的有關(guān)尺寸，如下表所示

16、110kv配電裝置的有關(guān)尺寸列表（mm項(xiàng)目弧垂線間距離架構(gòu)高度架構(gòu)寬度母線進(jìn)出線口型母線架門型母線架進(jìn)出線架母線架進(jìn)出線架雙層架口型母線架門型母線架進(jìn)出線架110kv電壓等級有關(guān)尺寸900-1100900-110030002200220073001000013000600080008000項(xiàng)目架構(gòu)至電流互感器電流互感器至斷路器斷路器至電纜溝電纜溝至隔離開關(guān)110kv電壓等級有關(guān)尺寸2500200017001500確定好安全凈距和各種電氣設(shè)備之后， 我們開始用autocad®行畫圖，按照具體的尺寸進(jìn)行縮放之后，畫出配電裝置的平面布置圖。在用autocad繪制平面圖時(shí)，我先將各電氣設(shè)備按

17、照一定的比例畫 出，再講他們定義成塊，這樣下次用的時(shí)候可以直接插入塊，這樣簡 化畫圖的過程，可以很方便快捷的畫出平面圖，之后再圖中測量出具 體尺寸，然后再修改哦為自己所需要的尺寸，繪出最終的平面圖。7.3 設(shè)計(jì)結(jié)果由autocad各配電裝置平面布置圖畫出，再根據(jù)選擇的尺寸將實(shí) 際尺寸標(biāo)注在圖上，得到了下面的設(shè)計(jì)圖。響氣土接戰(zhàn)（方案a3升壓站配電裝置平面布置圖方明.上畝甲珊所康布幽電氣調(diào)番號費(fèi)電黠聯(lián)送 詼存五酢牛，h才畫存可斯月e.電氣贈與變里玷帝iq1配百可同縣倬石相現(xiàn) 所謂鸛室外電附的布宜亦可?u具體情況理明次 廬韭號正日.春芭1 i 位4dl 三即oo0 02皿3"0 ¥

18、;日中ikstt 0*5*d0事修 團(tuán) ufw口 r*i*11 s+itf 4岬出理1六工通十處尋雨主（戶*3升三站比本等r平巨也聲片®s用用胃肥隼清詈nsi句置圖再拿ew甑用jim叫羊牛於怵bm8 .課程設(shè)計(jì)小結(jié)作為此次課程設(shè)計(jì)電氣部分的小組長， 我感覺挺累的，剛開始很 多東西別人不會，我也不會，然后別的同學(xué)就都會來問我該怎么做，所以我只能比他們要多看課本和查很多其他的相關(guān)資料，比如說電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊、電氣設(shè)備選擇、風(fēng)電場電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化等資料，信息 很多，然后告訴他們該怎么做，有時(shí)候還得經(jīng)常跑去打印資料什么的， 覺得挺辛苦的，不過經(jīng)過兩周的課程設(shè)計(jì)之后，我感覺學(xué)到了很多東 西，不僅鞏固了書本上的知識，還學(xué)到了很多書本上沒