課程設(shè)計(jì)kV變電站電氣主接線及配電裝置平面布置圖的設(shè)計(jì)

1、電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)電力系統(tǒng)方向課程設(shè)計(jì)任務(wù)書和指導(dǎo)書題目： 110kV變電站電氣主接線及配電裝置平面布置圖的設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師：江靜電氣主接線及配電裝置平面布置圖課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目： 110kV變電站電氣主接線及配電裝置平面布置圖的設(shè)計(jì)一、課程設(shè)計(jì)的目的要求使學(xué)生鞏固和應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，初步掌握部分工程設(shè)計(jì)基本方法及基本技能。二、題目：110kV變電所電氣主接線設(shè)計(jì)三、已知資料為滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，根據(jù)有關(guān)單位的決定新建1座降壓變電氣。原始資料：1變電所的建設(shè)規(guī)模類型：降壓變電氣最終容量和臺(tái)數(shù)：2×31500kVA：年利用小時(shí)數(shù)：4000h。2電力系統(tǒng)與本所連接情況該變電所在電力系統(tǒng)中的地

2、位和作用：一般性終端變電所；該變電所聯(lián)入系統(tǒng)的電壓等級(jí)為110kV，出線回路數(shù)2回，分別為18公里與電力系統(tǒng)相連;25公里與裝機(jī)容量為100MW的水電站相連。電力系統(tǒng)出口短路容量：2800 MVA；3、電力負(fù)荷水平高壓10 kV負(fù)荷24回出線，最大輸送2MW，COS0.8，各回出線的最小負(fù)荷按最大負(fù)荷的70計(jì)算，負(fù)荷同時(shí)率取0.8，COS0.85，Tmax4200小時(shí)/年；24回中含預(yù)留2回備用；所用電率14、環(huán)境條件該所位于某鄉(xiāng)鎮(zhèn)，有公路可達(dá)，海拔高度為86米，土壤電阻系數(shù)2.5×104.cm，土壤地下0.8米處溫度20；該地區(qū)年最高溫度40，年最低溫度10，最熱月7月份其最高氣溫

3、月平均34.0，最冷月1月份，其最低氣溫月平均值為1；年雷暴日數(shù)為58.2天。四、設(shè)計(jì)內(nèi)容1、設(shè)計(jì)主接線方案確定主變臺(tái)數(shù)、容量和型式接線方案的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，確定最佳方案確定所用變臺(tái)數(shù)及其備用方式。2、計(jì)算短路電流3、選擇電氣設(shè)備4、繪制主接線圖5、繪制屋內(nèi)配電裝置圖6、繪制屋外配電裝置平斷面圖五、設(shè)計(jì)成果要求1、設(shè)計(jì)說(shuō)明書1份編寫任務(wù)及原始資料編寫任務(wù)及原始資料確定主變壓器臺(tái)數(shù)、容量和型式確定主接線方案（列表比較）計(jì)算短路電流（包括計(jì)算條件、計(jì)算過(guò)程、計(jì)算成果）選擇高壓電氣設(shè)備（包括初選和校驗(yàn)，并列出設(shè)備清單）。2、變電站電氣主接線圖1份采用75×50 cm方格紙，圖形符號(hào)必須按國(guó)

4、家標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)繪制，并有圖框和標(biāo)簽框，字體采用仿宋體字，用鉛筆繪圖和書寫。接線按單線圖繪制，僅在局部設(shè)備配置不對(duì)稱處繪制三線圖，零線繪成虛線。在主母線位置上注明配電裝置的額定電壓等級(jí)，在相應(yīng)的方框圖上標(biāo)明設(shè)備的型號(hào)、規(guī)范。3、屋內(nèi)10kV配電裝置圖1份采用75×50 cm方格紙，圖形符號(hào)必須按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)繪制，并有圖框和標(biāo)簽框，字體采用仿宋體字，用鉛筆繪圖和書寫。該圖應(yīng)能顯示開關(guān)柜的排列順序、各柜的接線方案編號(hào)、柜內(nèi)的一次設(shè)備內(nèi)容（數(shù)量的規(guī)格）及其連接，設(shè)備在柜內(nèi)的大致部位，以及走廊的大致走向等。4、屋外110kV配電裝置平斷面圖1份采用75×50 cm方格紙，圖形符號(hào)必須按國(guó)

5、家標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)繪制，并有圖框和標(biāo)簽框，字體采用仿宋體字，用鉛筆繪圖和書寫。該圖應(yīng)能顯示各主要設(shè)備的布置位置及走廊的大致走向等。5、編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書及計(jì)算書六 、日程安排第一天：布置任務(wù)、介紹電氣設(shè)備選擇第二天：電氣主接線最佳方案的確定第三天：短路電流計(jì)算第四、五天：電氣設(shè)備選擇第六天：繪制電氣主接線圖第七天：繪制10kV配電裝置訂貨圖第八天：繪制110kV配電裝置平面布置圖第九天：繪制110kV戶外配電裝置斷面圖第十天：整理設(shè)計(jì)說(shuō)明書、考核電氣主接線及配電裝置平面布置圖課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書第一節(jié) 電氣主接線方案設(shè)計(jì)一、主接線方案設(shè)計(jì)所需原始資料設(shè)計(jì)主接線方案時(shí)，首先需要了解原始資料：（一） 水能資料包括水

6、電站的裝機(jī)臺(tái)數(shù)和容量，年裝機(jī)利用小時(shí)數(shù)、調(diào)節(jié)性能、開發(fā)形式等。（二）電力系統(tǒng)資料1 水電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用；2 電力系統(tǒng)的情況和參數(shù)；3 與電力系統(tǒng)的耦合方式；4 負(fù)荷的性質(zhì)、重要程度、供電容量和輸電距離；5 廠用電的情況；（三） 氣象情況包括選擇電氣設(shè)備所需的各種溫度等大氣條件等（四） 其它有關(guān)資料包括配電裝置型式，各主要設(shè)備的保護(hù)方式等。二、主變壓器型式、臺(tái)數(shù)和容量的確定三、電氣主接線方案的確定 （一）電氣主接線的基本形式 （二）電氣主接線方案的技術(shù)比較 根據(jù)任務(wù)書所列的已知資料，先擬出幾個(gè)可能的電氣主接線方案，先進(jìn)行粗略的技術(shù)比較，篩選出23個(gè)滿足供電可靠性和電能質(zhì)量等要求的接線

7、方案。最后進(jìn)一步進(jìn)行較詳細(xì)的技術(shù)比較，確定出最佳方案。 技術(shù)比較一般從以下幾個(gè)方面論證，分析其優(yōu)缺點(diǎn)：1 技術(shù)上的選擇與靈活性；2 供電的可靠性；3 運(yùn)行的安全性；4 維護(hù)、檢修方便以及布置的合理性；5 繼電保護(hù)的簡(jiǎn)化、適應(yīng)運(yùn)行人員的技術(shù)水平；6 電氣設(shè)備的制造問(wèn)題、就地取材問(wèn)題、占地面積問(wèn)題等。四、廠用電器 （一）廠用變壓器的臺(tái)數(shù)和容量 1臺(tái)數(shù)：有地區(qū)外來(lái)電源作備用或裝機(jī)容量較小時(shí)，可采用一臺(tái)，否則骨干電站應(yīng)考慮兩臺(tái)； 2備用方式：采用暗備用方式，若采用油浸式變壓器，每臺(tái)容量按70%計(jì)算容量選擇；若采用干式變壓器，則每臺(tái)容量按100%計(jì)算容量選擇。（二）廠用電源的引接原則1 有母線的電氣主接

8、線，從電壓等級(jí)較低的母線上引接廠用電源；2 無(wú)母線的電氣主接線，可從發(fā)電機(jī)變壓器之間分支上引接廠用電源。（三）廠用電母線的接線方式按廠用變臺(tái)數(shù)進(jìn)行分段或不分段，但必須裝設(shè)備用電源自動(dòng)投入裝置（BZT）。第二節(jié) 短路電流計(jì)算及電氣設(shè)備選擇一、 電氣設(shè)備的配置：（一） 開關(guān)電器的配置原則每一回路須有操作電器、保護(hù)和隔離電器。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求及已知資料，在選定的電氣主接線方案草圖上配置開關(guān)電器時(shí)應(yīng)考慮以下問(wèn)題：1 35KV屋外配電裝置管理開關(guān)帶接地刀閘問(wèn)題根據(jù)不同電氣主接線具體情況需要，從檢修、試驗(yàn)的安全角度出發(fā)，在隔離開關(guān)，在隔離開關(guān)的一側(cè)或雙側(cè)裝設(shè)接地刀閘。2 接在主母線上的閥型避雷器與電壓

9、互感器合用一組隔離開關(guān)。3 廠用變壓器高壓側(cè)一般采用熔斷器作為操作、保護(hù)電器。（二） 互感器的配置互感器的配置應(yīng)充分滿足保護(hù)及自動(dòng)裝置、測(cè)量、同期以及絕緣監(jiān)察的需要。（三） 其它1 設(shè)備之間的連接方式一般采用母線連接，當(dāng)布置有困難時(shí)采用電力電纜連接。2 防雷保護(hù)即侵入波過(guò)電壓的保護(hù)3 通訊問(wèn)題二、 短路計(jì)算條件在短路電流計(jì)算之前，應(yīng)先確定短路計(jì)算條件，包括以下內(nèi)容：1 計(jì)算電路圖的確定（1） 系統(tǒng)容量及電抗的確定（已知系統(tǒng)部分參數(shù)時(shí)）；（2） 最大運(yùn)行方式的確定；（3） 短路計(jì)算點(diǎn)的確定。2 短路計(jì)算時(shí)間的確定三、 短路電流的計(jì)算1 根據(jù)電氣設(shè)備選擇的需要，短路電流應(yīng)計(jì)算下列參數(shù)：I、Izt

10、、 Izt/2、ich和 Ich 。2 短路電流計(jì)算步驟：（1） 選取基準(zhǔn)Sj，Uj=Up，計(jì)算各元件電抗標(biāo)么值，并繪制等值電路圖（2） 網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)，求各電源到短路點(diǎn)的綜合電抗（3） 短路電流計(jì)算四、 電氣設(shè)備選擇主要選擇下列設(shè)備：各電壓級(jí)匯流主母線、斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器、互感器、電力電纜、回路載流導(dǎo)體及絕緣子等。并對(duì)所選設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)。第三節(jié) 安裝接線圖安裝接線圖是二次接線的主要施工圖，也是提供廠家制造屏和柜的圖紙。施工圖經(jīng)過(guò)施工和運(yùn)行檢修并修正后，就成為對(duì)二次回路進(jìn)行維護(hù)、試驗(yàn)和檢修的基本圖紙。安裝接線圖一般包括屏面布置圖、端子排圖、屏背面接線圖三種。本設(shè)計(jì)是要求根據(jù)已知的二次原理展開圖及

11、所選用的設(shè)備，設(shè)計(jì)相應(yīng)的屏內(nèi)設(shè)備的屏面布置圖，然后再由原理展開圖及屏面布置圖，設(shè)計(jì)出端子排圖。最后根據(jù)以上三種圖紙?jiān)O(shè)計(jì)屏背面接線圖。一、屏面布置圖屏面布置圖是加工、制造屏、臺(tái)、盤和安裝屏、臺(tái)、盤上設(shè)備的依據(jù)。屏、臺(tái)、盤上各設(shè)備的排列、布置系根據(jù)運(yùn)行操作的合理性并適當(dāng)考慮到維護(hù)和施工的方便而決定的，必須按照設(shè)備尺寸和設(shè)備之間的距離及一定的比例進(jìn)行繪制。二、端子排圖端子排圖是表示屏、臺(tái)、盤內(nèi)需要裝設(shè)端子排的數(shù)目、型式、排列順序、位置，以及它與屏臺(tái)排上設(shè)備和屏、臺(tái)、盤外設(shè)備連接情況的圖紙。端子排土實(shí)際是屏背面接線圖的一個(gè)組成部分，它主要是表示屏內(nèi)設(shè)備與屏外設(shè)備的連接（電纜）情況。三、屏背面接線圖屏背

12、面接線圖是以屏面接線圖為基礎(chǔ)，并以原理接線圖為依據(jù)而繪制的接線圖，它標(biāo)明了屏上各個(gè)設(shè)備引出端子之間的連接情況，以及設(shè)備與端子之間的連接情況，它是一種指導(dǎo)屏上配線的圖紙。為了配線工作及識(shí)圖的方便，在這種接線圖中，對(duì)各設(shè)備和端子排一般都增加了一種采用“相對(duì)編號(hào)法”進(jìn)行的編號(hào)，用以說(shuō)明這些設(shè)備相互連接的關(guān)系。例如，甲接線柱上標(biāo)了乙接線柱的編號(hào)，乙接線柱上標(biāo)上甲接線柱的編號(hào)，這表明甲和乙兩接線柱之間應(yīng)連接起來(lái)。第四節(jié) 配電裝置布置圖配電裝置是電氣一次接線的工程實(shí)施，是發(fā)電廠及變電站的重要組成部分。它是按電氣主接線的要求，由開關(guān)電器、載流導(dǎo)體和必要的輔助設(shè)備所組成的電工建筑物，在正常情況下用來(lái)接受和分配

13、電能；發(fā)生事故時(shí)能迅速切斷故障部分，以恢復(fù)非故障部分的正常工作。一、繪制屋內(nèi)配電裝置訂貨圖屋內(nèi)配電裝置訂貨圖是廠家根圖形進(jìn)設(shè)計(jì)、訂貨、安裝的重要資料，廠家將根據(jù)訂貨圖進(jìn)行具體的配料。二、屋內(nèi)配電裝置布置圖將屋內(nèi)配電裝置如成套開關(guān)柜合理地布置的屋內(nèi)。三、屋外配電裝置平、斷面圖將屋外配電裝置布置合理在屋外的場(chǎng)地進(jìn)行布置，即應(yīng)滿足對(duì)安全距離的要求，又應(yīng)節(jié)約用地。第五節(jié) 設(shè)計(jì)成果一、繪制水電站電氣主接線圖1 采用75×50cm方格紙，圖形符號(hào)必須按國(guó)家新標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)繪制，并有圖框和標(biāo)題欄，字體應(yīng)采用仿宋體字，用鉛筆繪圖和書寫。2 接線按單線圖繪制，僅在局部設(shè)備配置不對(duì)稱處繪制三線圖，零線繪成虛線。3 在主母線位置上注明配電裝置的額定電壓等級(jí)，在相應(yīng)的方框圖上表明設(shè)備的型號(hào)、規(guī)格。二、繪制屋內(nèi)配電裝置配置圖1 采用50×375cm方格紙繪制。2 設(shè)備的型號(hào)、規(guī)格和數(shù)量采用列表的形式。三、繪制35kV屋外配電裝置平斷面圖1 兩張圖分別采用75×50cm和75×50cm圖紙繪制。2 屋外配