60KV／10KV變電所初步設(shè)計

1、遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué)建筑配電與照明課程設(shè)計（論文）題目： 60KV10KV變電所初步設(shè)計 院（系）： 軟件科學(xué)與工程學(xué)院 專業(yè)班級： 樓宇智能化工程設(shè)計 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 巴金祥 教師職稱： 副教授 起止時間： 13-11-9至11-22 課程設(shè)計（論文）任務(wù)及評語院（系）：軟件學(xué)院 教研室：電氣學(xué) 號學(xué)生姓名專業(yè)班級課程設(shè)計（論文）題目60KV10KV變電所初步設(shè)計課程設(shè)計（論文）任務(wù)1) 負荷計算2) 無功補償方案確定3) 變壓器臺數(shù)及容量的確定4) 根據(jù)電源及負荷情況確定主接線方案5) 短路計算6) 電氣設(shè)備選擇與校驗7) 繼電保護和自動裝置的規(guī)劃設(shè)計8) 防雷與接地設(shè)

2、計9) 繪制相關(guān)圖紙指導(dǎo)教師評語及成績平時考核： 設(shè)計質(zhì)量： 論文格式： 總成績： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日目 錄第1章 課程設(shè)計目的與要求11.1 課程設(shè)計目的11.2 課程設(shè)計的預(yù)備知識11.3 課程設(shè)計要求1第2章 課程設(shè)計內(nèi)容2第3章 課程設(shè)計總結(jié)9參考文獻10第1章 課程設(shè)計目的與要求1.1 課程設(shè)計目的本畢業(yè)設(shè)計課題主要綜合訓(xùn)練學(xué)生運用供配電技術(shù)、高低壓電器技術(shù)、建筑電氣等專業(yè)知識，完成60kV/10kV變電所的擴大初步設(shè)計，力求做到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全可靠。培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、獨立收集資料、獨立設(shè)計的能力；培養(yǎng)分析、總結(jié)及撰寫技術(shù)報告的能力。1.2課程設(shè)計的預(yù)備知識熟悉供配電

3、技術(shù)、高低壓電器技術(shù)等課程的相關(guān)知識。1.3 課程設(shè)計要求按課程設(shè)計指導(dǎo)書提供的課題，根據(jù)第下表給出的基本要求及參數(shù)獨立完成設(shè)計，課程設(shè)計說明書應(yīng)包括以下內(nèi)容：1）文中的要語言簡練通順，圖表規(guī)范正確2）文中的圖形和符號盡量采用IEE標準3）課程設(shè)計論文在4000字左右4）課程設(shè)計論文內(nèi)容完整、字跡工整、圖表整齊規(guī)范、數(shù)據(jù)詳實5）課程設(shè)計論文應(yīng)按學(xué)院的統(tǒng)一要求格式打印裝訂成冊設(shè)計技術(shù)參數(shù)工作量工作計劃1、 兩路60電源，架空線引進。、出口線路共回，采用架空線或電纜由設(shè)計者決定。具體參數(shù)和要求見原始資料。1負荷計算。2無功補償方案確定。變壓器臺數(shù)及容量的確定。根據(jù)電源及負荷情況確定主接線方案短路計

4、算。電氣設(shè)備選擇與校驗繼電保護規(guī)劃設(shè)計自動裝置的規(guī)劃設(shè)計防雷與接地設(shè)計繪制電路圖。第一周：周一：收集資料。周二：負荷計算周三：無功補償方案確定。周四：變壓器臺數(shù)及容量的確定。周五：確定主接線方案第二周：周一：短路計算周二：電氣設(shè)備選擇與校驗周三：繼電保護規(guī)劃設(shè)計。周四：防雷與接地設(shè)計周五：總結(jié)并撰寫說明書。第2章 課程設(shè)計內(nèi)容2.1 原始資料變電所10KV各用戶負荷情況由下表給出。用戶名稱最大負荷（kw）cos回路數(shù)附注Tmax(h)紅旗機械廠30000.82有重要負荷5000農(nóng)機廠20000.82有重要負荷5000電視機廠20000.82有重要負荷5500農(nóng)電一號15000.81類負荷400

5、0農(nóng)電二號15000.81類負荷4000市區(qū)一號15000.82有重要負荷4500市區(qū)二號20000.82有重要負荷4500市區(qū)三號20000.81類負荷4500食品廠15000.81類負荷5000負荷的同時系數(shù)取0.9，有功負荷率取0.75；無功負荷率取0.8。要求變電所的平均功率因數(shù)補償?shù)?.9以上。動力支路負荷計算： 母線有功計算負荷： 無功計算負荷：最大運行方式：2.2無功補償方案的確定 無功補償應(yīng)根據(jù)就地平衡和便于調(diào)整電壓的原則進行配置，采用集中補償?shù)姆绞?，集中安裝在變電所內(nèi)有利于控制電壓水平。向電網(wǎng)提供可調(diào)節(jié)的容性無功。以補償多余的感性無功，減少電網(wǎng)有功損耗和提高電壓。以下是本變電

6、所無功補償容量及計算負荷： 補償前： 取=0.75，=0.8，則補償前的平均功率因數(shù) = 補償后功率因數(shù)提高到，所需電容器的無功補償容量為： = =1616.527 補償后的供電系統(tǒng)的計算負荷為： 2.3變壓器臺數(shù)及容量的確定為保證供電可靠性，變電站一般裝設(shè)三臺主變，當只有一個電源或變電站可由低壓側(cè)電網(wǎng)取得備用電源給重要負荷供電時，可裝設(shè)一臺或兩臺。本設(shè)計變電站用戶有多個重要負荷故設(shè)置三回電源進線，且低壓側(cè)電源只能由這三回進線取得，故選擇三臺主變壓器。變壓器容量的選取，要根據(jù)各個廠用電性質(zhì)的不同，分別統(tǒng)計出各類用電設(shè)備的額定功率(自然功率因數(shù)不同的設(shè)備，分別統(tǒng)計)再根據(jù)它們各自的同時率和效率的

7、不同，計算出電力需求容量。一般可按下式計算：變壓器容量同時率是指同一時間用電設(shè)備的實際容量占總額定容量的百分比。根據(jù)計算結(jié)果，并考慮到今后的發(fā)展會地，選擇靠近國家標準系列容量的變壓器。變電站主變壓器容量一般按建站后510年的規(guī)劃負荷考慮，并按其中一臺停用時其余變壓器能滿足變電站最大負荷的50%70%（35110KV變電站為60%），或全部重要負荷選擇。即 式中 N變壓器主變臺數(shù)2.4根據(jù)電源及負荷情況確定主線方案 為了在輸電過程中輸電出現(xiàn)問題容易解決方便安裝，因此選用架空線為主要輸電線路，具體安裝要求如下：接線方案：2.5短路計算 電路短路后，其阻抗值比正常負荷時電路的阻抗值小得多，因此短路電

8、流往往比正常負荷電流大許多倍。在大容量電力系統(tǒng)中，短路電流可高達幾萬安培或幾十萬安培。如此大的短路電流對電力系統(tǒng)將產(chǎn)生極大的危害。由此可見，短路的后果是非常嚴重的，因此供電系統(tǒng)在設(shè)計、安裝和運行中，都應(yīng)該盡力設(shè)法消除引起短路故障的一切因素。在發(fā)電廠和變電所的電氣設(shè)計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。其計算的目的主要有以下幾方面： (1)在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進行必要的短路電流計算。 (2)在選則電氣設(shè)備時，為了保證設(shè)備在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進行全面的短路電流計算。例如：

9、計算菜一時刻的短路電流有效值，用以校驗開關(guān)設(shè)備的開斷能力和確定電抗器的電抗值；計算短路后較長時間短路電流有效值，用以校驗設(shè)備的熱穩(wěn)定；計算短路電流沖擊值，用以校驗設(shè)備動穩(wěn)定。(3)在設(shè)計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件校驗軟導(dǎo)線的相間和相對地的安全距離。 (4)在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。 (5)接地裝置的設(shè)計，也需用短路電流。利用標幺值法來計算短路電流如下圖，求變電所10KV高壓母線上（K-1點）和0.4kV低壓母線上（K-2點）短路的三相短路電流和短路容量。（1）確定基準值 （2）確定短路回路中各元件電抗標幺值 電力系統(tǒng)（）=100/500=0.2

10、架空線路（W1）（） =0.38 電纜線路（）（） = 電力變壓器（） =（4）求K-1點的短路回路總電抗標幺值和三相短路電流和三相短路容量 總電抗標幺值 三相短路電流周期分量的有效值（） = 三相短路容量（）=100/1.924=52.0MVA （5）求（K-2）點的短路回路總電抗標幺值和三相短路電流，三相短路容量 總電抗標幺值 三相短路電流周期分量的有效值（） =144/6.42=22.43kA 三相短路容量（） =100/6.42=15.54MVA 三相短路沖擊電流；最大有效值=1.84 =1.092.6電氣設(shè)備選擇與校驗除需滿足各項技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮便于安裝調(diào)試的運行維護，

11、并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后才能確定。斷路器的選擇及效驗條件如下：Uzd±Ug；IeIg;I2.t動穩(wěn)定效驗iceidf隔離開關(guān)的主要用途：隔離電壓，在檢修電氣設(shè)備時，用隔離開關(guān)將被檢修的設(shè)備與電源電壓隔離，以確保檢修的安全。道閘操作，投入備用母線或旁路母線以及改變運行方式時，常用隔離開關(guān)配電斷路器，協(xié)同操作來完成。分、合小電流。隔離開關(guān)的主要用途：隔離電壓，在檢修電氣設(shè)備時，用隔離開關(guān)將被檢修的設(shè)備與電源電壓隔離，以確保檢修的安全。倒閘操作，投入備用母線或旁路母線以及改變運行方式時，常用隔離開關(guān)配合斷路器，協(xié)同操作來完成。分、合小電流。隔離開關(guān)選擇和校驗原則是：UzdUg；IeIg；Ie2.

12、t.tI2.tichidf電流互感器的選擇電流互感器的選擇和配置應(yīng)按下列條件： 型式：電流互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。對于620kV屋內(nèi)配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器。對于35kV及以上配電裝置，一般采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨立式電流互感器。UzdUg；IeIg；校驗動穩(wěn)定2ImKemich校驗熱穩(wěn)定I2.teq（Im.kth）2.t2.7繼電保護和自動裝置的規(guī)劃設(shè)計繼電保護的設(shè)計任務(wù)主要是：根據(jù)供電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、接線方式及負荷性質(zhì)等條件，選定系統(tǒng)各元件(進線、變壓器、饋線等)的保護方式及各種保護裝置的配合方式，進行各保護裝置的整定計算及靈敏度校驗

13、，擬制出保護裝置的原理圖及施工接線圖，選擇所用繼電器及輔助裝置的型號，提出設(shè)備訂貨清單等。 保護裝置的相互配合是保證供電系統(tǒng)安全運行的重要因素。在各種不同運行方式下，各元件的保護裝置之間在靈敏度和動作時限上應(yīng)得到配合。所謂靈敏度配合就是保護范圍的配合，即在各種可能出現(xiàn)的運行方式下，裝在元件本側(cè)的帶時限動作的保護裝置的保護范圍，應(yīng)小于裝在相鄰元件上同它相配合的保護裝置的動作范圍。 為了保證保護裝置動作的選擇性，必須同時滿足靈敏度和動作時限相互配合的要求。只滿足某一方面都可能導(dǎo)致保護裝置的非選擇性動作。例如在圖81(a)中，保護裝置A的時限特性用虛線表示，保護裝置B的時限特性用實線表示；就圖中所示

14、情況而言，保護裝置A第三段的保護范圍小于保護裝置B第三段的保護范圍，即在靈敏度上已得到配合。但保護裝置A第三段的時限等于保護裝置B的第二段時限，即兩者在動作時限上沒有配合好，因此在D點發(fā)生短路故障時，保護裝置A與B將同時動作，不能保證選擇性。 2.8防雷與接地設(shè)計變電所的直擊雷保護過電壓保護可采用避雷針或避雷線。變電所的主廠房主控制室和配電裝置室一般不裝設(shè)直擊雷保護裝置。為保護其他設(shè)備而裝設(shè)的避雷針，不宜裝在獨立的主控制室和35kV及以下變電所的屋頂上。但采用鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等有屏蔽作用的建筑物的車間變電所可不受此限制。雷電話動特殊強烈地區(qū)的主廠房、主控制室和配電裝置室宜設(shè)直擊雷保護裝置

15、。 主廠房如裝設(shè)避直擊雷保護裝置或為保護其他設(shè)備而在主廠房上裝設(shè)避雷針，應(yīng)采取加強分流、裝設(shè)集中接地裝置、設(shè)備的接地點盡量遠離避雷針接地引下線的入地點、避雷針接地引下線盡量遠離電氣設(shè)備等防止反擊的措施，并宜在靠近避雷針的發(fā)電機出口處裝設(shè)一組旋轉(zhuǎn)電機閥式避雷器。主控制室、配電裝置室和35kV及以下變電所的屋頂上如裝設(shè)直擊雷保護裝置時，若為金屬屋頂或屋頂上有金屬結(jié)構(gòu)，則將金屬部分接地；若屋頂為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，則將其焊接成網(wǎng)接地；若結(jié)構(gòu)為非導(dǎo)電的屋頂時，則采用避雷帶保護，該避雷帶的網(wǎng)格為810m，每隔1020m設(shè)引下線接地。 上述接地引下線應(yīng)與主接地網(wǎng)連接，并在連接處加裝集中接地裝置。 峽谷地區(qū)的發(fā)

16、電廠和變電所宜用避雷線保護。 已在相鄰高建筑物保護范圍內(nèi)的建筑物或設(shè)備，可不裝設(shè)直擊雷保護裝置。 屋頂上的設(shè)備金屬外殼、電纜金屬外皮和建筑物金屬構(gòu)件均應(yīng)接地。2.9繪制相關(guān)圖紙 一層平面布置： 二層平面布置： 課程總結(jié)通過這次實訓(xùn)，使我對變電所有了更加深刻的了解，在做課設(shè)之前我們要對變電所有個初步的了解，要有一個清晰的思路和系統(tǒng)流程圖，在設(shè)計線路時，不能妄想一次把整個系統(tǒng)設(shè)計好，反復(fù)修改和不斷改進才是成功的必經(jīng)之路，一個系統(tǒng)的完美與否不僅僅是實現(xiàn)功能，而是讓人能看明白你的思路。在實習(xí)過程中遇到問題是很正常的，我們要仔細分析清楚，查閱資料，及時結(jié)局遇到的問題。這次設(shè)計，提高了我的動手和動腦能力，更讓我們體會到了理論與實踐相結(jié)合的