變電工程設(shè)計(jì)—課程設(shè)計(jì)

1、機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院變電工程設(shè)計(jì)變電工程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)變電工程設(shè)計(jì)任務(wù)書變電工程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、題目：終端變電所設(shè)計(jì)（或一、題目：終端變電所設(shè)計(jì)（或35/10kV)35/10kV)二、設(shè)計(jì)原始資料二、設(shè)計(jì)原始資料 1 1、變電所性質(zhì)、變電所性質(zhì) 該變電所處于系統(tǒng)末端，直接以該變電所處于系統(tǒng)末端，直接以10kV10kV線路供鎮(zhèn)辦線路供鎮(zhèn)辦企業(yè)、軍工廠以及農(nóng)業(yè)排灌和生活用電。企業(yè)、軍工廠以及農(nóng)業(yè)排灌和生活用電。 2 2、自然條件、自然條件 所區(qū)地勢(shì)平坦，海拔所區(qū)地勢(shì)平坦，海拔120120米，交通方便有公路經(jīng)過(guò)米，交通方便有公路經(jīng)過(guò)本所附近。最高氣溫本所附近。最高氣溫+40+40，最低氣溫，

2、最低氣溫-38-38，年平均，年平均氣溫氣溫2525，最大風(fēng)速，最大風(fēng)速25m/s,25m/s,覆冰厚度覆冰厚度10mm10mm，土壤電阻，土壤電阻率為黃粘土率為黃粘土60.m,60.m,雷電日雷電日3030，凍土深度為，凍土深度為1 1米，主導(dǎo)米，主導(dǎo)風(fēng)向夏南風(fēng)，冬西北風(fēng)。風(fēng)向夏南風(fēng)，冬西北風(fēng)。變電工程設(shè)計(jì)任務(wù)書變電工程設(shè)計(jì)任務(wù)書3 3、負(fù)荷資料、負(fù)荷資料 本變電所高壓側(cè)一回進(jìn)線與電力系統(tǒng)連接，由新本變電所高壓側(cè)一回進(jìn)線與電力系統(tǒng)連接，由新城一次變電所向本所供電，其供電距離為城一次變電所向本所供電，其供電距離為15km15km，10kV10kV側(cè)采用架空出線共側(cè)采用架空出線共6 6回，供電負(fù)

3、荷分別為：回，供電負(fù)荷分別為：區(qū)區(qū)1400kVA1400kVA；區(qū)區(qū)2000kVA2000kVA；區(qū)區(qū)1500kVA1500kVA；區(qū)區(qū)700kVA700kVA；區(qū)區(qū)900kVA900kVA；區(qū)區(qū)950kVA950kVA。6 6回出線的長(zhǎng)度分別為：回出線的長(zhǎng)度分別為：L L1 1=13km=13km， L L2 2=16km=16km，L L3 3=13km=13km，L L4 4=12km=12km，L L5 5=16km=16km，L L6 6=18km=18km。負(fù)荷年遞增率取。負(fù)荷年遞增率取5%5%，網(wǎng)損率取，網(wǎng)損率取10%10%，發(fā)展年，發(fā)展年限取限取5 5年，總的同時(shí)系數(shù)取年，總的

4、同時(shí)系數(shù)取0.8,0.8,最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為300030005000h5000h。變電工程設(shè)計(jì)任務(wù)書變電工程設(shè)計(jì)任務(wù)書系統(tǒng)系統(tǒng)15kmLGJ-120變變 電電 所所6 6回出線回出線L1L6區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)變電工程設(shè)計(jì)任務(wù)書變電工程設(shè)計(jì)任務(wù)書4 4、系統(tǒng)資料、系統(tǒng)資料Bd*minS100S470(MVA)X0.2129Bd*maxS100S190(MVA)S0.5261最大運(yùn)行方式最大運(yùn)行方式X X* *minmin=0.2129=0.2129最小運(yùn)行方式最小運(yùn)行方式X X* *maxmax=0.5261=0.5261根據(jù)系統(tǒng)要求，高低壓側(cè)繼電保護(hù)整定時(shí)間取為根據(jù)系統(tǒng)要求，高低壓

5、側(cè)繼電保護(hù)整定時(shí)間取為1.51.5秒。秒。變電工程設(shè)計(jì)任務(wù)書變電工程設(shè)計(jì)任務(wù)書三、設(shè)計(jì)內(nèi)容三、設(shè)計(jì)內(nèi)容1 1統(tǒng)計(jì)負(fù)荷確定負(fù)荷容量統(tǒng)計(jì)負(fù)荷確定負(fù)荷容量2 2確定變壓器容量和臺(tái)數(shù)（兩臺(tái)）確定變壓器容量和臺(tái)數(shù)（兩臺(tái)）3 3電氣主接線設(shè)計(jì)電氣主接線設(shè)計(jì)4 4短路電流計(jì)算短路電流計(jì)算5 5電氣設(shè)備選擇（與設(shè)計(jì)的主接線一致）電氣設(shè)備選擇（與設(shè)計(jì)的主接線一致） 高壓側(cè)：母線；斷路器（熔斷器）；隔離開關(guān)；高壓側(cè)：母線；斷路器（熔斷器）；隔離開關(guān)； 互感器；懸式絕緣子互感器；懸式絕緣子( (軟母線）；避雷器；軟母線）；避雷器； 所用變壓器等。所用變壓器等。 低壓側(cè)：母線；斷路器低壓側(cè)：母線；斷路器( (熔斷器熔

6、斷器););支柱絕緣子支柱絕緣子( (硬母硬母 線線) )；穿墻套管；避雷器；所用變壓器等。；穿墻套管；避雷器；所用變壓器等。變電工程設(shè)計(jì)任務(wù)書變電工程設(shè)計(jì)任務(wù)書7 7設(shè)計(jì)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)圖紙 電氣主接線圖；電氣主接線圖； 變電所電氣總平面布置接線圖；變電所電氣總平面布置接線圖； 室外配電裝置縱向斷面圖；室外配電裝置縱向斷面圖； 室外配電裝置橫向斷面圖。（室外配電裝置橫向斷面圖。（* *）6 6接地裝置計(jì)算接地裝置計(jì)算( (* *) )四、設(shè)計(jì)要求四、設(shè)計(jì)要求 1 1、說(shuō)明書、說(shuō)明書 2 2、計(jì)算書、計(jì)算書 3 3、圖紙、圖紙變電工程設(shè)計(jì)任務(wù)書變電工程設(shè)計(jì)任務(wù)書五、主要參考書五、主要參考書 1 1、教

7、材（各種有關(guān)教科書）；、教材（各種有關(guān)教科書）； 2 2、電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)； 3 3、變電所設(shè)計(jì)變電所設(shè)計(jì)； 4 4、工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)； 5 5、鋼鐵企業(yè)電力設(shè)計(jì)參考資料上下冊(cè)鋼鐵企業(yè)電力設(shè)計(jì)參考資料上下冊(cè)； 6 6、變電所設(shè)計(jì)有關(guān)圖紙。、變電所設(shè)計(jì)有關(guān)圖紙。設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟：*0B022BavBavSU/SU lxlxxxlx1 1、根據(jù)統(tǒng)計(jì)負(fù)荷確定負(fù)荷容量，其中要考慮損耗、根據(jù)統(tǒng)計(jì)負(fù)荷確定負(fù)荷容量，其中要考慮損耗、 發(fā)展年限和同時(shí)系數(shù)。發(fā)展年限和同時(shí)系數(shù)。(P67)(P67)2 2、確定變壓器容量和臺(tái)數(shù)（兩臺(tái)）；（、確定變壓器容量和臺(tái)數(shù)（兩臺(tái)）；（P

8、68P68）3 3、根據(jù)變電所和負(fù)荷的性質(zhì)設(shè)計(jì)主接線；、根據(jù)變電所和負(fù)荷的性質(zhì)設(shè)計(jì)主接線；4 4、選擇短路計(jì)算點(diǎn)，并計(jì)算短路電流；、選擇短路計(jì)算點(diǎn)，并計(jì)算短路電流； （1 1）求出各線路和變壓器的電抗標(biāo)幺值，然后畫）求出各線路和變壓器的電抗標(biāo)幺值，然后畫 出等效電路。出等效電路。線路電抗標(biāo)幺值線路電抗標(biāo)幺值：變壓器電抗標(biāo)幺值變壓器電抗標(biāo)幺值：*kBBNU %S100Sx設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟： （2 2）選擇短路計(jì)算點(diǎn)。）選擇短路計(jì)算點(diǎn)。 （3 3）根據(jù)等效電路計(jì)算短路計(jì)算點(diǎn)的短路電流，）根據(jù)等效電路計(jì)算短路計(jì)算點(diǎn)的短路電流， 包括最大運(yùn)行方式和最小運(yùn)行方式（投入一包括最大運(yùn)行方式和最小運(yùn)行方式（投

9、入一 臺(tái)變壓器臺(tái)變壓器) )的短路電流。的短路電流。 （4 4）列出下表。）列出下表。 運(yùn)行運(yùn)行方式方式短路短路點(diǎn)點(diǎn)阻抗標(biāo)阻抗標(biāo)幺值幺值Sd(MVA)Ich(kA)ich(kA)I(2)(kA)I(kA)I(kA)I0.2(kA)最最大大運(yùn)運(yùn)行行方方式式d1d8最最大大運(yùn)運(yùn)行行方方式式d1d8其中，其中，I= I= I0.2設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟： 由上表數(shù)據(jù)比較可知，最大運(yùn)行方式下的沖擊電流、由上表數(shù)據(jù)比較可知，最大運(yùn)行方式下的沖擊電流、短路電流均大于最小運(yùn)行方式的沖擊電流和短路電流，故短路電流均大于最小運(yùn)行方式的沖擊電流和短路電流，故按最大運(yùn)行方式對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行選擇、校驗(yàn)。按最大運(yùn)行方式對(duì)電氣設(shè)

10、備進(jìn)行選擇、校驗(yàn)。NOTE： 計(jì)算書中必須有全部的計(jì)算過(guò)程，然后列表匯總。計(jì)算書中必須有全部的計(jì)算過(guò)程，然后列表匯總。 把系統(tǒng)容量視為無(wú)窮大電源，這樣假設(shè)對(duì)于設(shè)備把系統(tǒng)容量視為無(wú)窮大電源，這樣假設(shè)對(duì)于設(shè)備 選擇校驗(yàn)是偏于保守的。選擇校驗(yàn)是偏于保守的。 無(wú)窮大電源的特點(diǎn)是短路電流周期分量不衰減，即無(wú)窮大電源的特點(diǎn)是短路電流周期分量不衰減，即: I= I= I0.2 取取r0=0，x0=0.4 /km，SB=100MVA,設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟：3I2BB1avS100I1.56(kA)3U337BB2avS100I5.5(kA)3U3 10.535kV35kV側(cè)的基準(zhǔn)電流：側(cè)的基準(zhǔn)電流： 10kV10

11、kV側(cè)的基準(zhǔn)電流側(cè)的基準(zhǔn)電流： I= I= I0.2，Ich=1.25I，ich=2.55I，I(2)=B1II (kA)x設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟：5 5、根據(jù)課程中所學(xué)的方法選出主接線中的每一個(gè)設(shè)、根據(jù)課程中所學(xué)的方法選出主接線中的每一個(gè)設(shè) 備，并進(jìn)行校驗(yàn)。備，并進(jìn)行校驗(yàn)。 NOTE：任務(wù)書沒(méi)有給出變電所的負(fù)荷，但因變?nèi)蝿?wù)書沒(méi)有給出變電所的負(fù)荷，但因變 電所負(fù)荷一般不太大，所以直接選用電所負(fù)荷一般不太大，所以直接選用 50kVA或或100kVA的變壓器。的變壓器。6、保護(hù)接地裝置的計(jì)算、保護(hù)接地裝置的計(jì)算 求出高壓側(cè)（求出高壓側(cè)（60kV或或35kV)要求的接地電阻；要求的接地電阻； 求出求出10

12、kV側(cè)要求的接地電阻；側(cè)要求的接地電阻； 求出所用電（求出所用電（380/220V)要求的接地電阻要求的接地電阻； 設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟： 3個(gè)電壓等級(jí)共用一個(gè)接地裝置，選用最小接地電個(gè)電壓等級(jí)共用一個(gè)接地裝置，選用最小接地電 阻。然后考慮到?jīng)]有自然接地體可利用，需計(jì)算阻。然后考慮到?jīng)]有自然接地體可利用，需計(jì)算 人工接地體的情況（根數(shù)），最后還要考慮在配人工接地體的情況（根數(shù)），最后還要考慮在配 電區(qū)是否要（每個(gè)電區(qū)是否要（每個(gè)10米）加均壓帶。米）加均壓帶。參考例參考例 題題P1387、畫出所要求的圖紙。、畫出所要求的圖紙。 設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院電氣河北農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院

13、電氣0901090135KV變電所變電所設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)者校校 核核電氣主接線圖電氣主接線圖指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師制圖人制圖人比比 例例日日 期期圖號(hào)圖號(hào)標(biāo)題欄標(biāo)題欄（18040 mm) (2cm) (3cm) (2cm) (3cm) (2.5cm) (5.5cm) 一個(gè)圈代表一個(gè)二次繞組，一個(gè)圈代表一個(gè)二次繞組，3 3個(gè)圈就代表有三個(gè)二個(gè)圈就代表有三個(gè)二 次繞組。次繞組。每個(gè)二次繞組可以有不同的變比，稱雙變比互感器，每個(gè)二次繞組可以有不同的變比，稱雙變比互感器， 以滿足保護(hù)和測(cè)量的要求。以滿足保護(hù)和測(cè)量的要求。二次繞組級(jí)別常見的有：二次繞組級(jí)別常見的有： 0.2s 0.2s級(jí)級(jí)用于計(jì)量；用于計(jì)量； 0.

14、5 0.5級(jí)級(jí)用于一般測(cè)量；用于一般測(cè)量； 3 3級(jí)級(jí)用于一般保護(hù)；用于一般保護(hù)； D D級(jí)級(jí)用于差動(dòng)保護(hù)；用于差動(dòng)保護(hù)； 1010級(jí)級(jí)用于大短路電流的保護(hù)。用于大短路電流的保護(hù)。關(guān)于電流互感器關(guān)于電流互感器變電站變壓器、出線電流互感器的配置及作用：變電站變壓器、出線電流互感器的配置及作用： 出線一般三組，用于保護(hù)，測(cè)量，計(jì)量。出線一般三組，用于保護(hù)，測(cè)量，計(jì)量。 若只有兩若只有兩 組，那么測(cè)量和計(jì)量可以串聯(lián)，用一組互感器。組，那么測(cè)量和計(jì)量可以串聯(lián)，用一組互感器。 線路不配差動(dòng)保護(hù)。差動(dòng)是專門保護(hù)變壓器的。線路不配差動(dòng)保護(hù)。差動(dòng)是專門保護(hù)變壓器的。 高后備一般也出三組，管普通過(guò)流保護(hù)、差動(dòng)保

15、護(hù)、高后備一般也出三組，管普通過(guò)流保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)、 和測(cè)量。和測(cè)量。 低后備一般也出三組，管普通過(guò)流保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)和低后備一般也出三組，管普通過(guò)流保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)和 測(cè)量。若有計(jì)量要求，可以與測(cè)量公用一組互感器。測(cè)量。若有計(jì)量要求，可以與測(cè)量公用一組互感器。 電壓互感器的配置原則第一，第一，應(yīng)滿足測(cè)量、保護(hù)、同期和自動(dòng)裝置 的要求；第二，第二，保證在運(yùn)行方式改變時(shí)，保護(hù)裝置不 失壓、同期點(diǎn)兩側(cè)都能方便地取壓。 母線母線 6220kV電壓級(jí)的每組主母線的三相 上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器，旁路母線則視 回路出線外側(cè)裝設(shè)電壓互感器的需要 而確定。 通常作如下配置：通常作如下配置： 330500kV電壓級(jí)的電壓互感器配置電壓級(jí)的電壓互感器配置 雙母線接線時(shí)，在每回出線和每組母線三相上裝設(shè)。 一個(gè)半斷路器接線時(shí)，在每回出線三相上裝設(shè)。 主變壓器進(jìn)線和每組母線上則根據(jù)繼電保護(hù)