60KV10KV变电所初步设计doc文档格式.docx
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60KV／10KV变电所初步设计
课程设计（论文）任务
1）负荷计算
2）无功补偿方案确定
3）变压器台数及容量的确定
4）根据电源及负荷情况确定主接线方案
5）短路计算
6）电气设备选择与校验
7）继电保护和自动装置的规划设计
8）防雷与接地设计
9）绘制相关图纸
指导教师评语及成绩
平时考核：
设计质量：
论文格式：
总成绩：
指导教师签字：
年月日
第1章课程设计目的与要求1
1.1课程设计目的1
1.2课程设计的预备知识1
1.3课程设计要求1
第2章课程设计内容2
第3章课程设计总结9
参考文献10
第1章课程设计目的与要求
1.1课程设计目的
本毕业设计课题主要综合训练学生运用供配电技术、高低压电器技术、建筑电气等专业知识，完成60kV/10kV变电所的扩大初步设计，力求做到技术先进、经济合理、安全可靠。
培养学生独立思考、独立收集资料、独立设计的能力；
培养分析、总结及撰写技术报告的能力。
1.2课程设计的预备知识
熟悉供配电技术、高低压电器技术等课程的相关知识。
1.3课程设计要求
按课程设计指导书提供的课题，根据第下表给出的基本要求及参数独立完成设计，课程设计说明书应包括以下内容：
1）文中的要语言简练通顺，图表规范正确
2）文中的图形和符号尽量采用IEE标准
3）课程设计论文在4000字左右
4）课程设计论文内容完整、字迹工整、图表整齐规范、数据详实
5）课程设计论文应按学院的统一要求格式打印装订成册
设计技术参数
工作量
工作计划
1、两路60ＫＶ电源，架空线引进。
２、１０ＫＶ出口线路共１４回，采用架空线或电缆由设计者决定。
具体参数和要求见原始资料。
1负荷计算。
2无功补偿方案确定。
３变压器台数及容量的确定。
４根据电源及负荷情况确定主接线方案
５短路计算。
６电气设备选择与校验
７继电保护规划设计
８自动装置的规划设计
９防雷与接地设计
１０绘制电路图。
第一周：
周一：
收集资料。
周二：
负荷计算
周三：
无功补偿方案确定。
周四：
变压器台数及容量的确定。
周五：
确定主接线方案
第二周：
短路计算
电气设备选择与校验
继电保护规划设计。
防雷与接地设计
总结并撰写说明书。
第2章课程设计内容
2.1原始资料
变电所10KV各用户负荷情况由下表给出。
用户名称
最大负荷（kw）
cosφ
回路数
附注
Tmax（h）
红旗机械厂
3000
0.8
2
有重要负荷
5000
农机厂
2000
电视机厂
5500
农电一号
1500
1
Ⅲ类负荷
4000
农电二号
市区一号
4500
市区二号
市区三号
食品厂
负荷的同时系数取0.9，有功负荷率取0.75；
无功负荷率取0.8。
要求变电所的平均功率因数补偿到0.9以上。
动力支路负荷计算：
母线有功计算负荷：
无功计算负荷：
最大运行方式：
2.2无功补偿方案的确定
无功补偿应根据就地平衡和便于调整电压的原则进行配置，采用集中补偿的方式，集中安装在变电所内有利于控制电压水平。
向电网提供可调节的容性无功。
以补偿多余的感性无功，减少电网有功损耗和提高电压。
以下是本变电所无功补偿容量及计算负荷：
补偿前：
取
=0.75，
=0.8，则补偿前的平均功率因数
=
补偿后功率因数提高到
，所需电容器的无功补偿容量为：
=
=1616.527
补偿后的供电系统的计算负荷为：
2.3变压器台数及容量的确定
为保证供电可靠性，变电站一般装设三台主变，当只有一个电源或变电站可由低压侧电网取得备用电源给重要负荷供电时，可装设一台或两台。
本设计变电站用户有多个重要负荷故设置三回电源进线，且低压侧电源只能由这三回进线取得，故选择三台主变压器。
变压器容量的选取，要根据各个厂用电性质的不同，分别统计出各类用电设备的额定功率（自然功率因数不同的设备，分别统计）再根据它们各自的同时率和效率的不同，计算出电力需求容量。
一般可按下式计算：
变压器容量＝
同时率是指同一时间用电设备的实际容量占总额定容量的百分比。
根据计算结果，并考虑到今后的发展会地，选择靠近国家标准系列容量的变压器。
变电站主变压器容量一般按建站后5~10年的规划负荷考虑，并按其中一台停用时其余变压器能满足变电站最大负荷
的50%~70%（35~110KV变电站为60%），或全部重要负荷选择。
即
式中N——变压器主变台数
2.4根据电源及负荷情况确定主线方案
为了在输电过程中输电出现问题容易解决方便安装，因此选用架空线为主要输电线路，具体安装要求如下：
接线方案：
2.5短路计算
电路短路后，其阻抗值比正常负荷时电路的阻抗值小得多，因此短路电流往往比正常负荷电流大许多倍。
在大容量电力系统中，短路电流可高达几万安培或几十万安培。
如此大的短路电流对电力系统将产生极大的危害。
由此可见，短路的后果是非常严重的，因此供电系统在设计、安装和运行中，都应该尽力设法消除引起短路故障的一切因素。
在发电厂和变电所的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。
其计算的目的主要有以下几方面：
（1）在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。
（2）在选则电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。
例如：
计算菜一时刻的短路电流有效值，用以校验开关设备的开断能力和确定电抗器的电抗值；
计算短路后较长时间短路电流有效值，用以校验设备的热稳定；
计算短路电流冲击值，用以校验设备动稳定。
（3）在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相对地的安全距离。
（4）在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。
（5）接地装置的设计，也需用短路电流。
利用标幺值法来计算短路电流
如下图，求变电所10KV高压母线上（K-1点）和0.4kV低压母线上（K-2点）短路的三相短路电流和短路容量。
（1）确定基准值
（2）确定短路回路中各元件电抗标幺值
电力系统（
）
=100/500=0.2
架空线路（W1）（
=0.38
电缆线路（
）（
电力变压器（
（4）求K-1点的短路回路总电抗标幺值和三相短路电流和三相短路容量
总电抗标幺值
三相短路电流周期分量的有效值（
三相短路容量（
=100/1.924=52.0MVA
（5）求（K-2）点的短路回路总电抗标幺值和三相短路电流，三相短路容量
三相短路电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
三相短路冲击电流
；
最大有效值
=1.84
=1.09
2.6电气设备选择与校验
除需满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑便于安装调试的运行维护，并经技术经济比较后才能确定。
断路器的选择及效验条件如下：
①Uzd±
≥Ug；
②Ie≥Ig;
③热稳定效验Ie2.t.t≥I∞2.t
④动稳定效验ice≤idf
隔离开关的主要用途：
①隔离电压，在检修电气设备时，用隔离开关将被检修的设备与电源电压隔离，以确保检修的安全。
②道闸操作，投入备用母线或旁路母线以及改变运行方式时，常用隔离开关配电断路器，协同操作来完成。
③分、合小电流。
②倒闸操作，投入备用母线或旁路母线以及改变运行方式时，常用隔离开关配合断路器，协同操作来完成。
隔离开关选择和校验原则是：
①Uzd≥Ug；
②Ie≥Ig；
③Ie2.t.t≥I∞2.t④ich≤idf2.7.3电流互感器的选择
电流互感器的选择和配置应按下列条件：
①型式：
电流互感器的型式应根据使用环境条件和产品情况选择。
对于6～20kV屋内配电装置，可采用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构的电流互感器。
对于35kV及以上配电装置，一般采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器。
②Uzd≥Ug；
③Ie≥Ig；
④校验动稳定√2ImKem≥ich
⑤校验热稳定I∞2.teq＜（Im.kth）2.t
2.7继电保护和自动装置的规划设计
继电保护的设计任务主要是：
根据供电系统的网络结构、接线方式及负荷性质等条件，选定系统各元件（进线、变压器、馈线等）的保护方式及各种保护装置的配合方式，进行各保护装置的整定计算及灵敏度校验，拟制出保护装置的原理图及施工接线图，选择所用继电器及辅助装置的型号，提出设备订货清单等。
保护装置的相互配合是保证供电系统安全运行的重要因素。
在各种不同运行方式下，各元件的保护装置之间在灵敏度和动作时限上应得到配合。
所谓灵敏度配合就是保护范围的配合，即在各种可能出现的运行方式下，装在元件本侧的带时限动作的保护装置的保护范围，应小于装在相邻元件上同它相配合的保护装置的动作范围。
为了保证保护装置动作的选择性，必须同时满足灵敏度和动作时限相互配合的要求。
只满足某一方面都可能导致保护装置的非选择性动作。
例如在图8—1（a）中，保护装置A的时限特性用虚线表示，保护装置B的时限特性用实线表示；
就图中所示情况而言，保护装置A第三段的保护范围小于保护装置B第三段的保护范围，即在灵敏度上已得到配合。
但保护装置A第三段的时限等于保护装置B的第二段时限，即两者在动作时限上没有配合好，因此在D点发生短路故障时，保护装置A与B将同时动作，不能保证选择性。
2.8防雷与接地设计
变电所的直击雷保护过电压保护可采用避雷针或避雷线。
变电所的主厂房主控制室和配电装置室一般不装设直击雷保护装置。
为保护其他设备而装设的避雷针，不宜装在独立的主控制室和35kV及以下变电所的屋顶上。
但采用钢结构或钢筋混凝土结构等有屏蔽作用的建筑物的车间变电所可不受此限制。
雷电话动特殊强烈地区的主厂房、主控制室和配电装置室宜设直击雷保护装置。
主厂房如装设避直击雷保护装置或为保护其他设备而在主厂房上装设避
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