10kv变电所电气一次初步设计文档格式.doc
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5.4主接线设计 15
6短路电流计算 15
6.1概述 15
6.1.1产生短路的原因 16
6.1.2短路的种类 16
6.1.3短路电流计算的目的 17
6.2短路电流计算的方法和短路点的选择 17
6.2.1短路电流计算方法 17
6.2.2短路点的选择 18
7电气设备的选择 23
7.1电气设备选择的一般条件 23
7.1.1电气设备选择的一般原则 23
7.1.2电气设备选择的技术条件 23
7.2断路器隔离开关的选择 24
7.2.2低压刀开关的选择 24
7.2.3低压断路器的选择 25
7.3母线、柱子和穿墙套管的选择及校验 27
7.3.1母线 27
7.3.2支柱绝缘子 29
7.33穿墙套管 29
7.4互感器的选择 30
7.4.1电压互感器：
30
7.4.2电流互感器。
7.6配电装置的选择 31
9变电所的防雷保护 31
9.1变电所防雷概述 31
9.2避雷针的选择 31
9.3避雷器的选择 31
摘要：
随着电力行业的不断发展，人们对电力供应的要求越来越高，特别是供稳固性、可靠性和持续性。
然而电网的稳固性、可靠性和持续性往往取决于变电所的合理设计和配置。
一个典型的变电站要求变电设备运行可靠、操作灵活、经济合理、扩建方便。
本项目设计了一个10kv变电所电气一次初步设计，此变电站有两路进线，一路采用架空线进线，一路采用电缆进线，力求做到运行可靠，操作简单、方便，经济合理，具有扩建的可能性和改变运行方式时的灵活性。
使其更加贴合实际，更具现实意义。
关键词10kV变电所设计
1引言
电能是发展国民经济的基础，是一种无形的、不能大量储存的二次能源。
电能的发、变、送、配和用电，几乎是在同一瞬间完成的，须随时保持功率平衡。
要满足国民经济发展的要求，电力工业必须超前发展，这是世界电力工业发展规律，因此，做好电力规划，加强电网建设，就尤为重要。
变电所作为变电站作为电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。
对其进行设计势在必行，合理的变电所不仅能充分地满足当地的供电需求，还能有效地减少投资和资源浪费。
本次设计根据一般变电所设计的步骤进行设计，采用两路电源供电，一路采用架空进线Ⅰ，一路采用电缆进线Ⅱ（进线端共计2千米）。
两台变压器并列运行，低压侧要有联络；
变配电所要有防雷保护；
要方便对变配电所中的变压器或低压断路器等重要设备进行安全检修；
低压母线的每一路配出线要能分别控制，并在配电屏上显示其输出电压与电流；
每一路总的电源进线柜内要设置总的有功电度表，显示其耗电量，且有电压、电流输出显示。
2原始资料
2.1电力系统接线图
2.2负荷情况
负荷分别为30+j40KVA（三级负荷）、75+j90KVA（一级负荷）、100+j120KVA（二级负荷）；
Ⅱ路所带负荷也分3条支路，负荷分别为：
35+j45KVA（三级负荷）、90+j100KVA（二级负荷）、80+j90KVA（一级负荷）。
3负荷统计和无功补偿的计算
3.1负荷分析
根据用电的重要性和突然中断供电造成的损失程度可以将负荷分为以下三类：
1.一级负荷
一级负荷为中断供电将造成人身伤害的负荷，中断供电将在经济上造成重大损失的负荷，如重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、生产企业的连续性生产过程被打乱而需要长时间恢复等；
中断供电将影响重要用电单位正常工作的负荷，如重要的交通枢纽、重要的通信枢纽、重要宾馆、大型体育馆、大型银行营业厅的照明、一般银行的防盗系统、大型博物馆、展览馆的防盗信号电源等。
2.二级负荷
二级负荷为中断供电将在经济上造成较大损失的负荷，如主要设备损坏、大量产品报废，连续性生产过程被打乱需较长时间才能恢复，重点企业大量减产等；
中断供电系统将影响较重要用电单位正常工作的负荷，如交通枢纽，通信枢纽等用电单位中的重要负荷、大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要公共场所等。
3.三级负荷
三级负荷应为不属于一级和二级的负荷。
对一些非连续性的生产的中小型企业，停电仅影响产量或造成少量产品报废的用电设备，以及一般民用建筑的用电负荷等均属三级负荷。
3.2负荷计算
负荷情况
1.毎路变压器低压侧的计算负荷：
取同时系数
Ⅰ路：
Ⅱ路：
2.变压器损耗
Ⅰ路
Ⅱ路
3.变压器高压侧计算负荷
4.每路低压侧的功率因数
Ⅱ路:
5.每路高压侧功率因数
负荷名称
计算负荷
回路数
供电方式
有功（kW）
无功（kvar）
1#出线
75
90
1
电缆
2#出线
100
120
3#出线
30
40
4#出线
80
5#出线
电缆
6#出线
35
45
电容器回路
-
2
3.3无功补偿
3.3.1无功补偿概述
功率因数是衡量供配电系统是否经济运行的一个重要指标。
用户中绝大多数用电设备，如感应电动机、电力变压器、电焊机及交流接触器等，他们都要从电网吸收大量无功电流来产生交变磁场，其功率因数均小于1，需要进行无功功率补偿，以提高功率因数。
感性用电设备都需要从供配电系统中吸收无功功率，从而降低功率因数。
功率因数太低将会给供配电系统带来电能损耗增加、电压损失增大和供电设备利用率降低等不良影响。
所以要求电力用户功率因数必须达到一定值，低于某一定值时就要进行补偿。
国家标准GB/T3485-1998《评价企业合理用电导则》中规定：
“在企业最大负荷时的功率因数应不低于0.9，凡功率因数未达到上述规定的，应在负荷侧合理装置集中与就地无功补偿设备”。
为鼓励提高功率因数，供电部门规定，功率因数低于规定值予以罚款，相反，规律因数高于规定值予以奖励，
即实行“高奖低罚”的原则。
3.3.2无功补偿的计算
1.确定每路补偿容量
现要求高压侧功率因数不低于0.9，补偿低压侧，考虑到变压器有损耗，可设低压侧补偿后的功率因数为0.92来计算。
参照《供配电技术（第三版）唐志平主编》P309附录表A-2并联电容器的技术参数。
选取BIMJ0.4-14-3型电容器，需要数量
实际补偿：
选取BZMJ0.4-10-3型电容器，需要数量
实际补偿：
补偿后每路计算负荷与功率因数
低压侧：
高压侧：
Ⅰ路>
0.9符合要求
Ⅱ路：
Ⅱ路
若有一路变压器发生故障，则要闭合低压联络，使一台变压器带两路的所有负荷；
符合要求
符合要求
3.3.3无功补偿方法
功率因数不满足要求时，首先应提高自然功率因数，然后进行人工补偿。
（1）提高自然功率因数
自然功率因数是指未装设任何补偿装置的实际功率因数。
提高自然功率因数，就是不添置任何补偿设备，采用科学措施减少用电设备的无功功率的需要量，使供配电系统总功率因数提高。
1.合理选择电动机的规格、型号。
2.防止电动机长时间空载运行。
3.保证电动机的检修质量。
4.合理选择变压器的容量。
5.交流接触器的节电运行。
（2）人工补偿功率因数
用户的功率因数仅靠提高自然功率因数一般是不能满足要求的，因此，还必
1.并联电容器补偿。
是目前用户、企业内广泛采用的一种补偿装置。
具有下列优点：
#有功损耗小，为0.25%-0.5%，而同步调相机为1.5%-3%；
#无旋转部分，运行维护方便；
#可按系统需要，增加或减少补偿容量；
#个别电容器损坏不影响整个装置运行。
2.同步电动机补偿。
3.动态无功功率补偿。
3.3.4并联电容器的装设与控制
1.并联电容器的接线
并联补偿的电力电容器大多采用△接线，低压（0.5kv以下）并联电容器，厂商已做成三相，其内部已接成△形，少数大容量高压电容器采用Y形接线。
2.并联电容器的装设地点
#高压集中补偿
高压集中补偿是指将高压电容器组集中装设在总降压变电所的6-10KV母线上。
#低压集中补偿
低压集中补偿是指将低压电容器集中装设在车间变电所或建筑物变电所的低压母线上。
#单独就地补偿
单独就地补偿是指在个别功率因数较低的设备旁边装设补偿电容器组。
我们设计的是10千伏变电所所以应该采用高压集中补偿。
3.并联电容器的控制方式
两并联电容器的控制方式是控制并联电容器的投切，有固定控制方式和自动控制方式两种。
固定控制方式是并联电容器不随负荷的变化而投入或切除。
自动控制方式是并联电容器的投切随着负荷的变化而变化，且按某个参量进行分组投切控制，包括：
#按功率因数进行控制
#按负荷电流进行控制
#按受电端的无功功率进行控制
电容器的分组采用循环投切（先投先切，后投后切）或编码投切的工作方式。
4主变压器的选择
4.1概述
变压器是变电所中关键的一次设备，其主要功能是升高或降低电压，以利于电能的合理输送、分配和使用。
变压器的分类方法比较多，按功能分有升压变压器和降压变压器；
按相数分有单相和三相变压器；
按绕组导体的材质分有铜绕组和铝绕组变压器；
按冷却方式和绕组绝缘分有油浸式、干式两大类，其中油浸式变压器又有油浸自冷式、油浸风冷式和强迫油循环冷却式等，而干式变压器又有浇注式、开启式、充气式等；
按用途分又可分为普通变压器和特种变压器；
按调压分有无载调压变压器和有载调压变压器。
安装在总变压变电所的变压器通常称为主变压器，6-10（20）kv变电所的变压器常被叫做配电变压器。
4.2主变台数的确定
1.应满足用电负荷对可靠性的要求。
在有一、二级负荷的变电所中，选择两台主变压器，当在技术、经济上比较合理时，主变压器选择也可多于两台。
2.对季节性负荷或昼夜负荷变化较大的宜采用经济运行方式的变电所，技术经济合理时可选择两台主变压器。
3.三级负荷一般选择一台主变压器，负荷较大时，也可选择两台主变压器。
根据设计要求，采用两路电源供电，一路采用架空进线Ⅰ，一路采用电缆进线Ⅱ；
两台变压器并列运行，低压侧要有联络。
所以需要采用两台变压器。
4.3主变容量和型号的
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