完整版35kV变电所电气部分设计说明书毕业设计论文.docx
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完整版35kV变电所电气部分设计说明书毕业设计论文
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西安科技大学
毕业设计（论文）说明书
题目35KV变电所电气部分设计
函授站榆林
专业及班级09级电气工程及其自动化
姓名吕永平
指导教师
日期2011.12.22
继续教育学院
35kV变电所电气部分设计
摘要：
1
Abstract：
2
1引言3
2原始资料4
2.1电力系统接线图4
2.2系统情况4
2.310kV负荷情况4
2.4本地区气象条件5
3负荷统计和无功补偿的计算8
3.1负荷分析8
3.2负荷计算10
3.3无功补偿10
3.3.1无功补偿概述10
3.3.2无功补偿的计算11
3.3.3无功补偿装置11
3.3.4并联电容器装置的分组12
3.3.5并联电容器装置的接线12
4主变压器的选择13
4.1规程中的有关变电所主变压器选择的规定13
4.2主变台数的确定14
4.3主变容量的确定14
4.4主变形式的选择14
5电气主接线设计15
5.1电气主接线概述15
5.2主接线的设计原则16
5.3主接线设计的基本要求16
5.4主接线设计16
5.4.135kV侧主接线设计17
5.4.210kV侧主接线设计17
5.4.3主接线方案的比较选择17
6短路电流计算18
6.1概述18
6.1.1产生短路的原因和短路的定义18
6.1.2短路的种类18
6.1.3短路电流计算的目的19
6.2短路电流计算的方法和条件19
6.2.1短路电流计算方法20
6.2.2短路电流计算条件20
6.3短路电流的计算21
6.3.110kV侧短路电流的计算21
6.3.235kV侧短路电流的计算22
6.3.3三相短路电流计算结果表23
7电气设备的选择24
7.1电气设备选择的一般条件24
7.1.1电气设备选择的一般原则25
7.1.2电气设备选择的技术条件25
7.1.3环境条件26
7.2断路器隔离开关的选择27
7.2.135kV侧进线断路器、隔离开关的选择27
7.2.235kV主变压器侧断路器、隔离开关的选择28
7.2.310kV侧断路器、隔离开关的选择29
7.2.4选择的断路器、隔离开关型号表30
7.3母线的选择及校验31
7.3.1母线导体选择的一般要求31
7.3.235kV母线的选择32
7.3.310kV母线的选择32
7.3.4母线选择结果33
7.4互感器的选择34
7.4.1电流互感器的选择34
7.4.2电压互感器的选择35
7.5熔断器的选择36
7.5.1熔断器概述36
7.5.235kV侧熔断器的选择37
7.5.310kV侧熔断器的选择37
7.6配电装置的选择37
7.6.1配电装置概述37
7.6.235kV屋外配电装置37
7.6.310kV高压开关柜38
8继电保护的设置39
8.1电力变压器保护39
8.1.1电力变压器保护概述39
8.1.2电力变压器纵差保护接线39
8.1.3纵差动保护的整定计算40
8.1.4变压器瓦斯保护41
8.1.5过电流保护41
8.2母线保护42
9变电所的防雷保护42
9.1变电所防雷概述42
9.2避雷针的选择43
9.3避雷器的选择44
结论46
致谢47
参考文献48
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。
出于这几方面的考虑，本文详细介绍了黄河水泥厂35kV降压变电所的设计。
文中对主接线的选择、高压设备的选择、负荷计算、短路电流计算,继电保护选择和整定计算皆有详细的说明。
特别对主接线的选择,变压器的选择,还有一些电气设备如断路器、电流互感器、电压互感器等的选择校验作了详细的说明和分析。
其中还对变电所的主接线，平面布置等通过CAD制图直观的展现出来。
本次设计的内容紧密结合实际，通过查找大量相关资料，设计出了符合当前要求的变电所。
在设计的过程中，得到了学校老师、同学的耐心指导和大量帮助，在此对他们表示衷心的感谢和崇高的敬意。
关键词35kV变电所电气主接线、短路电流计算、高压电气设备、继电保护
Designof35kVStep-downSubstation
Abstract：
Alongwiththecontinuousdevelopmentofelectricindustry,peoplerequireincreasinglydemandofpowersupply,especiallythestability,reliabilityandcontinuityofit.Whilethestability,reliabilityandcontinuityofpowergridisdeterminedbytherationaldesignandconfigurationofsubstation.Thispaperdescribesthestep-downdesignsubstation35kVYellowCementDesign.Italsodiscussesthechoiceofmainwiring,ofrelay,thecalculationofload,shortcurrentandsoonindetail,especially,thechoiceofmainwiring,transformerandsomeelectricequipmentsuchascircuitbreaker,currentandVoltagesensor.Itshowsmainwiringofsubstation,thedistributionofplaneandsomeprotectionequipmentofmainelectricalconnectiontable,thecalculationofshortcurrent,theprotectionofrelay,High-voltageelectricalequipment.
1引言
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，包括负荷统计，主变选择，主接线选择，短路电流计算，设备选择和校验，继电保护，防雷措施等几大块。
并依据相关规定和章程设计其中个个步骤，所以能满足一般变电所的需求。
根据我国变电所目前现有电气设备状况以及今后发展趋势，应选用新型号、低损耗、低噪声的电力变压器及性能好、时间长、免维护的SF6断路器及高压开关柜。
为此新的设备选择也在设计中得以体现。
由于时间仓促和自身知识的局限，导致在设计中难免有遗漏和错误之处，望读者予以批评指正。
2原始资料
2.2系统情况
待设计变电所通过一条架空线路由正南方向5km处的一座110kV变电所A送电，回路最大传输功率不大于11.7MW，A变电所系统容量为3000MW。
西北方向20km处一座35kV变电所B通过一条架空出线与待设计变电所联系，平时本所与B变电所有少量功率交换。
本所投运后功率因数要求到达0.9。
2.310kV负荷情况
10kV负荷情况如表1所示
表1.1用电负荷
负荷名称
额定容量
（kV）
额定电压
（kV）
负荷特性
Cosφ
供电线路长度
（m）
1#出线
760
10
0.84
180
2#出线
500
10
0.8
230
3#出线
660
10
0.75
100
4#出线
1400
10
0.82
80
原料粉磨
1600
10
0.85
120
摇头
1800
10
0.8
90
窑尾
1100
10
0.83
100
水泥磨
1400
10
0.8
80
10kV侧负荷同时率：
0.85；10kV侧最小负荷是最大负荷的45％；
10kV侧最大负荷利用小时数=4800H；待设计变电所年负荷增长率为5%。
2.4本地区气象条件
最高气温；最低气温；年平均气温；最热月平均最高温度。
设计的基本原则：
工业园区变电所直接为生产提供电源，是电力系统的一个重要环节，此类变电所能否正确运行关系到整个工业园区生产的稳定和安全问题，因此设计一个优质、安全、可靠、灵活的变电所至关重要。
设计原则有以下几点：
（1）变电所的设计应根据工程的5～10年发展规划进行，与城建部分的城市规划相结合，做到远、近期的结合，以近期为主，正确处理近期建设与远期发展的关系，适当考虑扩建的可能。
（2）变电所的设计，必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，结合本地情况合理地确定设计方案，做到因地制宜，兼顾变电所经济、安全、可靠、灵活的特点。
（3）对变电所的选址有以下几点要求：
一是靠近负荷中心；二是要节约用地，不占或不占耕地及经济效益高的土地；三是与城区或企业规划相协调，便于架空和电缆线路的引入和引出；四是交通运输方便；五是具有适宜的地质，并且周围环境无明显污秽。
1.3本设计的主要内容
本次设计完成了某工业园区35kV降压变电所设计的总过程，设计过程中遵循国家的法律、法规，按照国家标准及规范，明确设计的目的，逐步完成了电气主接线的选择、负荷的计算和无功补偿、主变的选择、短路电流的计算、高压设备的选择、继电保护选择及整定、防雷保护规划、图纸绘制等工作，特别是对电气主接线的选择、变压器的选择和高压电气设备（如断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、母线等）的选择及校验作了详细的说明和分析，形成了较为完整的论文。
2主接线的设计
2.1电气主接线的概述
电气主接线是由电气设备通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。
电气主接线代表了发电厂或变电站电气部分的主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分，直接影响运行的可靠性、灵活性，并对电器选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。
2.2电气主接线基本要求
（1）可靠性：
安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠是电气主接线最基本的要求。
停电会给国民经济各部门带来严重的损失，在经济发达地区，故障停电的经济损失是难以保量的，甚于会导致人身伤亡、设备损坏、产品报废、城市生活混乱等。
电气主接线的可靠性不是绝对的，在分析电气主接线的可靠性时，要考虑发电厂和变电站在系统中的地位和作用、用户的负荷性质和类别、设备制造水平及运行经验等诸多因素。
（2）灵活性：
电气主接线应能适应各种运行状态，
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