学士学位论文35kv企业变电所电气初步设计.docx
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学士学位论文35kv企业变电所电气初步设计
广西电力职业技术学院
函授大专毕业设计
题目35KV企业变电所电气初步设计二
教学系部广西电力职业技术学院
指导教师评阅表
指导教师姓名
职称
副教授
工作单位
广西电力职业技术学院
学生姓名
专业
电气
成绩
毕业论文（设计）题目
选题来源
教师自拟课题：
应用型：
科研型：
课题来源
：
学生自拟课题：
应用型：
科研型：
课题来源填单位资助或自拟
评阅内容：
文、理、工、医、管理类可分别按专业特点根据以下相关内容进行评阅。
1.选题的意义如何？
2资料是否可靠？
3论点是否成立？
论述的深度如何？
4是否具有创新性？
5论文或设计的难度如何？
6写作能力、逻辑性和语言表达能力如何？
7.设计、计算、数据图表是否正确？
图纸是否规范？
论文写作是否规范？
8论文或设计是否合格？
是否可提交答辩？
对论文（设计）的详细评语：
指导教师（签名）年月日
专业：
电气工程及其自动化
姓名：
蔡桂潮
前言
来广西电力职业技术学院学习目的，一是为提高自己学历，二是随着科技进步，深感自身所掌握的知识贫乏，已不能更好地适应工作需要，希望通过学习，提高自身的知识文化水平，三是在校学习期间，由于所学理论知识都是书本上的，与实际实践相差很远，结合不深，知识不是掌握得很好，现在，整个学习课程已经全部结束，开始做课程设计。
毕业设计是在全部理论课程及完成各项实习的基础上进行的一项综合性环节，是我们全面运用所学基础理论、专业知识和基本技能，对实际问题进行设计或研究的综合性训练。
通过毕业设计我们把所学的知识系统的联系起来，培养我们综合运用各种知识来解决实际问题的能力，学习更多的设计思维，树立在实际工程基础上的创新观念，更好地把理论和实际结合起来，服务于工作。
设计任务书
设计任务：
35KV企业变电所电气初步设计
一、设计题目：
35KV企业变电所电气初步设计二
二、待建变电所基本资料
1、某企业为保证供电需要，要求设计一座35KV降压变电所，以10KV电缆给车间供电，一次设计并建成。
2、距本变电所7KM处有一系统变电所，用35KV双回架空线路向待设计的变电所供电。
在最大运行方式下，待设计变电所高压母线上的短路功率为990MVA。
3、待设计变电所10KV侧无电源，考虑以后装设两组电容器，提高功率因数，故要求预留两个间隔。
4、本变电所10KV母线到各车间均用电缆供电，其中一车间和二车间为Ⅰ类负荷，其余为Ⅱ类负荷，Tmax=4200h。
各馈线负荷如下表所示：
序号
车间名称
有功功率（KW）
无功功率（KVAR）
1
一车间
1100
471
2
二车间
790
487
3
机加工车间
910
572
4
装配车间
870
491
5
锻工车间
960
276
6
高压站
930
297
7
高压泵房
680
496
8
其他
999
675
5、所用电的主要负荷如下表所示：
序号
设备名称
额定容量（KW）
功率因数
台数
1
主充电机
25
0.88
1
2
浮充电机
5.5
0.85
1
3
蓄电池室通风
3.7
0.88
1
4
屋内配电装置通风
2.1
0.79
2
5
交流电焊机
11.5
0.5
1
6
检修试验用电
20
0.8
1
7
载波
0.96
0.69
1
8
照明负荷
18
9
生活用电
12
6、环境条件
当地海拔高度507.4m，年雷电日36.9个，空气质量优良，无污染，历年平均最高气温29.9℃，土壤电阻率ρ≤500Ω•m。
三、设计内容：
1、电气主接线方案论证；
2、主变容量、形式及台数的选择；
3、所用变容量、台数的选择；
4、短路电流计算；选择导体及主要电气设备；
5、无功补偿分析。
四、设计成果：
1、设计说明书（含计算书）1份；
2、电气主接线图1张（A3图纸）
3、平面布置图1张（A3图纸）
4、35KV进线间隔断面图1张（A3图纸）
专业：
电气工程及其自动化
姓名：
蔡桂潮
专业：
电气工程及其自动化
姓名：
蔡桂潮
第一章电气主接线的设计……………………2
第一节原始资料分析……………………2
第二节电气主接线方案确定…………………………………5
第三节容量计算…………………………7
第四节无功补偿及负荷计算
第五节变压器的选择
第二章短路电流计算…………………………………10
第一节短路类型…………………10
第二节电路元件参数的计算………………………………………11
第三章电气设备选择…………………………………16
第一节最大持续工作电流计算……………………16
第二节导体的选择………………………16
第三节电器设备的选择
第一章电气主接线的设计
分析任务书给定的原始资料，根据变电所在电力系统中的地位和建设规模，考虑变电所运行的可靠性、灵活性、经济性，全面论证，确定主接线的最佳方案。
第一节原始资料分析
根据原始资料提供信息，可确定：
1.待设计变电所为某企业一座35KV降压变电所。
2.距待设计变电所7KM处有一系统变电所，用35KV双回架空线路向本变电所供电。
3.待设计变电所以10KV电缆给车间供电。
4.在最大运行方式下，待设计变电所高压母线上的短路功率为990MVA。
5.待设计变电所10KV母线到各车间均用电缆供电，其中一车间和二车间为Ⅰ类负荷，其余为Ⅱ类负荷，Tmax=4200h。
6.当地海拔高度507.4m，年雷电日36.9个，空气质量优良，无污染，历年平均最高气温29.9℃，土壤电阻率ρ≤500Ω•m。
下面图表为10KV馈线负荷表及所用电主要负荷表。
各馈线负荷如下表：
序号
车间名称
有功功率（KW）
无功功率（KVAR）
1
一车间
1100
471
2
二车间
790
487
3
机加工车间
910
572
4
装配车间
870
491
5
锻工车间
960
276
6
高压站
930
297
7
高压泵房
680
496
8
其他
999
675
所用电的主要负荷如下表所示：
序号
设备名称
额定容量（KW）
功率因数
台数
1
主充电机
25
0.88
1
2
浮充电机
5.5
0.85
1
3
蓄电池室通风
3.7
0.88
1
4
屋内配电装置通风
2.1
0.79
2
5
交流电焊机
11.5
0.5
1
6
检修试验用电
20
0.8
1
7
载波
0.96
0.69
1
8
照明负荷
18
9
生活用电
12
根据原始资料，待建降压变电站进线为35KV双回路架空线；10KV负荷中，一车间和二车间为Ⅰ类负荷，其余为Ⅱ类负荷，Tmax=4200h。
一类负荷
中断供电将造成人身伤亡或政治、军事、经济上的重大损失的负荷，称为一类负荷；如发生重大设备损坏，产品出现大量废品，引起生产混乱，重要交通枢纽、干线受阻，广播通信中断或城市水源中断，严重环境污染等等；兵工厂、大型钢厂、火箭发射基地、医院等属于一类负荷；对于这类负荷要保证不间断供电。
二类负荷
中断供电将造成严重停产、停工，局部地区交通阻塞，大部分城市居民的正常生活秩序被打乱等；企业工厂、大城镇、农村排灌站等属于二类负荷；对这类负荷在可能的情况下也要保证不间断供电。
从负荷情况看，变电站电气主接线，应满足供电可靠性，运行灵活，结线简单清晰、操作方便。
第二节电气主接线方案确定
变电所的主接线，应根据变电所在电力网中的地位、出线回路线、设备特点及负荷性质等条件确定，并应满足供电可靠、运行灵活、操作检修方便，节约投资和便于扩建等要求。
按《35~110KV变电所设计规范GB50059-92》规范要求，35~110KV线路为两回及以下时，宜采用桥型、线路变压器组成或线路分支接线。
在有一二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器；在变电所装有两台主变压器时，6~10KV侧宜采用分段单母线；线路为12回及以上时，亦可采用双母线。
在有两台及以上主变压器的变电所中，宜装设两台容量相同可互为备用的所用变压器。
主变压器是发电厂和变电站中最重要的设备之一，它在电气设备的投资中所占比例较大，同时与之相配套的电气装置的投资与之密切相关。
因此对主变压器的台数、容量和型式的选择是至关重要的，它对发电厂、变电站的及技术经济影响很大。
同时它也是主接线方案确定的基础。
根据基础资料，待设计变电站有电压等级为35KV/10KV。
有两回35KV架空线做进线，10KV供应9个负荷，其中2个一类负荷，其余均为二类负荷。
在进行设计时，应该侧重于供电的可靠性和灵活性。
由于已确认35KV进线为双回路，按设计原则和基本要求，为了提高供电可靠性、同时节省投资、减少占地面积，主结线候选三个方案。
方案一如下图所示
此方案：
35KV采用分段，共3台断路器，10KV单母线分段，共23台手车式断路器，即考虑负荷的重要性，将各负荷分两路电源送出。
主变压器2台，且单台变即可满足70%负荷需求，所用变2台。
方案二如下图所示
此方案：
35KV采用两回，共2台断路器，10KV单母线分段，共12台手车式断路器，即各馈线负荷分置10kv母线两段且一条出线送出，主变压器2台，且单台变即可满足70%负荷需求，所用变2台。
方案三如下图所示
此方案：
35KV采用分段，共3台断路器，10KV单母线分段带旁路，共25台断路器，即各负荷均有两路电源，馈线可单独或全部倒出到旁路，便于母线检修。
主变压器2台，且单台变即可满足70%负荷需求，所用变2台。
在主结线方案拟定时，从技术上考虑：
1）保证系统运行的稳定性，不应在本厂发生故障时造成系统的瓦解。
2）保证供电的可靠性及电能质量，特别是对负荷的供电可靠性。
3）运行的安全和灵活性。
包括调度灵活、检修操作安全方便，设备停运或检修时影响范围小。
4）自动化程度。
5）电器设备制造水平、质量和新技术的应用。
6）扩建容易。
以上速条件为参考，且着重考虑对负荷供电的可靠性，对三个方案所对比：
方案一比较方案二：
方案一需要增加断路器和隔离开关相应增多，投资相应增加，但其主要考虑待建站10KV负荷非常重要，为保证其供电可靠性，在日常运行检修管理、发生故障需退出维护检修时方便倒闸操作及发生事故时能较迅速隔离故障点便于恢复供电，适当增加投资可获得较好的运行能力。
方案一虽然建设投资大，但充分考虑了变压器，开关在检修、试验时仍然能保证供电，在以后运行过程中，小负荷时可以切除一台主变运行，降低了损耗。
方案二接线简洁，投资比较小，但其在供电可靠性有较大缺陷。
通过以上方案比较，方案一的供电可靠性、调度运行灵活性、优于方案二，故在方案一/方案二中，选用方案一。
方案一比较方案三：
方案三当中10kv母线带旁路，增加母线及大量隔离开关，断路器也增加2台，其调度灵活性及设备停运或检修时影响范围较小。
但其投资要大幅增加，运行损耗大，接线复杂也导致设备故障点增多。
方案二中采用手车式断路器时，馈出回路母线侧隔离开关可以取消，保留负荷侧隔离开关，
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