《變電所設(shè)計(jì)正文》word版

1、摘 要電力系統(tǒng)專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)是一次比較綜合的訓(xùn)練，它是我們將在校期間所學(xué)的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行理論與實(shí)踐的很好結(jié)合。根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，綜合所學(xué)專業(yè)知識(shí)及變電所設(shè)計(jì)等書籍的有關(guān)內(nèi)容，了主變選擇、電氣主接線的擬定、短路計(jì)算、電氣設(shè)備選擇、配電裝置的規(guī)劃、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的規(guī)劃和防雷保護(hù)的規(guī)劃等主要工作。在此期間，遇到的種種問題均通過反復(fù)比較、驗(yàn)算，并請(qǐng)教老師得以解決。畢業(yè)設(shè)計(jì)論文由設(shè)計(jì)說明書、設(shè)計(jì)計(jì)算書、一套圖紙（電氣主接線圖、總平面布置圖、配電裝置斷面圖）組成。內(nèi)容較為詳細(xì)，對(duì)今后擴(kuò)建有一定的參考價(jià)值。關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng) 變電所 電氣設(shè)備 配電裝置ABSTRACTThe graduate pro

2、fessional power system design is a more integrated training, it is we will be in school during the schools expertise in theory and practice of good combination. According to the design tasks of the graduation requirements, comprehensive study by the expertise and and other books relating to the cont

3、ents of the design process to complete the main transformer choice, the main electrical wiring formulation, short-circuit, the choice of electrical equipment, power distribution Device planning, protection and automatic devices for planning and the protection of the mine planning, and other major wo

4、rk. In the meantime, the various problems were encountered by repeated comparison, checking and ask the teacher to solve. Design graduation thesis from design specification, design and calculation on a set of drawings (the main electrical wiring diagram, the general layout plans and distribution dev

5、ices sections). Content in more detail in the future expansion of a certain value.Key word: power system substation electricity equipment distribution device目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc200687214 摘 要 PAGEREF _Toc200687214 h I HYPERLINK l _Toc200687215 ABSTRACT PAGEREF _Toc200687215 h II HYPER

6、LINK l _Toc200687216 設(shè)計(jì)引言 PAGEREF _Toc200687216 h 1 HYPERLINK l _Toc200687217 第1部分 說明書 PAGEREF _Toc200687217 h 2 HYPERLINK l _Toc200687218 第1章 設(shè)計(jì)引論 PAGEREF _Toc200687218 h 2 HYPERLINK l _Toc200687219 1.1 電力系統(tǒng)的一般概念 PAGEREF _Toc200687219 h 2 HYPERLINK l _Toc200687220 1.1.1 對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求 PAGEREF _Toc200

7、687220 h 2 HYPERLINK l _Toc200687221 1.2 變電所的作用和工作原理及分類 PAGEREF _Toc200687221 h 3 HYPERLINK l _Toc200687222 1.2.1 變電所的作用和工作原理 PAGEREF _Toc200687222 h 3 HYPERLINK l _Toc200687223 1.2.2 變電所的分類 PAGEREF _Toc200687223 h 3 HYPERLINK l _Toc200687224 第2章 設(shè)計(jì)任務(wù) PAGEREF _Toc200687224 h 4 HYPERLINK l _Toc200687

8、225 2.1 設(shè)計(jì)的基本要求說明 PAGEREF _Toc200687225 h 4 HYPERLINK l _Toc200687226 2.1.1 設(shè)計(jì)地區(qū)環(huán)境 PAGEREF _Toc200687226 h 4 HYPERLINK l _Toc200687227 2.1.2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖如下 PAGEREF _Toc200687227 h 4 HYPERLINK l _Toc200687228 2.1.4 10kV側(cè)用戶負(fù)荷表 PAGEREF _Toc200687228 h 5 HYPERLINK l _Toc200687229 2.1.5 其它條件 PAGEREF _Toc2006872

9、29 h 5 HYPERLINK l _Toc200687230 2.2 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 PAGEREF _Toc200687230 h 5 HYPERLINK l _Toc200687231 2.3 設(shè)計(jì)范圍及建設(shè)規(guī)模 PAGEREF _Toc200687231 h 5 HYPERLINK l _Toc200687232 第3章 主變壓器及其無功補(bǔ)償?shù)倪x擇 PAGEREF _Toc200687232 h 6 HYPERLINK l _Toc200687233 3.1主變壓器的選擇 PAGEREF _Toc200687233 h 6 HYPERLINK l _Toc200687234 3.1.1

10、 主變壓器臺(tái)數(shù)的確定 PAGEREF _Toc200687234 h 6 HYPERLINK l _Toc200687235 3.1.2 主變壓器容量的確定 PAGEREF _Toc200687235 h 6 HYPERLINK l _Toc200687236 3.2 功率因數(shù)的補(bǔ)償及電容器的選擇 PAGEREF _Toc200687236 h 7 HYPERLINK l _Toc200687237 3.2.1 提高功率因數(shù)的意義 PAGEREF _Toc200687237 h 7 HYPERLINK l _Toc200687238 3.2.2 電容器組總?cè)萘看_定的要求 PAGEREF _To

11、c200687238 h 7 HYPERLINK l _Toc200687239 3.2.3 并聯(lián)電容器組的基本接線類型 PAGEREF _Toc200687239 h 8 HYPERLINK l _Toc200687240 3.2.4 并聯(lián)電容器組每相內(nèi)部的接線方式 PAGEREF _Toc200687240 h 8 HYPERLINK l _Toc200687241 3.2.5 并聯(lián)電容器組的確定 PAGEREF _Toc200687241 h 8 HYPERLINK l _Toc200687242 第4章 電氣主接線的選擇 PAGEREF _Toc200687242 h 9 HYPERL

12、INK l _Toc200687243 4.1 對(duì)電氣主接線的說明 PAGEREF _Toc200687243 h 9 HYPERLINK l _Toc200687244 4.2 對(duì)電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求 PAGEREF _Toc200687244 h 9 HYPERLINK l _Toc200687245 4.2.1 可靠性 PAGEREF _Toc200687245 h 9 HYPERLINK l _Toc200687246 4.2.2 靈活性 PAGEREF _Toc200687246 h 9 HYPERLINK l _Toc200687247 4.2.3 經(jīng)濟(jì)性 PAGEREF _T

13、oc200687247 h 9 HYPERLINK l _Toc200687248 4.3 主接線的選擇 PAGEREF _Toc200687248 h 10 HYPERLINK l _Toc200687249 4.3.1 60kV側(cè)主接線 PAGEREF _Toc200687249 h 10 HYPERLINK l _Toc200687250 4.3.2 10kV側(cè)主接線 PAGEREF _Toc200687250 h 10 HYPERLINK l _Toc200687251 4.3.4 主接線方式的確定 PAGEREF _Toc200687251 h 11 HYPERLINK l _Toc

14、200687252 第5章 短路電流計(jì)算 PAGEREF _Toc200687252 h 12 HYPERLINK l _Toc200687253 5.1 短路計(jì)算概述 PAGEREF _Toc200687253 h 12 HYPERLINK l _Toc200687254 5.2 短路計(jì)算條件 PAGEREF _Toc200687254 h 12 HYPERLINK l _Toc200687255 5.2.1 電氣系統(tǒng)短路電流計(jì)算條件 PAGEREF _Toc200687255 h 12 HYPERLINK l _Toc200687256 5.2.2 一般規(guī)定 PAGEREF _Toc200

15、687256 h 13 HYPERLINK l _Toc200687257 5.2.3 限制措施 PAGEREF _Toc200687257 h 13 HYPERLINK l _Toc200687258 5.3 短路過程分析 PAGEREF _Toc200687258 h 14 HYPERLINK l _Toc200687259 5.3.1 由“無限大容量系統(tǒng)”供電的三相短路電流 PAGEREF _Toc200687259 h 14 HYPERLINK l _Toc200687260 5.3.2 由“有限容量系統(tǒng)”供電時(shí)的三相短路電流 PAGEREF _Toc200687260 h 14 HY

16、PERLINK l _Toc200687261 5.4 短路電流的計(jì)算方法 PAGEREF _Toc200687261 h 14 HYPERLINK l _Toc200687262 5.4.1 標(biāo)幺值法的基本原理 PAGEREF _Toc200687262 h 15 HYPERLINK l _Toc200687263 5.5 短路電流的計(jì)算 PAGEREF _Toc200687263 h 16 HYPERLINK l _Toc200687264 第6章 電氣設(shè)備的選擇 PAGEREF _Toc200687264 h 17 HYPERLINK l _Toc200687265 6.1 高壓電器選擇

17、的一般要求 PAGEREF _Toc200687265 h 17 HYPERLINK l _Toc200687266 6.1.1 一般原則 PAGEREF _Toc200687266 h 17 HYPERLINK l _Toc200687267 6.1.2 技術(shù)條件 PAGEREF _Toc200687267 h 17 HYPERLINK l _Toc200687268 6.1.3 環(huán)境條件 PAGEREF _Toc200687268 h 18 HYPERLINK l _Toc200687269 6.1.4 環(huán)境保護(hù) PAGEREF _Toc200687269 h 20 HYPERLINK l

18、 _Toc200687270 6.1.5 短路點(diǎn)選取 PAGEREF _Toc200687270 h 20 HYPERLINK l _Toc200687271 6.2 高壓斷路器的選擇 PAGEREF _Toc200687271 h 20 HYPERLINK l _Toc200687272 6.2.1 按額定電壓選擇 PAGEREF _Toc200687272 h 20 HYPERLINK l _Toc200687273 6.2.2 按額定電流選擇 PAGEREF _Toc200687273 h 20 HYPERLINK l _Toc200687274 6.2.3 按開斷電流選擇 PAGERE

19、F _Toc200687274 h 21 HYPERLINK l _Toc200687275 6.2.4 按額定關(guān)合電流選擇 PAGEREF _Toc200687275 h 21 HYPERLINK l _Toc200687276 6.2.5 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) PAGEREF _Toc200687276 h 21 HYPERLINK l _Toc200687277 6.2.6 熱穩(wěn)定校驗(yàn) PAGEREF _Toc200687277 h 21 HYPERLINK l _Toc200687278 6.2.7 高壓斷路器的確定 PAGEREF _Toc200687278 h 21 HYPERLINK l

20、_Toc200687279 6.3 高壓隔離開關(guān)的選擇 PAGEREF _Toc200687279 h 22 HYPERLINK l _Toc200687280 6.4 電流互感器的選擇 PAGEREF _Toc200687280 h 22 HYPERLINK l _Toc200687281 6.4.1 設(shè)備種類的選擇 PAGEREF _Toc200687281 h 22 HYPERLINK l _Toc200687282 6.4.2 按一次額定電壓和額定電流選擇 PAGEREF _Toc200687282 h 22 HYPERLINK l _Toc200687283 6.5 電壓互感器的選擇

21、 PAGEREF _Toc200687283 h 23 HYPERLINK l _Toc200687284 6.5.1 裝置種類和型式選擇 PAGEREF _Toc200687284 h 23 HYPERLINK l _Toc200687285 6.5.2 按一次回路電壓選擇 PAGEREF _Toc200687285 h 23 HYPERLINK l _Toc200687286 6.5.3 按二次回路電壓選擇 PAGEREF _Toc200687286 h 24 HYPERLINK l _Toc200687287 6.5.4 按準(zhǔn)確級(jí)和容量選擇 PAGEREF _Toc200687287 h

22、 24 HYPERLINK l _Toc200687288 6.6 高壓開關(guān)柜的選擇 PAGEREF _Toc200687288 h 24 HYPERLINK l _Toc200687289 6.6.1 高壓開關(guān)柜的介紹 PAGEREF _Toc200687289 h 24 HYPERLINK l _Toc200687290 6.6.2 高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)特點(diǎn) PAGEREF _Toc200687290 h 25 HYPERLINK l _Toc200687291 6.6.3 高壓開關(guān)柜選用指導(dǎo)意見 PAGEREF _Toc200687291 h 25 HYPERLINK l _Toc200687

23、292 6.6.4 高壓開關(guān)柜的確定 PAGEREF _Toc200687292 h 25 HYPERLINK l _Toc200687293 6.7 母線的選擇 PAGEREF _Toc200687293 h 25 HYPERLINK l _Toc200687294 6.7.1 選擇條件 PAGEREF _Toc200687294 h 25 HYPERLINK l _Toc200687295 6.7.2 導(dǎo)體截面選擇和校驗(yàn) PAGEREF _Toc200687295 h 26 HYPERLINK l _Toc200687296 6.7.3 母線的確定 PAGEREF _Toc20068729

24、6 h 26 HYPERLINK l _Toc200687297 第7章 配電裝置的規(guī)劃 PAGEREF _Toc200687297 h 27 HYPERLINK l _Toc200687298 7.1 電工建筑物總平面布置的基本原則 PAGEREF _Toc200687298 h 27 HYPERLINK l _Toc200687299 7.2 本所電氣布置規(guī)劃方案 PAGEREF _Toc200687299 h 27 HYPERLINK l _Toc200687300 7.2.1 60kV側(cè)室外部分 PAGEREF _Toc200687300 h 27 HYPERLINK l _Toc20

25、0687301 7.2.2 10kV側(cè)室外部分 PAGEREF _Toc200687301 h 27 HYPERLINK l _Toc200687302 7.2.3 10kV側(cè)室內(nèi)部分 PAGEREF _Toc200687302 h 27 HYPERLINK l _Toc200687303 第8章 繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置規(guī)劃設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc200687303 h 29 HYPERLINK l _Toc200687304 8.1 繼電保護(hù)的配置 PAGEREF _Toc200687304 h 29 HYPERLINK l _Toc200687305 8.1.1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用

26、PAGEREF _Toc200687305 h 29 HYPERLINK l _Toc200687306 8.1.2 繼電保護(hù)的要求 PAGEREF _Toc200687306 h 29 HYPERLINK l _Toc200687307 8.1.3 變壓器保護(hù)的配置 PAGEREF _Toc200687307 h 29 HYPERLINK l _Toc200687308 8.1.4 10kV側(cè)母線保護(hù) PAGEREF _Toc200687308 h 30 HYPERLINK l _Toc200687309 8.1.5 10kV側(cè)線路保護(hù) PAGEREF _Toc200687309 h 31

27、HYPERLINK l _Toc200687310 8.2 自動(dòng)裝置的配置 PAGEREF _Toc200687310 h 31 HYPERLINK l _Toc200687311 8.2.1 配置原則 PAGEREF _Toc200687311 h 31 HYPERLINK l _Toc200687312 8.2.2 自動(dòng)重合閘的作用 PAGEREF _Toc200687312 h 31 HYPERLINK l _Toc200687313 8.2.3 自動(dòng)重合閘裝置應(yīng)符合的基本要求 PAGEREF _Toc200687313 h 31 HYPERLINK l _Toc200687314 8.

28、2.4 待設(shè)變電所自動(dòng)裝置配置 PAGEREF _Toc200687314 h 32 HYPERLINK l _Toc200687315 8.2.5 備用電源和備用設(shè)備自動(dòng)投入 PAGEREF _Toc200687315 h 32 HYPERLINK l _Toc200687316 8.3 繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置的確定 PAGEREF _Toc200687316 h 32 HYPERLINK l _Toc200687317 第9章 過電壓防雷保護(hù)的規(guī)劃設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc200687317 h 33 HYPERLINK l _Toc200687318 9.1 避雷器的選擇 PAGEREF

29、 _Toc200687318 h 33 HYPERLINK l _Toc200687319 9.1.1 避雷器的選擇要求 PAGEREF _Toc200687319 h 33 HYPERLINK l _Toc200687320 9.1.2 避雷器的確定 PAGEREF _Toc200687320 h 33 HYPERLINK l _Toc200687321 9.2 雷擊過電壓保護(hù) PAGEREF _Toc200687321 h 34 HYPERLINK l _Toc200687322 9.2.1 直擊雷的保護(hù)范圍 PAGEREF _Toc200687322 h 34 HYPERLINK l _

30、Toc200687323 9.2.2 避雷針的裝設(shè)原則及接地裝置的要求 PAGEREF _Toc200687323 h 34 HYPERLINK l _Toc200687324 9.2.3 避雷針保護(hù)范圍計(jì)算 PAGEREF _Toc200687324 h 34 HYPERLINK l _Toc200687325 第2部分 計(jì)算書 PAGEREF _Toc200687325 h 35 HYPERLINK l _Toc200687326 第10章 主變壓器及功率補(bǔ)償電容器組的選擇 PAGEREF _Toc200687326 h 35 HYPERLINK l _Toc200687327 10.1

31、主變壓器的選擇 PAGEREF _Toc200687327 h 35 HYPERLINK l _Toc200687328 10.1.1 變電所所有負(fù)荷的總功率 PAGEREF _Toc200687328 h 35 HYPERLINK l _Toc200687329 10.1.2 變電所所有負(fù)荷的總?cè)萘?PAGEREF _Toc200687329 h 35 HYPERLINK l _Toc200687330 10.1.3 主變壓器容量的確定 PAGEREF _Toc200687330 h 35 HYPERLINK l _Toc200687331 10.2 功率因數(shù)的補(bǔ)償及電容器組的選擇 PAGE

32、REF _Toc200687331 h 36 HYPERLINK l _Toc200687332 10.2.1 功率因數(shù)的補(bǔ)償 PAGEREF _Toc200687332 h 36 HYPERLINK l _Toc200687333 10.2.2 補(bǔ)償容量的確定 PAGEREF _Toc200687333 h 36 HYPERLINK l _Toc200687334 10.2.3 補(bǔ)償容量的校驗(yàn) PAGEREF _Toc200687334 h 36 HYPERLINK l _Toc200687335 第11章 短路電流的計(jì)算 PAGEREF _Toc200687335 h 37 HYPERLI

33、NK l _Toc200687336 11.1等值系統(tǒng)圖化簡 PAGEREF _Toc200687336 h 37 HYPERLINK l _Toc200687337 11.2各元?dú)饧?biāo)幺值歸算 PAGEREF _Toc200687337 h 37 HYPERLINK l _Toc200687338 11.3 60kV側(cè)K1點(diǎn)三相短路的電路圖化簡計(jì)算 PAGEREF _Toc200687338 h 38 HYPERLINK l _Toc200687339 11.4 10kV側(cè)K2點(diǎn)三相短路的電路圖化簡計(jì)算 PAGEREF _Toc200687339 h 40 HYPERLINK l _Toc2

34、00687340 11.5 各點(diǎn)短路電流 PAGEREF _Toc200687340 h 42 HYPERLINK l _Toc200687341 第12章 電氣設(shè)備選擇 PAGEREF _Toc200687341 h 43 HYPERLINK l _Toc200687342 12.1 60kV側(cè)電氣設(shè)備選擇 PAGEREF _Toc200687342 h 43 HYPERLINK l _Toc200687343 12.1.1 60kV側(cè)高壓斷路器的選擇 PAGEREF _Toc200687343 h 43 HYPERLINK l _Toc200687344 12.1.2 60kV側(cè)隔離開關(guān)的

35、選擇 PAGEREF _Toc200687344 h 44 HYPERLINK l _Toc200687345 12.1.3 60kV側(cè)電流互感器的選擇 PAGEREF _Toc200687345 h 44 HYPERLINK l _Toc200687346 12.1.4 60kV側(cè)電壓互感器的選擇 PAGEREF _Toc200687346 h 45 HYPERLINK l _Toc200687347 12.2 10kV側(cè)電氣設(shè)備選擇 PAGEREF _Toc200687347 h 45 HYPERLINK l _Toc200687348 12.2.1 10kV側(cè)斷路器的選擇 PAGEREF

36、 _Toc200687348 h 45 HYPERLINK l _Toc200687349 12.2.2 10kV側(cè)隔離開關(guān)的選擇 PAGEREF _Toc200687349 h 46 HYPERLINK l _Toc200687350 12.2.3 10kV側(cè)電流互感器的選擇 PAGEREF _Toc200687350 h 47 HYPERLINK l _Toc200687351 12.2.4 10kV側(cè)電壓互感器的選擇 PAGEREF _Toc200687351 h 48 HYPERLINK l _Toc200687352 12.2.5 10kV側(cè)高壓開關(guān)柜的選擇 PAGEREF _Toc

37、200687352 h 48 HYPERLINK l _Toc200687353 12.2.6 10kV側(cè)母線的選擇 PAGEREF _Toc200687353 h 49 HYPERLINK l _Toc200687354 第13章 防雷保護(hù)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc200687354 h 50 HYPERLINK l _Toc200687355 13.1 避雷器選擇 PAGEREF _Toc200687355 h 50 HYPERLINK l _Toc200687356 13.2 避雷針選擇 PAGEREF _Toc200687356 h 50 HYPERLINK l _Toc20068

38、7357 13.2.1 避雷針高度選擇 PAGEREF _Toc200687357 h 51 HYPERLINK l _Toc200687358 13.2.2 保護(hù)半徑計(jì)算 PAGEREF _Toc200687358 h 51 HYPERLINK l _Toc200687359 13.2.3 保護(hù)范圍最小寬度計(jì)算 PAGEREF _Toc200687359 h 51 HYPERLINK l _Toc200687360 總 結(jié) PAGEREF _Toc200687360 h 52 HYPERLINK l _Toc200687361 致 謝 PAGEREF _Toc200687361 h 53 H

39、YPERLINK l _Toc200687362 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc200687362 h 54 HYPERLINK l _Toc200687363 附 錄 PAGEREF _Toc200687363 h 55設(shè)計(jì)引言本畢業(yè)設(shè)計(jì)論文為環(huán)北60kV二次降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì)，要求所設(shè)計(jì)的變電所能長期可靠為其負(fù)荷供電。設(shè)計(jì)過程中遵循國家的法律、法規(guī)，貫徹執(zhí)行國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策和基本建設(shè)程序，運(yùn)用系統(tǒng)工程的方法從全局出發(fā)，正確處理生產(chǎn)與生活、安全與經(jīng)濟(jì)等方面的關(guān)系，實(shí)行資源的綜合利用，節(jié)約能源和用地，對(duì)生產(chǎn)工藝、主要設(shè)備和主體工程要做到可靠、適用、先進(jìn)。在上述原則基礎(chǔ)上，明

40、確設(shè)計(jì)的目的，逐步完成主變的選擇、電氣主接線的選擇、短路電流的計(jì)算、電氣設(shè)備的選擇、高壓配電裝置的規(guī)劃、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的規(guī)劃設(shè)計(jì)、防雷保護(hù)規(guī)劃、繪制圖紙等主要工作，形成較為完整的論文。目前，電力技術(shù)已成為世界能源領(lǐng)域的主流技術(shù)，發(fā)電、輸電、配電技術(shù)的進(jìn)步，提高了供電的能力、質(zhì)量和可靠性，擴(kuò)大了電力應(yīng)用范圍，因此，變電所的合理設(shè)計(jì)也變得尤為重要。設(shè)計(jì)工作是電力工程建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，做好設(shè)計(jì)工作，對(duì)電力工程建設(shè)的工期、質(zhì)量、投資費(fèi)用和建成投產(chǎn)后的運(yùn)行安全可靠性和生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟(jì)效益，起著決定性的作用。本論文即在遵循原則、合理規(guī)劃、反復(fù)校驗(yàn)的基礎(chǔ)上完成。第1部分 說明書第1章 設(shè)計(jì)引論1.1 電力系

41、統(tǒng)的一般概念電能是社會(huì)主義建設(shè)和人民生活不可缺少的重要的能源，電力工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位，電能是由發(fā)電廠供給，因?yàn)榭紤]經(jīng)濟(jì)原因，發(fā)電廠大多建在動(dòng)力資源比較豐富的地方，而這些地方又常遠(yuǎn)離大中性城市和工廠企業(yè)，這樣需要遠(yuǎn)距離輸送，經(jīng)過升、降壓變電所進(jìn)行轉(zhuǎn)接，在進(jìn)一步的將電能分配到用戶和生產(chǎn)企業(yè)。由于電力電能的重要特點(diǎn)是不能儲(chǔ)存，因此電力電能的生產(chǎn)、輸送、分配和使用是同時(shí)進(jìn)行的，于是電力電能從生產(chǎn)到使用就構(gòu)成一個(gè)整體，而由電力電能的生產(chǎn)、輸送、分配和使用的發(fā)電機(jī)、變壓器、電力線路及各種用電設(shè)備聯(lián)系在一起組成的統(tǒng)一整體就稱為電力系統(tǒng)。 對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求1.保證供電的可靠性電力系統(tǒng)的

42、中斷將使生產(chǎn)停頓，生活混亂，甚至危機(jī)人身和設(shè)備的安全運(yùn)行，造成十分嚴(yán)重的后果，給國民經(jīng)濟(jì)帶來嚴(yán)重的損失，因此，對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行首先要保證供電的可靠性。根據(jù)用戶本身的重要程度可將負(fù)荷分為三類：第一類負(fù)荷：將中斷供電會(huì)造成人身事故、設(shè)備損壞、產(chǎn)品報(bào)廢，生產(chǎn)秩序長期不能恢復(fù)，人民生活混亂，政治影響大等的用戶以及軍工系統(tǒng)劃屬為第一類負(fù)荷，是重要負(fù)荷；第二類負(fù)荷：將中斷供電會(huì)造成大量減產(chǎn)，人民生活會(huì)受到影響的用戶劃屬為第二類負(fù)荷；第三類負(fù)荷：除一、二類負(fù)荷以外的一般用戶屬于第三類負(fù)荷；電力系統(tǒng)供電的可靠性，首先是保證第一類負(fù)荷，然后才保證第二類負(fù)荷，最后才是第三類負(fù)荷。2.保證良好的電能質(zhì)量良好的電能質(zhì)

43、量有三個(gè)指標(biāo):頻率、電壓、諧波。超過或低于三個(gè)指標(biāo)時(shí)，會(huì)嚴(yán)重危及系統(tǒng)中電氣設(shè)備的安全運(yùn)行而造成設(shè)備損壞、人身事故。3.提高系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性電能生產(chǎn)的規(guī)模很大，消耗的能源在國民經(jīng)濟(jì)能源總消耗中占的比重很大，而且電能在生產(chǎn)、輸送、分配時(shí)損耗的絕對(duì)值是相當(dāng)可觀的。因此，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性具有極其重要的經(jīng)濟(jì)意義。電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)一般是指火電廠的煤耗以及電廠用電率和電力網(wǎng)的網(wǎng)損率等。1.2 變電所的作用和工作原理及分類 變電所的作用和工作原理變電所是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它是變換和調(diào)整電壓、變換和分配電能的場(chǎng)所，往往擔(dān)負(fù)著向用電設(shè)備直接供電的任務(wù)。變電所一般由變壓器、配電裝置（包括高低壓開關(guān)、

44、電壓和電流互感器、避雷器、母線等設(shè)備）及相應(yīng)的各種構(gòu)筑物，控制和信號(hào)設(shè)備，繼電保護(hù)裝置和測(cè)量儀表，通訊及電源設(shè)備，導(dǎo)線及電纜等組成。有些變電所考慮母線的功率因數(shù)較低，還裝有電力電容器組靜止補(bǔ)償裝置或調(diào)相機(jī)等設(shè)備上述設(shè)備中，除控制與信號(hào)部分，繼電保護(hù)裝置，測(cè)量儀表，控制電源和通訊等設(shè)備外，其余部分稱為一次設(shè)備，由一次設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)稱為一次系統(tǒng)。 變電所的分類按電壓的升降分類，分為升壓變電所和降壓變電所兩大類。升壓變電所多與發(fā)電廠建在一起，又稱為發(fā)電廠升壓站，它把發(fā)電機(jī)電壓升高，經(jīng)高壓輸電線路把電能送到遠(yuǎn)處的負(fù)荷區(qū)，或與其他的高壓變電所聯(lián)結(jié)成統(tǒng)一的電力網(wǎng)系統(tǒng)。降壓變電所按性質(zhì)和規(guī)模將劃分為區(qū)域

45、變電所、地方變電所、終端變電所三種。1.區(qū)域變電所（一次變）主要特點(diǎn)是電壓等級(jí)高，進(jìn)出回路多，變壓器容量大，在系統(tǒng)中地位比較重要。其高壓側(cè)均在110kV以上，低壓側(cè)也在35kV以上，它由大電網(wǎng)供電，通過降壓后主要向地方變電所供電。2.地方變電所（二次變）地方變電所多由區(qū)域變電所或發(fā)電廠供電，主要向終端變電所供電，它的高壓側(cè)一般為10110kV，低壓側(cè)多為610kV。3.終端變電所多是工礦企業(yè)變電所和農(nóng)村的鄉(xiāng)鎮(zhèn)變電所，它的高壓側(cè)多為1035kV，低壓側(cè)為310kV和0.4/0.22kV系統(tǒng)。終端變電所主要由地方變電所或發(fā)電廠供電，降壓后直接向各種用電設(shè)備供電。本次設(shè)計(jì)的變電所是高壓側(cè)為60kV，

46、低壓側(cè)為10kV的二次變電所配電系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)。第2章 設(shè)計(jì)任務(wù)2.1 設(shè)計(jì)的基本要求說明 設(shè)計(jì)地區(qū)環(huán)境本次設(shè)計(jì)的變電所為地區(qū)二次變電所，電壓等級(jí)為60/10kV，電源進(jìn)線由兩回架空線同來，10kV側(cè)負(fù)荷出線路13回。待設(shè)計(jì)的變電所所處的地區(qū)地勢(shì)平坦，平均海拔高度為350m，最高氣溫35，最低氣溫-26，年平均溫度為11。周圍空氣無污染，出線走廊寬闊，交通方便。 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖如下2*50MVAcos=0.8Xd=0.1242*63MVAud%=10.52*40km100kmS=220kv2*63MVAud%=14.460kv2*10km待設(shè)計(jì)變電所2.1.4 10kV側(cè)用戶負(fù)荷表序號(hào)用戶名稱最大

47、負(fù)荷cos回路數(shù)長度（km）Tmax附注近遠(yuǎn)1電機(jī)廠300042000.82125000有重要負(fù)荷2化肥廠250037000.82156500有重要負(fù)荷3家用電器廠200028000.81104000III類負(fù)荷4農(nóng)機(jī)廠100015000.81104000III類負(fù)荷5糖果廠150025000.82145000有重要負(fù)荷6罐頭廠100020000.81104000III類負(fù)荷7家具廠100025000.8183500III類負(fù)荷8水泥廠100020000.82175500有重要負(fù)荷9住宅小區(qū)80015000.81104500III類負(fù)荷 其它條件1.線損率取5%。2.負(fù)荷的同時(shí)系數(shù)取0.8。3

48、.有功負(fù)荷率取0.75；無功負(fù)荷率取0.82。4.要求變電所的平均功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.95以上。2.2 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容1.變電所的變壓器選定（型式、臺(tái)數(shù)、容量、變壓比）2.確定變電所電氣主接線型式和繪圖3.短路電流計(jì)算4.電氣設(shè)備選擇（補(bǔ)償電容器、母線、高壓斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器和高壓開關(guān)柜）5.配電裝置的規(guī)劃設(shè)計(jì)6.全所繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置規(guī)劃設(shè)計(jì)和整定計(jì)算7.全所過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)2.3 設(shè)計(jì)范圍及建設(shè)規(guī)模1.60kV室外變電設(shè)備2.10kV室內(nèi)配電設(shè)備3.變電所設(shè)備繼電保護(hù)系統(tǒng)4.防雷系統(tǒng)第3章 主變壓器及其無功補(bǔ)償?shù)倪x擇3.1主變壓器的選擇 主變壓器臺(tái)數(shù)的確定1.從10

49、kV側(cè)的負(fù)荷表中可以看出，每個(gè)負(fù)荷出線為兩回路，負(fù)荷可以按兩回路進(jìn)行分配。2.主變壓器在滿足用戶負(fù)荷容量的條件下，還應(yīng)考慮檢修、故障情況下的容量備用。3.因此，本次設(shè)計(jì)的變電所采用兩臺(tái)主變壓器。 主變壓器容量的確定1.遠(yuǎn)期規(guī)劃(1)主變壓器的容量選擇必須滿足本次設(shè)計(jì)的變電所的負(fù)荷容量要求，也盡可能考慮變電所建成后510年的規(guī)劃負(fù)荷的要求，也適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期的負(fù)荷發(fā)展，與城市規(guī)劃相結(jié)合。(2)根據(jù)變電所所帶用戶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量，對(duì)于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)重要負(fù)荷。對(duì)一般性變電所，

50、當(dāng)一臺(tái)變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70%80%。2.選擇主變壓器(1)根據(jù)10kV側(cè)負(fù)荷表計(jì)算（詳細(xì)的計(jì)算過程見計(jì)算書），最大負(fù)荷為： S總=23835kVA （考慮線損和負(fù)荷同時(shí)率）(2)本次設(shè)計(jì)采用兩臺(tái)主變壓器互相備用運(yùn)行方式，即當(dāng)一臺(tái)變壓器停運(yùn)或故障時(shí)，另一臺(tái)變壓器能保證全部負(fù)荷的70%重要負(fù)荷供電，即： STB=16684.5kVA(3)由10kV側(cè)負(fù)荷表計(jì)算得重要負(fù)荷為：13020kVA，即變電所的重要負(fù)荷小于變壓器的70%的備用容量（16684.5kVA13020kVA），所以變壓器的70%的備用容量完全可以保證重要負(fù)荷的運(yùn)行要求。(4)依據(jù)以上的參數(shù)選定63kV

51、級(jí)變壓器，選型號(hào)為SFZ7-20000/63，其主要參數(shù)見表3-1：表3-1 變壓器主要參數(shù)表型號(hào)SFZ7-20000/63額定容量（kVA）20000額定電壓（kV）6381.25%/10.5聯(lián)接組標(biāo)號(hào)YN,d11 阻抗電壓（%）9.0空載電流（%）0.9空載損耗（kW）30.0短路損耗（kW）99.0 總重量(t)45.23.2 功率因數(shù)的補(bǔ)償及電容器的選擇 提高功率因數(shù)的意義在工業(yè)企業(yè)的電力用戶，絕大部分用電設(shè)備都具有電感性，需要從電力系統(tǒng)吸取無功功率，架空線路的功率因數(shù)均小于1，特別是在空載情況下，功率因數(shù)會(huì)更低。用電設(shè)備功率因數(shù)降低之后，由于有功功率需要量保持不變，于是無功功率需要量

52、增加，這將給電力系統(tǒng)帶來許多不良的后果。1.增加電力網(wǎng)中輸電線路上的有功功率損耗和電能損耗。2.使電力系統(tǒng)內(nèi)的電氣設(shè)備容量不能得到充分利用。3.功率因數(shù)過低，還將使線路的電壓損失增大，結(jié)果負(fù)荷端的電壓就要下降，甚至?xí)陀谠试S偏移值，從而嚴(yán)重影響異步電動(dòng)機(jī)及其他用電設(shè)備的正常運(yùn)行。所以必須在低壓側(cè)裝設(shè)并聯(lián)補(bǔ)償電容器用以補(bǔ)償無功，提高功率因數(shù)。3.2.2 電容器組總?cè)萘看_定的要求1.并聯(lián)補(bǔ)償電容器組的總?cè)萘繎?yīng)滿足所需的無功功率補(bǔ)償值，其中串聯(lián)組數(shù)應(yīng)根據(jù)電力網(wǎng)和電容器的額定電壓確定。2.串聯(lián)補(bǔ)償電容器組的容量應(yīng)滿足補(bǔ)償度的要求，其中并聯(lián)臺(tái)數(shù)應(yīng)按線路正常最大負(fù)荷電流選擇。 并聯(lián)電容器組的基本接線類型并

53、聯(lián)電容器組的基本接線分為星形和三角形兩種，當(dāng)單臺(tái)并聯(lián)電容器的額定電壓不能滿足電網(wǎng)正常工作電壓要求時(shí)，需由兩臺(tái)或多臺(tái)并聯(lián)電容器串接后達(dá)到電網(wǎng)政黨工作電壓的要求。為達(dá)到要求的補(bǔ)償容量，又需用若干臺(tái)并聯(lián)才能組成并聯(lián)電容器。3.2.4 并聯(lián)電容器組每相內(nèi)部的接線方式1.串接線方式，該接線方式的優(yōu)點(diǎn)在于當(dāng)一臺(tái)故障電容器由于熔斷器熔斷后退出運(yùn)行，對(duì)該相的容量變化和與故障電容器串整個(gè)退出運(yùn)對(duì)行，對(duì)該相的容量變化和與故障電容器并聯(lián)的電容器承受的工作電壓影響較小，同時(shí)熔斷器的選擇只需考慮與單臺(tái)電容器相配合，故工程中普遍采用。2.并接線方式，該接線方式的缺點(diǎn)為，當(dāng)一臺(tái)故障電容器由于熔斷器熔斷退出運(yùn)行后，對(duì)該相的容

54、量變化和剩余串電容器的斷口絕緣水平應(yīng)等于電網(wǎng)的絕緣水平，致使熔斷器選擇不易，故工程中不采用該接線方式。 并聯(lián)電容器組的確定根據(jù)計(jì)算得出需要補(bǔ)償?shù)娜萘繛?150.5kvar因此選擇的并聯(lián)電容組的型號(hào)BAM11/-200-1W，Y型連接，數(shù)量為36個(gè)（3的倍數(shù)），其參數(shù)如表3-2表3-2 并聯(lián)電容器組參數(shù)型號(hào)額定電壓(kV)額定容量(kvar)額定電容(F)BAM11/-200-1W11/20015.78第4章 電氣主接線的選擇4.1 對(duì)電氣主接線的說明變電所的電氣主接線是變電所電氣設(shè)計(jì)的首要部分，也是電力系統(tǒng)的重要部分，它表明了發(fā)電機(jī)、變壓器、線路與斷路器等設(shè)備的數(shù)量和接線方式，從而實(shí)現(xiàn)安全的發(fā)

55、電、輸變電、配電的任務(wù)。因電氣主接線的重要性，直接影響變電所運(yùn)行的可靠性、靈活性，并對(duì)電器設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)的配置、自動(dòng)裝置和控制方式的擬定、操作與檢修的安全、以及今后的擴(kuò)建都有決定性的關(guān)系。因此，主接線的正確、合理設(shè)計(jì)，必須綜合處理各個(gè)方面的因素，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)論證比較后方可確定。主接線形式的確定，變電所的形式也就隨之確定下來了。4.2 對(duì)電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求 可靠性1.應(yīng)重視國內(nèi)外長期運(yùn)行的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及其可靠性的定性分析。2.主接線的可靠性包括一次部分和相應(yīng)組成的二次部分在運(yùn)行中可靠性的綜合。3.主接線的可靠性在很大程度上取決于設(shè)備的可靠程度，采用可靠性高的電氣設(shè)備可以

56、簡化接線。4.要考慮所設(shè)計(jì)的變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用。 靈活性主接線的靈活性有以下幾方面的要求：1.調(diào)度要求，可以靈活的投入和切除變壓器、線路、調(diào)配電源和負(fù)荷，能夠滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式下，檢修方式下以及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求。2.檢修要求，可以方便地停運(yùn)斷路器，母線及其繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行安全檢修且不致于影響對(duì)用戶的供電。 經(jīng)濟(jì)性1.投資省(1)主接線應(yīng)力求簡單，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、互感器、避雷器等一次設(shè)備。(2)要能使斷電保護(hù)和二次回路不過于復(fù)雜，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜。(3)要能限制短路電流，以便于選擇價(jià)廉的電氣設(shè)備或輕型電器。(4)如能滿足系統(tǒng)安全運(yùn)行及繼電保護(hù)要求，110k

57、V及以下終端或分支變電所可采用簡易電器。2.占地面積小主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。3.電能損失小經(jīng)濟(jì)合理的選擇主變壓器的種類、容量和數(shù)量，要避免因兩次變壓而增加電能損失。4.3 主接線的選擇因本次設(shè)計(jì)為60/10kV電壓等級(jí)的二次變電所，可分為60kV側(cè)主接線與10kV側(cè)主接線。4.3.1 60kV側(cè)主接線60kV側(cè)主接線共有兩種備選方案：單元接線和內(nèi)橋接線。1.單元接線(1)優(yōu)點(diǎn)：接線簡單，開關(guān)設(shè)備少，不需高壓配電裝置，且操作簡便。(2)缺點(diǎn)：當(dāng)線路故障或檢修時(shí)，變壓器停運(yùn)；變壓器故障或檢修時(shí)，線路停運(yùn)。(3)適用范圍：只有一臺(tái)變壓器和一回線路時(shí)。2.內(nèi)橋接線(1)優(yōu)

58、點(diǎn)：在線路故障或切除、投入時(shí)，不影響其余回路工作，并且操作簡單。(2)缺點(diǎn)：而在變壓器故障或切除、投入時(shí)，要使相應(yīng)線路短時(shí)停電，并且操作復(fù)雜。(3)適用范圍：適用于小容量變電所，并且變壓器不經(jīng)常切換或線路較長、故障率較高情況。4.3.2 10kV側(cè)主接線10kV側(cè)主接線共有兩種備選方案：單母線分段和雙母線接線。1.單母線分段(1)優(yōu)點(diǎn)：用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電；當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要負(fù)荷停電。(2)缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間停電。當(dāng)出線為雙

59、回路時(shí)，常使架空線出現(xiàn)交叉跨越。擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。(3)適用范圍：610kV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上。3560kV配電裝置出線回路數(shù)為4-8回。2.雙母線接線雙母線的兩組母線同時(shí)工作，并通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器并聯(lián)運(yùn)行，電源與負(fù)荷平均分配在兩組母線上。(1)優(yōu)點(diǎn)：供電可靠性。通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電；檢修任一回路的母線隔離開關(guān)，只停該回路。調(diào)度靈活。各個(gè)電源和回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要。擴(kuò)建方便。向雙母線的左右任何一個(gè)方向擴(kuò)建，均不影響兩組母線的電源

60、和負(fù)荷均勻分配，不會(huì)引起原有回路的停電。便于試驗(yàn)。當(dāng)個(gè)別回路需要單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可將該回路分開，單獨(dú)接至一組母線上。(2)缺點(diǎn)：增加一組母線和使每回路就需要增加一組母線隔離開關(guān)，投資增大；當(dāng)母線故障和檢修時(shí)，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作。(3)適用范圍：當(dāng)出線回路數(shù)或母線上電源較多、輸送和穿越功率較大、母線故障后要求迅速恢復(fù)供電、母線或母線設(shè)備檢修時(shí)不允許影響對(duì)用戶的供電、系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度對(duì)接線的靈活性有一定要求時(shí)采用。各級(jí)電壓采用如下：610kV配電裝置，當(dāng)短路電流較大、出線需要帶電抗器時(shí)。3560kV配電裝置，當(dāng)出線回路數(shù)超過8回?cái)?shù)時(shí)；或連接的電源較多、負(fù)荷較大時(shí)。 主接線方式的確定據(jù)