課程設(shè)計---35kv／10kv變電所初步設(shè)計

1、<p>　　建筑配電與照明課程設(shè)計（論文）</p><p>　　題目： 35KV／10KV變電所初步設(shè)計 </p><p>　　院（系）：軟件科學與工程學院</p><p>　　專業(yè)班級： </p><p>　　學 號： </p><p>　　學生姓名： </

2、p><p>　　指導教師： </p><p>　　教師職稱： 副教授 </p><p>　　起止時間： 09-11-9至11-22 </p><p>　　課程設(shè)計（論文）任務(wù)及評語</p><p>　　院（系）：軟件科學與工程學院 教研室：電氣</p>

3、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章課程設(shè)計目的與要求1</p><p>　　1.1 課程設(shè)計目的1</p><p>　　1.2課程設(shè)計的預(yù)備知識1</p><p>　　1.3 課程設(shè)計要求1</p><p>　　第2章課程設(shè)計內(nèi)容2<

4、/p><p>　　2.1 原始資料2</p><p>　　2.2無功補償方案的確定3</p><p>　　2.3變壓器臺數(shù)及容量的確定3</p><p>　　2.4根據(jù)電源及負荷情況確定主線方案4</p><p><b>　　2.5短路計算5</b></p><p>

5、　　2.6電氣設(shè)備選擇與校驗7</p><p>　　2.7繼電保護和自動裝置的規(guī)劃設(shè)計8</p><p>　　2.8防雷與接地設(shè)計9</p><p>　　2.9繪制相關(guān)圖紙10</p><p><b>　　課程總結(jié)11</b></p><p><b>　　參考文獻12<

6、/b></p><p><b>　　課程設(shè)計目的與要求</b></p><p>　　1.1 課程設(shè)計目的</p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計課題主要綜合訓練學生運用供配電技術(shù)、高低壓電器技術(shù)、建筑電氣等專業(yè)知識，完成35kV/10kV變電所的擴大初步設(shè)計，力求做到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全可靠。培養(yǎng)學生獨立思考、獨立收集資料、獨立設(shè)計的能力；培

7、養(yǎng)分析、總結(jié)及撰寫技術(shù)報告的能力。</p><p>　　1.2課程設(shè)計的預(yù)備知識</p><p>　　熟悉供配電技術(shù)、高低壓電器技術(shù)等課程的相關(guān)知識。</p><p>　　1.3 課程設(shè)計要求</p><p>　　按課程設(shè)計指導書提供的課題，根據(jù)第下表給出的基本要求及參數(shù)獨立完成設(shè)計，課程設(shè)計說明書應(yīng)包括以下內(nèi)容：</p>&l

8、t;p>　　1）文中的要語言簡練通順，圖表規(guī)范正確</p><p>　　2）文中的圖形和符號盡量采用IEE標準</p><p>　　3）課程設(shè)計論文在4000字左右</p><p>　　4）課程設(shè)計論文內(nèi)容完整、字跡工整、圖表整齊規(guī)范、數(shù)據(jù)詳實</p><p>　　5）課程設(shè)計論文應(yīng)按學院的統(tǒng)一要求格式打印裝訂成冊</p>

9、<p><b>　　課程設(shè)計內(nèi)容</b></p><p><b>　　2.1 原始資料</b></p><p>　　變電所10KV各用戶負荷情況由下表給出。</p><p>　　負荷的同時系數(shù)取0.9，有功負荷率取0.75；無功負荷率取0.8。要求變電所的平均功率因數(shù)補償?shù)?.9以上。</p>&

10、lt;p><b>　　動力支路負荷計算：</b></p><p>　　母線有功計算負荷： 無功計算負荷：</p><p><b>　　最大運行方式：</b></p><p>　　2.2無功補償方案的確定 </p><p>　　無功補償應(yīng)根據(jù)就地平衡和便于調(diào)整電壓的原則進行配置，

11、采用集中補償?shù)姆绞剑邪惭b在變電所內(nèi)有利于控制電壓水平。向電網(wǎng)提供可調(diào)節(jié)的容性無功。以補償多余的感性無功，減少電網(wǎng)有功損耗和提高電壓。</p><p>　　以下是本變電所無功補償容量及計算負荷：</p><p><b>　　補償前： </b></p><p>　　取=0.75，=0.8，則補償前的平均功率因數(shù)</p>&l

12、t;p><b>　　=</b></p><p>　　補償后功率因數(shù)提高到，所需電容器的無功補償容量為：</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=1616.527</b></p><p>　　補償后的供電系統(tǒng)的計算負荷為：</p>

13、<p>　　2.3變壓器臺數(shù)及容量的確定</p><p>　　為保證供電可靠性，變電站一般裝設(shè)三臺主變，當只有一個電源或變電站可由低壓側(cè)電網(wǎng)取得備用電源給重要負荷供電時，可裝設(shè)一臺或兩臺。本設(shè)計變電站用戶有多個重要負荷故設(shè)置三回電源進線，且低壓側(cè)電源只能由這三回進線取得，故選擇三臺主變壓器。</p><p>　　變壓器容量的選取，要根據(jù)各個廠用電性質(zhì)的不同，分別統(tǒng)計出各類用電設(shè)

14、備的額定功率(自然功率因數(shù)不同的設(shè)備，分別統(tǒng)計)再根據(jù)它們各自的同時率和效率的不同，計算出電力需求容量。一般可按下式計算：</p><p><b>　　變壓器容量＝</b></p><p>　　同時率是指同一時間用電設(shè)備的實際容量占總額定容量的百分比。根據(jù)計算結(jié)果，并考慮到今后的發(fā)展會地，選擇靠近國家標準系列容量的變壓器。</p><p>　　

15、變電站主變壓器容量一般按建站后5~10年的規(guī)劃負荷考慮，并按其中一臺停用時其余變壓器能滿足變電站最大負荷的50%~70%（35~110KV變電站為60%），或全部重要負荷選擇。</p><p><b>　　即 </b></p><p>　　式中 N——變壓器主變臺數(shù)</p><p>　　2.4根據(jù)電源及負荷情況確定主線方案</p>

16、<p>　　為了在輸電過程中輸電出現(xiàn)問題容易解決方便安裝，因此選用架空線為主要輸電線路，具體安裝要求如下：</p><p><b>　　接線方案：</b></p><p><b>　　2.5短路計算</b></p><p>　　電路短路后，其阻抗值比正常負荷時電路的阻抗值小得多，因此短路電流往往比正常負荷電流

17、大許多倍。在大容量電力系統(tǒng)中，短路電流可高達幾萬安培或幾十萬安培。如此大的短路電流對電力系統(tǒng)將產(chǎn)生極大的危害。由此可見，短路的后果是非常嚴重的，因此供電系統(tǒng)在設(shè)計、安裝和運行中，都應(yīng)該盡力設(shè)法消除引起短路故障的一切因素。</p><p>　　在發(fā)電廠和變電所的電氣設(shè)計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。其計算的目的主要有以下幾方面：</p><p>　　(1)在選擇電氣主接線時，為了比較

18、各種接線方案，或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進行必要的短路電流計算。 </p><p>　　(2)在選則電氣設(shè)備時，為了保證設(shè)備在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進行全面的短路電流計算。例如：計算菜一時刻的短路電流有效值，用以校驗開關(guān)設(shè)備的開斷能力和確定電抗器的電抗值；計算短路后較長時間短路電流有效值，用以校驗設(shè)備的熱穩(wěn)定；計算短路電流沖擊值，用以

19、校驗設(shè)備動穩(wěn)定。</p><p>　　(3)在設(shè)計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件校驗軟導線的相間和相對地的安全距離。 </p><p>　　(4)在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。 (5)接地裝置的設(shè)計，也需用短路電流。</p><p>　　利用標幺值法來計算短路電流</p><p>　　如下圖

20、，求變電所10KV高壓母線上（K-1點）和0.4kV低壓母線上（K-2點）短路的三相短路電流和短路容量。</p><p>　　（1）確定基準值 </p><p>　?。?）確定短路回路中各元件電抗標幺值</p><p><b>　　電力系統(tǒng)（）</b></p><p>　　==

21、100/500=0.2 </p><p>　　架空線路（W1）（）</p><p><b>　　=0.38</b></p><p><b>　　電纜線路（）（）</b></p><p>

22、;<b>　　=</b></p><p><b>　　電力變壓器（）</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　?。?）求K-1點的短路回路總電抗標幺值和三相短路電流和三相短路容量</p><p><b>　　總電抗標幺值</b>&

23、lt;/p><p>　　三相短路電流周期分量的有效值（）</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　三相短路容量（）</b></p><p>　　=100/1.924=52.0MVA</p><p>　?。?）求（K-2）點的短路回路總電抗標幺值和三相短

24、路電流，三相短路容量</p><p><b>　　總電抗標幺值</b></p><p>　　三相短路電流周期分量的有效值（）</p><p>　　=144/6.42=22.43kA</p><p><b>　　三相短路容量（）</b></p><p>　　=100/6.42=

25、15.54MVA</p><p>　　三相短路沖擊電流；最大有效值</p><p><b>　　=1.84 </b></p><p><b>　　=1.09</b></p><p>　　2.6電氣設(shè)備選擇與校驗</p><p>　　除需滿足各項技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)

26、考慮便于安裝調(diào)試的運行維護，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后才能確定。</p><p>　　斷路器的選擇及效驗條件如下：</p><p><b>　?、賃zd±≥Ug；</b></p><p><b>　?、贗e≥Ig;</b></p><p>　　③熱穩(wěn)定效驗Ie2.t.t≥I∞2.t</p&g

27、t;<p>　?、軇臃€(wěn)定效驗ice≤idf</p><p>　　隔離開關(guān)的主要用途：①隔離電壓，在檢修電氣設(shè)備時，用隔離開關(guān)將被檢修的設(shè)備與電源電壓隔離，以確保檢修的安全。②道閘操作，投入備用母線或旁路母線以及改變運行方式時，常用隔離開關(guān)配電斷路器，協(xié)同操作來完成。③分、合小電流。</p><p>　　隔離開關(guān)的主要用途：①隔離電壓，在檢修電氣設(shè)備時，用隔離開關(guān)將被檢修的設(shè)備

28、與電源電壓隔離，以確保檢修的安全。②倒閘操作，投入備用母線或旁路母線以及改變運行方式時，常用隔離開關(guān)配合斷路器，協(xié)同操作來完成。③分、合小電流。</p><p>　　隔離開關(guān)選擇和校驗原則是：①Uzd≥Ug；②Ie≥Ig；③Ie2.t.t≥I∞2.t④ich≤idf2.7.3電流互感器的選擇</p><p>　　電流互感器的選擇和配置應(yīng)按下列條件： </p><p>

29、;　?、傩褪剑弘娏骰ジ衅鞯男褪綉?yīng)根據(jù)使用環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。對于6～20kV屋內(nèi)配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器。對于35kV及以上配電裝置，一般采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨立式電流互感器。</p><p><b>　?、赨zd≥Ug；</b></p><p><b>　?、跧e≥Ig；</b></p>&

30、lt;p>　?、苄ｒ瀯臃€(wěn)定√2ImKem≥ich</p><p>　?、菪ｒ灍岱€(wěn)定I∞2.teq＜（Im.kth）2.t</p><p>　　2.7繼電保護和自動裝置的規(guī)劃設(shè)計</p><p>　　繼電保護的設(shè)計任務(wù)主要是：根據(jù)供電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、接線方式及負荷性質(zhì)等條件，選定系統(tǒng)各元件(進線、變壓器、饋線等)的保護方式及各種保護裝置的配合方式，進行各保護裝置

31、的整定計算及靈敏度校驗，擬制出保護裝置的原理圖及施工接線圖，選擇所用繼電器及輔助裝置的型號，提出設(shè)備訂貨清單等。</p><p>　　保護裝置的相互配合是保證供電系統(tǒng)安全運行的重要因素。在各種不同運行方式下，各元件的保護裝置之間在靈敏度和動作時限上應(yīng)得到配合。所謂靈敏度配合就是保護范圍的配合，即在各種可能出現(xiàn)的運行方式下，裝在元件本側(cè)的帶時限動作的保護裝置的保護范圍，應(yīng)小于裝在相鄰元件上同它相配合的保護裝置的動作

32、范圍。</p><p>　　為了保證保護裝置動作的選擇性，必須同時滿足靈敏度和動作時限相互配合的要求。只滿足某一方面都可能導致保護裝置的非選擇性動作。例如在圖8—1(a)中，保護裝置A的時限特性用虛線表示，保護裝置B的時限特性用實線表示；就圖中所示情況而言，保護裝置A第三段的保護范圍小于保護裝置B第三段的保護范圍，即在靈敏度上已得到配合。但保護裝置A第三段的時限等于保護裝置B的第二段時限，即兩者在動作時限上沒有配

33、合好，因此在D點發(fā)生短路故障時，保護裝置A與B將同時動作，不能保證選擇性。</p><p>　　2.8防雷與接地設(shè)計</p><p>　　變電所的直擊雷保護過電壓保護可采用避雷針或避雷線。</p><p>　　變電所的主廠房主控制室和配電裝置室一般不裝設(shè)直擊雷保護裝置。為保護其他設(shè)備而裝設(shè)的避雷針，不宜裝在獨立的主控制室和35kV及以下變電所的屋頂上。但采用鋼結(jié)構(gòu)或

34、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等有屏蔽作用的建筑物的車間變電所可不受此限制。雷電話動特殊強烈地區(qū)的主廠房、主控制室和配電裝置室宜設(shè)直擊雷保護裝置。</p><p>　　主廠房如裝設(shè)避直擊雷保護裝置或為保護其他設(shè)備而在主廠房上裝設(shè)避雷針，應(yīng)采取加強分流、裝設(shè)集中接地裝置、設(shè)備的接地點盡量遠離避雷針接地引下線的入地點、避雷針接地引下線盡量遠離電氣設(shè)備等防止反擊的措施，并宜在靠近避雷針的發(fā)電機出口處裝設(shè)一組旋轉(zhuǎn)電機閥式避雷器。<

35、/p><p>　　主控制室、配電裝置室和35kV及以下變電所的屋頂上如裝設(shè)直擊雷保護裝置時，若為金屬屋頂或屋頂上有金屬結(jié)構(gòu)，則將金屬部分接地；若屋頂為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，則將其焊接成網(wǎng)接地；若結(jié)構(gòu)為非導電的屋頂時，則采用避雷帶保護，該避雷帶的網(wǎng)格為8—10m，每隔10—20m設(shè)引下線接地。 </p><p>　　上述接地引下線應(yīng)與主接地網(wǎng)連接，并在連接處加裝集中接地裝置。 </p

36、><p>　　峽谷地區(qū)的發(fā)電廠和變電所宜用避雷線保護。 </p><p>　　已在相鄰高建筑物保護范圍內(nèi)的建筑物或設(shè)備，可不裝設(shè)直擊雷保護裝置。 </p><p>　　屋頂上的設(shè)備金屬外殼、電纜金屬外皮和建筑物金屬構(gòu)件均應(yīng)接地。</p><p><b>　　2.9繪制相關(guān)圖紙</b></p><

37、;p><b>　　一層平面布置：</b></p><p><b>　　二層平面布置：</b></p><p><b>　　課程總結(jié)</b></p><p>　　通過這次實訓，使我對變電所有了更加深刻的了解，在做課設(shè)之前我們要對變電所有個初步的了解，要有一個清晰的思路和系統(tǒng)流程圖，在設(shè)計線路時，不

38、能妄想一次把整個系統(tǒng)設(shè)計好，反復修改和不斷改進才是成功的必經(jīng)之路，一個系統(tǒng)的完美與否不僅僅是實現(xiàn)功能，而是讓人能看明白你的思路。在實習過程中遇到問題是很正常的，我們要仔細分析清楚，查閱資料，及時結(jié)局遇到的問題。</p><p>　　這次設(shè)計，提高了我的動手和動腦能力，更讓我們體會到了理論與實踐相結(jié)合的重要性，使我得到了一次用專業(yè)知識、專業(yè)技能分析和解決問題全面系統(tǒng)的鍛煉。使我在電氣方面的基本原理和設(shè)計思路技巧的掌

39、握方面都能向前邁了一大步。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1) 黃純?nèi)A 工廠供電 天津大學出版社 2001.6</p><p>　　2）蘇文成 工廠供電 機械工業(yè)出版社 1981</p><p>　　3）戈東方 電力工程電氣設(shè)計手冊 水利電力出版社 1999&l

40、t;/p><p>　　4）姚錫祿 工廠供電 電子工業(yè)出版社 2003.6</p><p>　　5）翁雙安 供電工程 機械工業(yè)出版社 2004.6</p><p>　　6）雍 靜 供配電系統(tǒng) 機械工業(yè)出版社 2004.9</p><p>　　7）余健明 供電技術(shù) 機械工業(yè)出版社 2004.7