课程设计(论文) 题目
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2013年6月14日
目录
摘要 (iii)
Abstract ...................................................................................................iV 引言 (1)
1．变压器的选择 (2)
1.1主变压器形式的选择 (2)
1.2主变台数的确定 (2)
1.3主变容量的确定 (2)
1.4主变型号的选择 (3)
1.5所变压器台数的确定 (3)
1.6所变压器容量的确定 (3)
1.7所变压器型号的选择 (4)
2．电气主接线的设计 (4)
2.1电气主接线概述 (4)
2.2主接线的设计原则 (4)
2.3主接线设计的基本要求 (4)
2.4主接线设计及方案论证 (5)
2.5所接线的设计 (6)
3.短路电流的计算 (7)
3.1概述 (7)
3.2短路电流计算的方法 (8)
3.3短路电流的计算 (8)
3.4三相短路电路计算结果表 (10)
4．电气设备的选择 (10)
4.1 电气设备选择的一般原则 (10)
4.2高压断路器的参数 (11)
4.3电气设备选择的技术条件 (12)
4.4断路器和隔离开关的选择 (13)
4.5选择的断路器和隔离开关型号表 (17)
参考文献 (18)
附录 (19)
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，本论文设计了一个35kV降压变电站,此变电站有三个电压等级，一个是35kV，一个是10kV以及一个0.38KV。同时对于变电站内的主设备进行合理的选型。本设计选择选择四台主变压器，其他设备如断路器，隔离开关，
关键词： 35kV 变电所设计
Abstract：Along with the continuous development of electric industry, people require increasingly demand of power supply, especially the stability, reliability and continuity of it. While the stability, reliability and continuity of power grid is determined by the rational design and configuration of substation. A typical substation needs the reliable and flexible operation, the economic rationality and free expansion of the equipments. For the consideration of these aspects, the paper designs a transformer substation of 35kV which has tow level of voltage, one is 35kV, and the other is 10kV. At the same time, choose the rational selection as to the main equipments in substation.
Key words: 35kV substation design
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，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。
1变压器的选择
1.1主变压器形式的选择
变电所的电气主接线同样会受到变压器型式的影响
1.1.1相数的确定
变压器按相数不同可分为单项和三相两种。在330KV及以下的电力系统中，一般都采用三相变压器。因此对于设计的这个35KV的变电所来说，变压器宜采用三相。
1.1.2绕组数的确定
根据需要，我们本次设计选择绕组为双绕组
1.1.3绕组连接组别的确定
根据所选的变压器的型号，我们可以随之确定绕组的连接组别。我国电力系统的连接方式有星型“Ｙ”和三角形“Δ”两种。35KV多采用中性点经消弧线圈接地的“Ｙ”连接；35KV及以下电压等级常采用“Δ”连接。
1.2主变台数的确定
为保证供电的可靠性，对于一般建议接线的变电所一般应装设一台或者两台主变。对大型枢纽变电所，根据工程的具体情况，应安装2~4台主变。对对于本设计来说一、二级负荷容量的额定容量为8472KVA，考虑到5-10年的电网的发展，则应取额定容量的70%—90%为8472KVA,因此选取两台容量分别为6.3MVA的变压器来做主变。另外所用电380V的电压等级，容量为160KVA，应采用一般的电力变压器，故需要一台。总共需要四台变压器。
1.3主变容量的确定
考虑到变电站投资的经济性及其建设周期，变电所主变容量要以变电所设计时5~10年的规划负荷为依据进行选择。每台容量的选择应按照其中任一台停运时，其余容量至少能保证所供一级负荷或为变电所全部负荷的60~75%。根据任务书表
=[（1789+5817）2+（898+2834）2]0.5≈1-1可知一类负荷和二类负荷的总容量为S
N
/0.7)/2≈6.3MVA。
8472KVA。故每个变压器的额定容量应为(S
N
表1.1 主变压器的技术参数
1.5所变压器台数的确定
与同容量的发电厂厂用电系统相比，变电所的所用负荷较小。在有人值班的中小型变电所中，所用负荷较小主要为变压器冷却、风扇、硅整流设备，取暖通风、断路器冷却装置（包括风扇、油泵、水泵）、蓄电池充放电设备、油处理设备、采暖通风、照明检修等用电。
大中型区域性变电所为保证所用电负荷供电，应设两台变压器经两独立电源对所用电系统供电；小型变电所往往只需采用一台变压器进行供电。并根据所用电负荷的大小及重要程度，以低压成套配电装置供电。对于本设计来说其电压等级为35KV，额定容量为8472KVA，故应采用一台变压器对多用点系统进行供电。
1.6所变压器容量的确定
由任务书中表1-2可知
S
N
‘=20/0.88+5.8/0.85+(11*2)/0.79+10.5/0.5+14.6/0.8+14+11=112.2KVA。
考虑到5-10年的规划以及用电系统安全稳定的运行，我们取额定容量为
S N = S’
N
/0.7≈160KVA
表2.1 所用电变压器技术参数
2电气主接线的设计
2.1电气主接线概述
发电厂和变电所中的一次设备、按一定要求和顺序连接成的电路，称为电气主接线，也成主电路。它把各电源送来的电能汇集起来，并分给各用户。它表明各种一次设备的数量和作用，设备间的连接方式，以及与电力系统的连接情况。所以电气主接线是电力系统接线组成中的一个重要组成部分。主接线的确定，对电力系统得安全、稳定、灵活、经济运行以及变电所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方法的拟定将会长生直接的影响。.
2.2主接线的设计原则
○1发电厂、变电所在电力系统中的地位和作用；
○2发电厂、变电所的分期和最终建设规模；
○3负荷大小和重要性；
○4系统备用容量大小；
○5系统专业对电气主接线提供的具体资料。
2.3主接线设计的基本要求
○1可靠性；
○2灵活性；
○3经济性。
○4主接线设计
电气主接线的基本形式就是主要电气设备常用的几种连接方式，它以电源和出线为主体。大致分为有汇流母线和无汇流母线两大类。其中有汇流母线的接线形式可概括地分为单母线接线和双母线接线两大类；无汇流母线的接线形式主要有桥形接线、角形接线和单元接线。
2.4主接线设计及方案论证
2.4.1 35KV侧主接线的设计
由任务书可知，35KV侧的连线方式是单母线双回路。故进线两回，出线两回。
2.4.2 10kV侧主接线设计
10kV侧进线两回，出线八回；所用电负荷进线两回，出线七回。
主接线方案的比较选择
此变电所主接线的接线有两种方案。
方案一图：
图2.1 电气主接线方案一
方案一35kV侧采用的单母线接线，接线简单清晰、设备少、操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。10kV一类负荷、二类负荷均匀分布。一类负荷采用双回线接线，有效的保证了一类负荷的不断电检修以及正常运行，大大降低了事故停电的可能性。突出了一类负荷对电网要求较高的特点。二类负荷采用单母线直接出线，由于采用了SF6断路器，一般情况下不会涉及检修，对于二类符合来讲一般可以满足需求。总的接线采用单母线分段接线，一二类负荷分别在两条出现上同时供电，选择当任一祖母线故障或检修时，重要用户仍可通过完好段母线继续供电，而两段母线同时故障的几率太小了。大大提高了对重要用户供电的连续性。所以此方案同时兼顾了可靠性，灵活性，经济性的要求。
方案二图：
图2.2电器主接线方案二
方案二35kV侧采用的单母线接线，接线简单清晰、设备少、操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。10kV采用单母线分段连线，对重要用户可从不同段引出两个回路，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常母线供电不间断，所以此方案同时兼顾了可靠性、经济性的但缺乏了灵活性的要求，没有对一类负荷加强供电连续性设计。
综合考虑：可以得知还是选方案一比较合适。
2.5所接线的设计
所接线从10KV母线上引出线，引出一条回线，经过变压，引出一条回线到0.4KV母线，0.4KV母线引出七条回线。
3短路电流的计算
3.1 概述
3.1.1短路的原因
○1.元件损坏
○2.气象条件恶化
○3.违规操作
○4.其他，例如挖沟损伤电缆，鸟兽跨接在裸露的载流部分等。
3.1.2短路的种类
三相系统中短路的基本类型有：三相短路、两相短路、单相接地短路和两相接地短路。
运行经验表明：在中性点直接接地的系统中，最常见的短路是单相短路，约占短路故障的65~70%，两相短路约占10~15%，两相接地短路约占10~20%，三相短路约占5%
3.1.3短路的后果
○1.由于电动力效应，导体间将产生很大的机械应力可能导致导体和他们的支架遭到破坏;
○2.使设备发热增加，持续时间长时会造成设备损坏;
○3.短路时系统电压大幅度下降影响用户正常用电;
○4.当短路点离电源不远而持续时间有较长时可能是发电机失去同步，造成严重后果;
○5.发生不对称短路时不平衡电流能产生足够的磁通在临近的电路内感应出很大的电动势，干扰高压电力线路附近的通讯系统或贴到通讯信号系统。
3.1.4 短路电流计算的目的
○1.选择有足够机械强度的热稳定度的电气设备；
○2合理配置各种继电保护和自动控制装置并正确整定其参数；
○3设计和选择电力系统电气主接线；
○4进行电力系统稳态计算也包含一部分短路计算的内容。
3.1.5短路计算的条件
○1.短路发生时系统的运行方式○2.短路的类型和发生地点○3.短路发生后采取的措施。
3.2短路电流计算方法
由于如果采用涉及具体的参数测定和化简的方法对于工程来说，计算量很大在这项工程设计当中，我们采用近似短路电流周期分量计算方法来估算短路电流的周期分量。
其步骤如下：
3.2.1绘制等值网络。
○1.选取基准功率SB和基准电压VB=Vav;
○2.发电机电抗用xd″，略去网络各元件的电阻、输电线路的电容和变压器的励磁支路。
○3.无限大功率电源的内电抗为零。
○4.略去负荷。
3.2.2进行网络变换。
将网络中的电源合并成若干组，求出各等值发电机对短路点的转移电抗xfi,以及无限大功率电源对短路点的转移电抗xfs.
3.2.3将转移电抗转化为计算电抗
Xjs.i=xfi*(SNi/SB)
3.2.4得出短路周期电流的标幺值。
3.2.5计算短路电流周期分量的有名值。
3.3短路电流的计算。
图3.1短路点选择图
3.3.1若a点短路
图3.2 a点短路部分等值网络图
I sa=1080/37=29.189KA
取系统的次暂态电势为E’’=1则
其冲击电流最大值为i im=1.8*20.5*I sa=74.432KA
冲击电流的有效值为I im=1.51* I sa=44.075KA
3.3.2若b点短路
图3.3b点短路部分等值网络图
取S B=6.3MVA ,V B=Vav，取导线电抗为0.4Ω/km,电缆电抗为0.08Ω/km，且长度为每段长0.5KM。
系统用一个无限大功率源代替，则其到35KV母线的电抗标幺值为
Xs=S B/Ss=6.3/1080=0.0058;
7km的导线: XL1=XL2=7*0.4*6.3/372=0.0129;
变压器XT1: Xt1=0.08*6.3/6.3=0.08;
变压器与35Kv之间的电缆：XL3=0.5*0.08*6.3/372=0.000188；
变压器与10Kv之间的电缆：XL4=0.5*0.08*6.3/10.52=0.00229；
则系统到短路点b转移电抗为: X ff1= Xs+(1/2 )XL1+ Xt1+XL3+XL4=0.0947;
10KV处的基准电流为: I B=6.3/30.5*10.5=0.346KA；
故b处的短路电流周期分量为: I sb=I B/X ff=3.654KA;
其冲击电流最大值为i im=1.8*20.5*I sb=9.318KA
冲击电流的有效值为I im=1.51* I sb=5.518KA
3.3 三相短路电流计算结果表
表3-1三相短路电流计算结果表
4电气设备的选择
4.1电气设备选择的一般原则
○1应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展；
○2应按当地环境条件校核；
○3应力求技术先进和经济合理；
○4与整个工程的建设标准应协调一致；
○5同类设备应尽量减少品种；
○6选用的新产品均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。在特殊情况下，选用未经正式鉴定的新产品时，应经上级批准
4.2高压断路器的参数
○1.额定电压UN。我国断路器额定电压有10KV、20KV、35KV、60KV、110KV、220KV、330KV、500KV，对于220KV及以下的电气设备，其最高工作电压为额定电压的1.15倍，对于330KV及以上的电气设备，其最高工作电压为额定电压的1.1倍。
○2.额定电流IN 。额定电流是指断路器长期允许通过的最大工作电流，单位为Ａ。在长期通过的额定电流时断路器各部分发热温度不超过国家标准。
我国断路器额定电流等级为200、400、600、1000、1250、1600、1500、2000、3150、4000、5000、6300、8000、10000、12500、16000以及20000等
○3.额定开断电流INbr 额定开断电流是指在额定电压下断路器能开段儿不妨碍其工作的最大短路电流，单位为KA。
以上三个参数可以看成额定工况的基本参数。
○4热稳定电流I th。热稳定电流又称为短时耐受电流。他指的是某一规定的短时间t内断路器能耐受的短路热效应所对应的电流值，以KA为单位。其大小也将影响到断路器触头和导电部分的结构和尺寸。
○5动稳定电流I es。动稳定电流又称为峰值耐受电流，它是断路器在关合位置时能允许通过而不致影响其正常运行的短路电流最大瞬时值，以KA为单位。它表征的是断路器承受短路时产生的电动力的冲击能力，一短路电流的第一个半波峰值来表示，决定着断路器的导电部分和绝缘支撑件的机械强度，而且还决定着断路器触头的结构型式。
○6额定短路关合电流I Ncl。额定短路关合电流是指断路器在额定电压下用相应操动机构所能闭合的最大短路电流，单位为ＫＡ。其数值大小等于动稳定电流，取决于草动机构及导电回路的形式和触头。
以上为高压断路器在故障工况下的耐受参数；
○7开断时间t br。断路器的全开断时间越短，越有利于系统的稳定、可靠运行。
○8合闸时间。t cl。处于分闸位置的断路器从接到合闸信号瞬间起到断路器三相触头全接通为止所经历的时间为合闸时间。
以上参数又称为断路器的操作性能参数。
4.3 电气设备选择的技术条件
选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。
4.3.1长期工作条件 ○
1电压 选用的电器允许最高工作电压Umax 不得低于该回路的最高运行电压Ug ，即 Umax ≥Ug
○
2电流 选用的电器额定电流Ie 不得低于所在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流Ig ，即Ie ≥Ig
由于变压器短路时过载能力很大，双回路出线的工作电流变化幅度也较大，故其计算工作电流应根据实际需要确定。高压电器没有明确的过载能力，所以在选择其额定电流时，应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求。
○
3机械荷载 所选电器端子的允许荷载，应大于电器引线在正常运行和短路时的最大作用力。
4.3.2短路稳定条件
4.3.2.1校验的一般原则
① 电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动、热稳定校验。校验的短路电流一般取三相短路时的短路电流，若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相严重时，应按严重情况校验。
② 用熔断器保护的电器可不验算热稳定。当熔断器保护的电压互感器回路，可不验算动、热稳定。 4.3.2.2短路的热稳定条件
k t Q t I >2 (4-1) 式中 k Q —在计算时间t s 秒内，短路电流的热效应（kA 2*S ）；
I t —t 秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（kA ）；
t —设备允许通过的热稳定电流时间（s ）。
（3）短路的动稳定条件
df im i i ≤ （4-2） I im ≤df I （4-3） 式中im i —短路冲击电流峰值（kA ）； I im i —短路全电流有效值（kA ）；
df i —电器允许的极限通过电流峰值（kA ）； df I —电器允许的极限通过电流有效值（kA ）。
4.4断路器和隔离开关的选择
当地环境条件如下：
当地最热月平均最高温度29.9°c ，极端最低温度-5.9°c ，最热月地面0.8m 处土壤平均26.7°c ，电缆出线净距100mm 。
当地海拔高度507.4m 。雷暴日数36.9日/年：无空气污染，变电所地处在P ≤500m·Ω的黄土上。
4.4.1 35kV 侧进线断路器、隔离开关的选择
4.4.1.1断路器的选择
流过断路器和隔离开关的最大持续工作电流
N N U S I 3/)2(max ?= =)353/(63002??A 85.207= （4-4）
额定电压选择 N U =≥g U 35kV 额定电流选择 A I I N 85.207max =≥ 开断电流选择 KA I I sa Nbr 189.29=> 额定开断容量 S Nbr =MVA I U Nbr N 19103==
本设计中35kV 侧采用SF 6断路器，因为与传统的断路器相比，SF 6断路器采用SF 6气体作为绝缘和灭弧介质，这种断路器具有断口耐压高，允许的开断次数多，检修时间长，开断电流大，灭弧时间短，操作时噪声小，寿命长等优点。因此可选用LW8-35/1600-1910型户外高压SF 6断路器。
选用的断路器额定电压为35kV ，最高工作电压为40.5kV ，系统电压35kV 满足要求。
选用的断路器额定电流1600A ，去除1.8%的温度影响为1571A ，大于最大持续工作电流，满足要求。
选用的断路器额定短路开断电流31.5kA ，大于短路电流周期分量有效值29.189kA ，满足要求。
动稳定校验。I im =74.432kA 热稳定校验。由《电力工程电气设计手册电气一次部分》表6—5知，选用高速断路器，取继电保护装置保护动作时间0.6S ，断路器分匝时间0.03S ，则校验热效应计算时间为0.63S （后面热稳定校验时间一样）。因此 Q k =t I 2 ∞ =29.1892?0.63=536.76[（kA ）2S]。电气设备t I t 2=31.52?4=3969[（kA ）2S]。满足要求。 表4.1 LW8-35/1600-1910具体参数比较表 隔离开关选择GW14—35/630型号隔离开关 选用的隔离开关额定电压为35kV ，系统电压35kV 满足要求。 选用的隔离开关额定电流630A ，去除1.8%的温度影响为618.7A ，大于最大持续工作电流207.85，满足要求。 动稳定校验：im i =74.432kA 热稳定校验：Q k =536.76[（kA ）2S]，设备t I t 2=1624?=1024[（kA ）2S]，满足要求。 表4.2 GW14—35/630具体参数比较表 4.4.2 35kV 主变压器侧断路器、隔离开关的选择 流过断路器和隔离开关的最大持续工作电流 N N U S I 3/)05.1(max ?= =）（ 353/630005.1??=109.12A （7-5） 额定电压选择 N U =≥g U 35kV 额定电流选择 A I I N 12.109max =≥ 开断电流选择 A I I sa Nbr k 189.29=> 由上面表格知LW8-35/1600-1910型断路器和GW14—35/630型隔离开关同样满足主变侧断路器和隔离开关的要求，动、热稳定校验也一样，所以选择同样的型号。这也满足了选择设备同类设备应尽量较少品种的原则。 4.4.3 10kV 侧断路器、隔离开关的选择 4.4.3.1断路器的选择 流过断路器和隔离开关的最大持续工作电流 N N U S I 3/)2(max ?==）（ 103/63002??=727.46A 额定电压选择 N U =≥g U 10kV 额定电流选择 A I I N 46.727max =≥ 开断电流选择 kA I I sb Nbr 654.3=> 额定开断容量 S Nbr =MVA I U Nbr N 12.1093== 10kV 侧选用LW3-10I/1600-110断路器 选用的断路器额定电压为10kV ，最高电压11.5kV ，系统电压10kV 满足要求。 35kV 变电站设计原始数据 本次设计的变电站为一座35kV 降压变电站，以10kV给各农网供电，距离本变电站15km和10km处各有一个系统变电所，由这两个变电所用35kV双回架空线路向待设计的变电站供电，在最大运行方式下，待设计的变电站高压母线上的短路功率为 1500MVA。 本变电站有 8 回 10kV架空出线，每回架空线路的最大输送功率为 1800kVA；其中 #1 出线和 #2 出线为Ⅰ类负荷，其余为Ⅱ类负荷及Ⅲ类负荷， Tmax=4000h,cosφ=0.85。 环境条件：年最高温度 42℃；年最低温度 -5℃；年平均气温 25℃；海拔高度 150m；土质为粘土；雷暴日数为 30 日/ 年。 35KV变电站设计 一、变电站负荷的计算及无功功率的补偿 1.负荷计算的意义和目的 所谓负荷计算，其实就是计算在正常时通过设备和导线的最大电流，有了这个才可以知道选择多大截面的导线、设备。负荷计算是首要考虑的。要考虑很多因素才能计算出较为准确的数值。如果计算结果偏大，就会将大量的有色金属浪费， 增加制作的成本。如果计算结果偏小，就会使导线和设备运行的时候过载，影响 设备的寿命，耗电也增大，会直接影响供电系统的稳定运行。 2.无功补偿的计算、设备选择 2.1无功补偿的意义和计算 电磁感应引用在许多的用电设备中。在能量转换的过程中产生交变磁场，每个周 期内释放、吸收的功率相等，这就是无功功率。在电力系统中无功功率和有功功 率都要平衡。有功功率、无功功率、视在功率之间相互关联。 S P2Q2 S——视在功率， kVA P——有功功率， kW Q——无功功率， kvar 由上述可知，有功功率稳定的情况下，功率因数 cosφ越小则需要的无功功率越 大。如果无功功率不通过电容器提供则必须从该传输系统提供，以满足电力线和变 压器的容量需要增加的电力需求。这不仅增加了投资的供给，降低了设备的利用 率也将增加线路损耗。为此对电力的国家规定：无功功率平衡要到位，用户应该 提高用电功率因数的自然，设计和安装无功补偿设备，及时投入与它的负载和电 压的基础上变更或切断，避免无功倒送回来。还为用户提供了功率因数应符合相 应的标准，不然，电力部门可能会拒绝提供电力。所以无功功率要提高功率因 课程设计任务书 设计题目： 110kV变电站电气 一次部分设计 前言 变电站(Substation）改变电压的场所。是把一些设备组装起来，用以切断或接通、改变或者调整电压。在电力系统中，变电站是输电和配电的集结点。主要作用是进行高底压的变换，一些变电站是将发电站发出的电升压，这样一方面便于远距离输电，第二是为了降低输电时电线上的损耗；还有一些变电站是将高压电降压，经过降压后的电才可接入用户。对于不同的情况，升压和降压的幅度是不同的，所以变电站是很多的，比入说远距离输电时，电压为11千伏，甚至更高，近距离时为1000伏吧，这个电压经 变压器后，变为220伏的生活用电，或变为380伏的工业用电。 随着我国电力工业化的持续迅速发展，对变电站的建设将会提出更高的要求。本文通过对110KV变电站一次系统的设计，其中针对主接线形式选择，母线截面的选择，电缆线路的选择，主变压器型号和台数的确定，保护装置及保护设备的选择方法进行了详细的介绍。其中，电气设备的选择包括断路器、隔离开关、互感器的选择和方法与计算，保护装置包括避雷器和避雷针的选择。其中分析短路电流的计算方法和原因，是为了保证供电的可靠性。 目录 第1章原始资料及其分析 (4) 1原始资料 (4) 2原始资料分析 (6) 第2章负荷分析 (6) 第3章变压器的选择 (8) 第4章电气主接线 (11) 第5章短路电流的计算 (14) 1短路电流计算的目的和条件 (14) 2短路电流的计算步骤和计算结果 (15) 第6章配电装置及电气设备的配置与选择 (18) 1 导体和电气设备选择的一般条件 (18) 2 设备的选择 (19) 结束语 (25) 货运铁路牵引变电所的电气系统设计毕业设计任务书 题目货运铁路牵引变电所的电气系统设计 学生学号班级专业电气工程及其自动化 承担指导任务单位电气工程系导师导师 职称 讲师 一、主要容 1. 按规定供、馈电容量与要求确定电气主结线。 2. 短路电流计算。 3. 牵引变压器容量、型式及台数的选择。 4. 母线（导体）和主要一次电气设备选择。 5. 配置所需的二次系统，并进行继电保护整定计算。 6. 进行防雷与接地的设计。 二、基本要求 1. 设计计算说明书一份，要求条目清楚、计算正确、文本整洁。 2. 绘制出牵引变电所电气主接线图。 三、主要技术指标（或研究方法） 1. 包含有A、B两牵引变电所的供电系统示意图如图1所示。 图1 牵引供电系统示意图 2. 电力系统1、2均为区域变电站，电力系统容量分别为4000MVA和4800MVA选取基准容量Sj为100MVA，在最大运行方式下，电力系统1、2的综合电抗标幺值分别为0.10和0.12，在最小运行方式下，电力系统1、2的综合电抗标幺值分别为0.11和0.14。 对每个牵引变电所而言，110kV线路为一主一备。 图1中，L1、L2、L3长度分别30km、50km、20km。线路平均正序电抗X1为0.4Ω/km, 平均零序电抗X0为1.2Ω/km。 基本设计数据如表1所示。 表1 牵引变电所基本设计数据 项目A牵引变电所 左臂负荷全日有效值（A）560 右臂负荷全日有效值（A）780 左臂短时最大负荷（A）[注] 860 右臂短时最大负荷（A）1080 毕业设计开题报告 摘要 货运铁路牵引变电所是铁路系统的重要组成部分，起着变换和分配电能的作用,它直接影响整个铁路系统的安全与经济运行。 本设计主要针对牵引供电系统进行设计和研究。主要包括牵引负荷的计算、主变压器接线方式的分析比较、主变压器型号和台数的选择、牵引变电所进线和馈线方式的选择、短路计算、高压设备的选取和校验、继电保护的拟定与计算、牵引变电所防雷与接地装置的设置。其中电气主接线是变电所设计的主要环节，直接关系着整个变电所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，并且是牵引变电所电气部分投资大小的决定性因素。短路电流计算是本次设计的关键部分，通过计算对断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、熔断器等进行选择校验和进行继电保护的拟定计算。 本次毕业设计实现了任务书要求的全部容，选择出牵引变压器，高压侧、低压侧的电气设备，确定了主接线方式。并且用AutoCAD绘出了系统的主接线图。 关键词:主接线主变压器电气设备 目录 前言 (1) 1 电气主接线设计 (2) 1.1主接线的设计依据 (2) 1.2 主接线的基本要求 (2) 1.3 主接线的设计和论证 (2) 2 主变压器台数、容量和型号的选择 (8) 3 所用变的选择 (9) 4 电气设备的选择 (10) 4.1电气设备选择的一般条件 (10) 4.2断路器、隔离开关的选择 (12) 5 互感器的选择 (15) 5.1电流互感器的选择 (15) 5.2电压互感器的选择 (16) 6 10KV母线截面的选择 (17) 7 计算书 (18) 8 参考文献 (21) 前言 变电所由主接线，主变压器，高、低压配电装置，继电保护和控制系统，所用电和直流系统，远动和通信系统，必要的无功功率补偿装置和主控制室等组成。其中，主接线、主变压器、高低压配电装置等属于一次系统；继电保护和控制系统、直流系统、远动和通信系统等属二次系统。主接线是变电所的最重要组成部分。它决定着变电所的功能、建设投资、运行质量、维护条件和供电可靠性。一般分为单母线、双母线、一个半断路器接线和环形接线等几种基本形式。主变压器是变电所最重要的设备，它的性能与配置直接影响到变电所的先进性、经济性和可靠性。一般变电所需装2～3台主变压器；330 千伏及以下时，主变压器通常采用三相变压器，其容量按投入5 ～10年的预期负荷选择。此外，对变电所其他设备选择和所址选择以及总体布置也都有具体要求。 本次设计为35KV变电所的电气部分，包括任务书、说明书、计算书，以及1张电气主接线图。 Ⅰ、电气主接线设计 把变电站、断路器等按预期生产流程连成的电路，称为电气主接线。电气主接线是由高压电器通过连接线，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。主接线代表了变电站电气部分主体结构，是电力系统接线的主要组成部分，是变电站电气设计的首要部分。它表明了变压器，线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成变电、输配电的任务。 1.1主接线的设计依据 1．负荷大小和重要性 （1）对于一级负荷必须有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证对全部一级负荷不间断供电。 （2）对于二级负荷一般要有两个独立电源供电，且任何一个失去后，能保证全部或大部分二级负荷的供电。 （3）对于三级负荷一般只需一个电源供电。 2. 系统备用容量大小 （1）运行备用容量不宜少于8-10%，以适应负荷突增，机组检修和事故停运三种情况。（2）装有两台及以上的变压器的变电所，当其中一台事故断开时，其余主变压器的容量应保证该变电所60%～70%的全部负荷，在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证车间的一、二级负荷供电。 1.2 主接线的基本要求 电气主接线设计应满足可靠性、灵活性、经济性三项基本要求，其具体要求如下： 1、可靠性 研究可靠性应该重视国内外长期运行的实践经验和定性分析，要考虑发电厂或变电站在电力系统中的地位和作用、所采用的设备的可靠性以及结合一次设备和相应的二次部分在运行中的可靠性进行综合分析。其具体要求如下： （1）断路器检修时不应影响供电。系统有重要负荷，应能保证安全、可靠的供电。 （2）断路器或母线故障以及母线检修时，尽量减少停运出线回数及停电时间，并且要保证全部一级负荷和部分二级负荷的供电。 （3）尽量避免发电厂、变电所全部停运的可能性。防止系统因为某设备出现故障而导致系统解裂。 （4）大机组超高压电气主接线应满足可靠性的特殊要求。 2、灵活性 目录 摘要 (Ⅰ) Abstract (Ⅱ) 第1章绪论 (1) 1.1 供配电技术的发展 (1) 1.2箱式变电站的类型、结构与技术特点 (1) 1.2.1 箱式变电站的类型 (1) 1.2.2 箱式变电站的结构 (1) 1.2.3 箱式变电站的技术特点 (2) 1.2.4 箱式变电站与常规变电站的对比分析 (3) 1.3 箱式变电站的技术要求与设计规范 (5) 1.3.1 额定值 (5) 1.3.2 设计和结构 (6) 1.3.3 使用条件 (7) 1.3.4 箱体要求 (8) 1.3.5箱式变电站内部电器设备 (8) 1.4 本课题的主要任务 (8) 第2章35kV箱式变电站总体结构设计 (9) 2.1 电气主接线的确定 (9) 2.1.1 主接线的基本形式 (9) 2.1.2 箱式变电站对主接线的基本要求 (9) 2.1.3 主接线的比较与选择 (10) 2.1.4 高压接线方式 (11) 2.2 箱式变电站箱体的确定 (11) 2.2.1 箱体的结构的确定 (11) 2..2.2 合理配置 (11) 2.3 变压器 (12) 2.3.1 变压器容量、接线组别的确定 (12) 2.3.2 变压器的散热处理 (13) 2.3.3 用负荷开关—熔断器组合电器保护变压器 (13) 2.4 箱式变电站总体布置 (14) 第3章35kV箱式变电站一次系统设计及设备选型 (15) 3.1 主电路设计 (15) 3.1.1 概述 (15) 3.1.2 一次系统设计原则 (15) 3.1.3 一次系统设计 (15) 3.2 设备选型 (16) 3.2.1 箱式变电站设备选型应注意的方面 (16) 3.2.2 设备选型的基本原理 (17) 3.2.3 高低压电器设备选择的要求 (18) 3.2.4 断路器的选型 (19) 3.2.5 熔断器的选型 (19) 3.2.6 互感器的选型 (21) 3.2.7 隔离开关的选型 (22) 3.2.8 开关柜的选型 (22) 第4章35kV箱式变电站二次系统设计 (23) 4.1 电气二次系统设计 (23) 4.1.1 二次系统定义及分类 (23) 4.1.2 电气测量仪表 (23) 4.1.3 二次系统设计 (23) 4.2 二次系统总体方案 (24) 4.3 断路器控制与信号回路 (25) 4.3.1 概述 (25) 4.3.2 控制回路设计 (26) 4.3.3 信号回路设计 (26) 4.4 电气测量与信号系统 (26) 第5章箱式变电站智能监控功能设计 (28) 5.1 箱式变电站的监控内容 (28) 5.1.1 电量监测与保护 (28) 5.1.2 防凝露保护 (28) 5.1.3 变压器室温度保护 (28) 35KV变电站继电保护课程设计(同名16366) 广西大学行健文理学院 课程设计 题目：35kV电网的继电保护设计 学院 专业 班级 姓名 学号 指导老师： 设计时间：2015年12月28日-2016年1月8日 摘要 电力是当今世界使用最为广泛、地位最为重要的能源之一，电力系统的安全稳定运行对国民经济、人民生活乃至社会稳定都有着极为重大的影响。 电力系统继电保护是反映电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态而动作于断路器跳闸或发生信号的一种自动装置。电力系统继电保护的基本作用是：全系统范围内，按指定分区实时地检测各种故障和不正常运行状态，快速及时地采取故障隔离或告警信号等措施，以求最大限度地维持系统的稳定、保持供电的连续性、保障人身的安全、防止或减轻设备的损坏。随着电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力。 随着电力系统的迅速发展。大量机组、超高压输变变电的投入运行，对继电保护不断提出新的更高要求。继电保护是电力系统的重要组成部分，被称为电力系统的安全屏障，同时又是电力系统事故扩大的根源，做好继电保护工作是保证电力系统安全运行的必不可少的重要手段，电力系统事故具有连锁反应、速度快、涉及面广、影响大的特点，往往会给国民经济和人民生活造成社会性的灾难。 本次毕业设计的题目是35kv线路继电保护的设计。主要任务是为保证电网的安全运行,需要对电网配置完善的继电保护装置.根据该电网的结构、电压等级、线路长度、运行方式以及负荷性质的要求，给35KV的输电线路设计合适的继电保护。 关键词：35kv继电保护整定计算故障分析短路电流计算 电气与信息学院 毕业设计（论文）开题报告 《220kV变电站电气部分初步设计》开题报告 一、课题的目的和意义 随着国民经济的迅速发展，电力工业的腾飞，人们对能源利用的认识越来越重视。现在根据电力系统的发展规划，拟在某地区新建一座220KV的变电站。 本次设计是在掌握变电站生产过程的基础上完成的。通过它我不仅复习巩固了专业课程的有关内容，而且拓宽了知识面，增强了工程观念，培养了变电站设计的能力。同时对能源、发电、变电和输电的电气部分有个详细的概念，能熟练的运用有些知识，如短路计算的基本理论和方法、主接线的设计、导体电气设备的选择以及变压器的运行等。 二、文献综述 1 变电站的概述 随着经济的发展，工业水平的进步，人们生活水平不断的提高，电力系统在整个行业中所占比例逐渐趋大。现代电力系统是一个巨大的、严密的整体。各类发电厂、变电站分工完成整个电力系统的发电、变电和配电的任务。电力系统是国民经济的重要能源部门，而变电站的设计是电力工业建设中必不可少的一个项目。由于变电站的设计内容多，范围广，逻辑性强，不同电压等级，不同类型，不同性质负荷的变电站设计时所侧重的方面是不一样的。设计过程中要针对变电站的规模和形式，具体问题具体分析。 变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。我国电力系统的变电站大致分为四大类：升压变电站，主网变电站，二次变电站，配电站。我国电力工业的技术水平和管理水平正在逐步提高，对变电所的设计提出了更高的要求，更需要我们提高知识理解应用水平，认真对待。[1] 结合我国电力现状，为国民经济各部门和人民生活供给充足、可靠、优质、廉价的电能，优化发展变电站，规划以220KV、110KV、10KV电压等级设计变电站。从我国目前部分地区用电发展趋势来看，新建变电站应充分体现出安全性、可靠 某中心牵引变电所电气系统设计 某中心牵引变电所电气系统设计毕业设计任务书题目某中心牵引变电所电气系统设计 学生姓名学号 5 班级专业电气工程及其自动化 承担指导任务单位电气工程系导师 姓名 导师 职称 讲师 一、主要内容 1.按规定供、馈电容量与要求确定电气主接线。 2.短路电流计算。 3.牵引变压器容量、型式及台数的选择。 4.母线(导体)和主要一次电气设备选择。 5.配置所需的二次系统。 6.进行防雷与接地的设计。 二、基本要求 1.设计计算说明书一份，要求条目清楚、计算正确、文本整洁。 2.绘制出牵引变电所电气主接线图。 三、主要技术指标(或研究方法) 1.包含有A、B、C三个牵引变电所的供电系统示意图如图1所示。 图1 牵引供电系统示意图 图1中对每个牵引变电所而言，220kV线路为一主一备。待建牵引变电所为牵引变电所A，220kV线路向220kV地区变电所供电，供电容量为2000MVA。图1中L1、L2、L3、L4长度分别30km、15km、15km、20km。线路平均正序电抗X1为0.4Ω/km，平均零序电抗X0为1.2Ω/km。 2.气象资料：本地区最高温度为38℃，最热月平均最高气温29℃，最热月地下0.8m处平均温度为22℃，年主导风向为东风，年雷暴雨日数为20天。 3.地质水文资料：本地区海拔60m，底层以砂黏土为主，地下水位为2m。 4.电源短路容量：电力系统容量分别为3000MVA 、2800MVA。选取基准容量为100MVA，在最大运行方式下，电力系统的综合电抗标幺值为0.21、0.23；在最小运行方式下，电力系统的综合标幺值为0.30、0.35。 5.负荷资料： 1 35kV变电所设计论文第一节设计方案确定变电所是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上级变电所和用户的中间环节起着变换和分配电能的作用。电气主接线是变电所的主要环节电气主接线的拟定直接关系着变电所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定是变电所电气部分投资大小的决定性因素。本次设计为35KV海迪变电所初步设计所设计的内容力求概念清楚层次分明。本设计在撰写的过程中曾得到老师和同事们的大力支持并提供大量的资料和有益的建议对此表示衷心的感谢。龙矿集团基地35kV变电所于1994年投入运行主变容量为两台 2500kVA变压器主要负担社区居民生活用电企业办公用电等。随着集团公司的飞速发展两台主变不能满足用电负荷要求附近很多企业由于受用电负荷限制不能正常生产另外由于用电负荷中心偏移压降增大用电损耗增加不能保证用户的电能质量为此拟在公司机关再建一座35kV变电所以满足机关居民生活用电和周围企业生产用电要求。一、设计思路煤矿供电系统电压等级多为110kV、35kV、6kV等采用中性点不接地的供电方式拟建的35KV变电所从基建投资、电能损失等经济指标及电能质量、供电可靠性、配电合理性等技术指标综合分析主变压器拟采用 2 台35kV三相三绕组油浸式自冷降压变压器分为三个电压等级、各个电压等级均采用单母分段的主接线方式供电、10kV 6kV均用于中性点不接地系统。其中机关居民生活用电采用6.3/0.4降压变压https://www.doczj.com/doc/1b10055545.html, 2 器距变电所距离较远的用电大户采用10.5/0.4的降压变压器这样能减少线路投资、降低线路损耗提高电能质量同时能够充分利用现有运行变压器减少不必要的损失。二、主要设备设计方案、一次设备主变压器采用新型节能产品采用可调整电压的有载调压变压器SSZ11型。变电所内35kV配电装置采用JYNl—40.5(Z移开式交流金属封闭间隔式开关柜、10KV配电装置采用JYN2—12移开式交流金属封闭间隔式开关柜。馈线断路器采用ZN12-12真空断路器,实现高压断路器无油化,电流、电压互感器全封闭浇注式。及10kV、6kV避雷器采用合成绝缘金属氧化锌避雷器。操作机构为电动机储能开关一体机构具备手动功能。 电力高等专科学校 教培中心教学点 毕业论文 专业：电力系统自动化 班级：变检0602 二OO九年四月 容提要 根据设计任务书的要求，本次设计为110kV变电站电气一次部分初步设计，并绘制电气主接线图及其他图纸。该变电站设有两台主变压器，站主接线分为110kV、35kV和10kV三个电压等级。各个电压等级分别采用单母线分段接线、单母线分段带旁母线和单母线分段接线。 本次设计中进行了电气主接线的设计。电路电流计算、主要电气设备选择及效验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、母线等）、各电压等级配电装置设计及防雷保护的配置。 本设计以《电力工程专业毕业设计指南》、《电力工程电气设备手册》、《高电压技术》、《电气简图用图形符号（GB/T4728.13）》、《电力工程设计手册》、《城乡电网建设改造设备使用手册》等规规程为依据，设计的容符合国家有关经济技术政策，所选设备全部为国家推荐的新型产品，技术先进、运行可靠、经济合理。 目录前言 第一部分 110kV变电站电气一次部分设计说明书第1章原始资料 第2章电气主接线设计 第2.1节主接线的设计原则和要求 第2.2节主接线的设计步聚 第2.3节本变电站电气接线设计 第3章变压器选择 第3.1节主变压器选择 第3.2节站用变压器选择 第4章短路电流计算 第4.1节短路电流计算的目的 第4.2节短路电流计算的一般规定 第4.3节短路电流计算的步聚 第4.4节短路电流计算结果 第5章高压电器设备选择 第5.1节电器选择的一般条件 第5.2节高压断路器的选择 第5.3节隔离开关的选择 第5.4节电流互感器的选择 第5.5节电压互感器的选择 第5.6节高压熔断器的选择 第6章配电装置设计 第7章防雷保护设计 第二部分 110kV变电站电气一次部分设计计算书第1章负荷计算 第1.1节主变压器负荷计算 第1.2节站用变压器负荷计算 第2章短路电流计算 第2.1节三相短路电流计算 第2.2节站用变压器低压侧短路电流计算第3章线路及变压器最大长期工作电流计算第3.1节线路最大长期工作电流计算 第3.2节主变进线最大长期工作电流计算第4章电气设备选择及效验 第4.1节高压断路器选择及效验 第4.2节隔离开关选择及效验 第4.3节电流互感器选择及效验 第4.4节电压互感器选择及效验 第4.5节熔断器选择及效验 第4.6节母线选择及效验 第5章防雷保护计算 第1章概论 1.1 课题研究的目的意义 牵引变电所是电气化铁路牵引供电系统的心脏，它的主要任务是将电力系统输送来的三相高压电变化成适合电力机车使用的电能。而电气主接线反映牵引变电所设施的主要电气设备以及这些设备的规格、型号、技术参数以及在电气上是如何连接的，高压侧有几回进线、几台牵引变压器，有几回接触网馈电线。通过电气主接线可以了解牵引变电所等设施的规模大小、设备情况。 1.2 电气化铁路的国内外现状 变电所是对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。在电能是社会生产和生活质量中最为重要的能源和动力的今天，变电所的作用是很重要的当前我国进行的输变电建设和城乡电网的建设与改造，对未来电力工业发展有着重要的作用。因此，产品技术要先进，产品质量要过硬，应达到30～40年后也能适用的水平；而且产品必须要国产化。现阶段我过主要是使用常规变电所。常规变电所即采用传统模式进行设计、建造和管理的变电所，一般为有人值班或驻所值班，有稳定的值班队伍。继电保护为电磁型，电器就地控制，不具备四遥、远方操作功能，需要一支训练有素的运行与检修队伍和一整套相应的管理机构、制度进行管理，以满足安全运行的要求。这种模式有许多不足之处。我国的近期目标是既要充分利用原有设备，又要能够适应微机远动自动化系统；既要实现无人值班，又要满足安全经济运行的要求。 国外的变电所研究已经远远超过我国，他们在变电站的运行管理模式上, 已经能做到无人值守。 1.3 牵引变电所 1.3.1 电力牵引的电流制 电力牵引按牵引网供电电流的种类可分为三种电流制，即直流制、低频单相交流制和工频单相交流制。 (1) 直流制 即牵引网供电电流为直流的电力牵引电流制。电力系统将三相交流电送到牵引变 重庆大学网络教育学院 学生毕业设计（论文）开题报告 一、课题的目的及背景： 目的：了解研究箱式变电站的智能监控系统。箱式变电站作为一种新型的变电站，与常规变电站相比，具有占地面积小、现场安装工作量少、安装周期短、可以自由移动、减少线路损耗、投资少等优点，被广泛应用于城区、农村10～110kv中小型变（配）电站、厂矿及流动作业用变电站的建设与改造。因其易于深入负荷中心，减少供电半径，提高末端电压质量，特别适用于农村电网改造，被誉为21世纪变电站建设的目标模式。其广泛的运用，有利于实现自动化，智能化，减少人为造成的故障，提高国家电网的供电质量。为此应该对变电站进行很好的监控及保护。 背景：随着市场经济的发展，在城乡电网建设和改造中，要求高压直接进入负荷中心，形成高压受电—变压器降压—低压配电的供电格局，所以供配电要向节地、节电、紧凑型、小型化、安全、无人值守的方向发展。箱式变电站就是为适应这种发展要求设计的一种新式供电设备，又称户外成套变电站，也有称做组合式变电站，它是发展于20世纪60年代至70年代欧美等西方发达国家推出的一种户外成套变电所的新型变电设备。 箱式变电站就是为适应这种发展要求设计的一种新式供电设备，又称户外成套变电站，也有称做组合式变电站，它是发展于20世纪60年代至70年代欧美等西方发达国家推出的一种户外成套变电所的新型变电设备。国外相关研究综述:箱式变电站是60年代从国外发展起来的一种新式供电设备，从结构上来说，基本上可分为欧洲式和美国式两种。 二、基本原理： 箱式变电站通常可分为一次设备和二次设备俩大类，主接线所连接都是一次设备，而二次设备是指测量表计、控制及信号设备、继电保护设备。 三、结构组成： 箱式变电站的发展应用及箱式变电站的结构分类；掌握箱式变电站一次系统设计及其设备选型、二次系统设计；箱式变电站有美式箱式变电站和欧式箱式变电站。美式预装式变电站在我国 ************ 中文题目：**** 35kV 变电站电气部分设计 外文标题：THE DESIGN OF ELECTRICAL PART OF YUJIAN 35kV' SUBSTATION 毕业设计（论文）共页（其中：外文文献及译文页）图纸共张完成日期 20 年* 月答辩日期 20 年6 月 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，特别是供电系统的稳定性、可靠性和持续性。然而电网的稳定性、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，本论文设计了一个 35kV 降压变电站，此变电站有两个电压等级，一侧是35kV，另一侧是 10kV。本设计按照传统变电站的设计步骤进行设计，包括负荷计算，无功补偿，变电站形式，变压器的选择，主接线设计，短路电流计算，一二次设备的选择和继电保护设计以及防雷和接地等内容，同时对于变电站内的主设备进行合理的选型。 本设计选择两台主变压器，其他设备如断路器，隔离开关，电流互感器，电压互感器，无功补偿装置和微机保护装置等等也按照具体要求进行选型、设计和配置，力求做到运行安全可靠，操作简单、方便，经济合理，技术先进，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：变电站；变压器；负荷；短路电流；微机保护；防雷接地 Abstract With the continuous development of electric industry, the demand of power supply system is increasing, especially its stability, reliability and continuity. However，the stability, reliability and continuity of power net are determined by the power grid’s rational design and configuration of substation. A typical substation needs its requirement reliable, flexible, economic, rational and convenient for expansion. Taking the above aspects into consideration, the paper designs a transformer substation of 35kV which has tow level of voltage, one is 35kV, and the other is 10kV. This design has its steps be in accordance with traditional substation design. It contains load calculation, reactive compensation, substation form, the choice of the transformer, the design of the main connection, short circuit current calculation, choice and protection of the secondary equipment design, as well as lightning protection and grounding, etc. At the same time, this design rationally selects the mode of the main equipments in substation. This design chooses two main transformers. Other equipments, such as Circuit Breaker, Isolating switch, Current Transformer, V oltage Transformer, Reactive power compensation device, Protective Relay and so on, are also selected, designed and configured in accordance with specific requirements. The purpose is to make it safe and reliable to operate, easy and simple to manipulate, economical, and with advanced technology. Meanwhile, it is hoped to be with the possibility of expansion and flexibility of changing its operation. The significance is to be more actual and practical. Key words: Substation, transformer, load, short-circuit current, computer protection, lightning protection and grounding 110KV变电站电气部分设计 二〇〇九年八月 目录 设计任务书 (4) 第一部分主要设计技术原则 (5) 第一章主变容量、形式及台数的选择 (6) 第一节主变压器台数的选择 (6) 第二节主变压器容量的选择 (7) 第三节主变压器形式的选择 (8) 第二章电气主接线形式的选择 (10) 第一节主接线方式选择 (12) 第三章短路电流计算 (13) 第一节短路电流计算的目的和条件 (14) 第四章电气设备的选择 (15) 第一节导体和电气设备选择的一般条件 (15) 第二节断路器的选择 (18) 第三节隔离开关的选择 (19) 第四节高压熔断器的选择 (20) 第五节互感器的选择 (20) 第六节母线的选择 (24) 第七节限流电抗器的选择 (24) 第八节站用变压器的台数及容量的选择 (25) 第九节 10kV无功补偿的选择 (26) 第五章 10kV高压开关柜的选择 (26) 第二部分计算说明书 附录一主变压器容量的选择 (27) 附录二短路电流计算 (28) 附录三断路器的选择计算 (30) 附录四隔离开关选择计算 (32) 附录五电流互感器的选择 (34) 附录六电压互感器的选择 (35) 附录七母线的选择计算 (36) 附录八 10kV高压开关柜的选择 (37) （含10kV电气设备的选择） 第三部分相关图纸 一、变电站一次主结线图 (42) 二、10kV高压开关柜配置图 (43) 三、10kV线路控制、保护回路接线图 (44) 四、110kV接入系统路径比较图 (45) 第四部分 一、参考文献 (46) 二、心得体会 (47) 设计任务书 一、设计任务： ***钢厂搬迁昌北新区，一、二期工程总负荷为24.5兆瓦，三期工程总负荷为31兆瓦,四期工程总负荷为20兆瓦;一、二、三、四期工程总负荷为75.5兆瓦,实际用电负荷 34.66兆瓦,拟新建江西洪都钢厂变电所。本厂用电负荷设施均为Ⅰ类负荷。 第一部分主要设计技术原则 本次110kV变电站的设计，经过三年的专业课程学习，在已有专业知识的基础上，了解了当前我国变电站技术的发展现状及技术发展趋向，按照现代电力系统设计要求，确定设计一个110kV综合自动化变电站，采用微机监控技术及微机保护，一次设备选择增强自动化程度，减少设备运行维护工作量，突出无油化，免维护型设备，选用目前较为先进的一、二次设备。 将此变电站做为一个终端用户变电站考虑，二个电压等级，即110kV/10kV。 设计中依据《变电所总布置设计技术规程》、《交流高压断路器参数选用导则》、《交流高压断路器订货技术条件》、《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》、《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》、《高压配电装置设计技术规程》、《110kV-330kV变电所计算机监控系统设计技术规程》及本专业各教材。 第一章主变容量、形式及台数的选择 主变压器是变电站（所）中的主要电气设备之一，它的主要作用是变换电压以利于功率的传输，电压经升压变压器升压后，可以减少线路损耗，提高了经济效益，达到远距离送电的目的。而降压变压器则将高电压降低为用户所需要的各级使用电压，以满足用户的需要。主变压器的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。因此，主变的选择除依据基础资料外，还取决于输送功率的大小，与系统的紧密程度，同时兼顾负荷性质等方面，综合分析，合理选择。 第一节主变压器台数的选择 由原始资料可知，我们本次设计的江西洪都钢厂厂用电变电站，主要是接受由220kV双港变110kV的功率和220KV盘龙山变供110kV的功率，通过主变向10kV线路输送。由于厂区主要为I类负荷，停电会对生产造成重大的影响。因此选择主变台数时，要确保供电的可靠性。 为了提高供电的可靠性，防止因一台主变故障或检修时影响整个变电站的供电，变电站中一般装设两台主变压器。互为备用，可以避免因主变故障或检修而造成对用户的停电，若变电站装设三台主变，虽然供电可靠性有所提高，但是投资较大，接线网络较复杂，增大了占地面积和配电设备及继电保护的复杂性，并带来维护和倒闸操作的许多复杂化，并且会造成短路容量过大。考虑到两台主变同时发生故障的几率较小，适合负荷的增长和扩建的需要，而当一台主变压器故障或检修时由另一台主变压器可带动全部负荷的70%，能保证正常供电，故可选择两台主变压器。 第二节主变压器容量的选择 主变压器容量一般按变电站建成后5--10年规划负荷选择，并适当考虑到远期10--20年的负荷发展，对于城郊变电站主变压器容量应与城市规划相结合，该变电站近期和远期负荷都已给定，所以，应接近期和远期总负荷来选择主变容量。根据变电站所带负荷的性质和电网的结构来确定主变压器的容量，对于有重要负荷的变电站应考虑当一台主变压器停用时，其余变压器容量在计及过负荷能力的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷，对一般性变电站当一台主变压器停用时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70--80%。该变电站的主变压器是按全部负荷的70%来选择，因此装设两 毕业设计 摘要 高速列车与牵引供电系统直接相关,是进行牵引供电系统研究的最重要的基础。为此，文首先对牵引供电系统组成进行了详细介绍，然后结合牵引供电系统供电方式及牵引供电回路的特点，对牵引供电系统供电分析论证,针对无功功率、谐波电流、负序电流，分析了牵引供电系统存在问题提出了解决办法。然后提出了理想牵引供电系统，根据运行方式与同相供电系统，研究并分析牵引变电所的(最小)补偿容量，并提出研究后的自耦变压器(AT)供电模式，从而进行新型AT供电模式的研究。 关键词：牵引供电系统、牵引变电所、供电系统、供电回路 目录 第1章绪论 (1) 1.1 本文研究的目的和意义 (1) 1.2 国外研究现状 (2) 1.2.1 概况 (2) 1.2.2 日本 (3) 1.2.3 法国 (5) 1.2.4 德国 (6) 1.3 本文主要工作 (6) 第2章高速铁路牵引供电系统系统介绍 (7) 2.1 牵引供电部分 (7) 2.2 牵引网供电方式 (9) 2.2.1 直接供电方式 (9) 2.2.2 吸流变压器—回流线装置BT (9) 2.2.3 自耦变压器供电方式(AT) (10) 2.2.4 带回流线的直接供电方式(DN) (11) 2.3 牵引供电回路 (12) 第3章高速铁路牵引供电系统相关问题 (14) 3.1 铁道牵引供电系统的组成 (14) 3.2 铁道牵引供电系统存在的问题 (14) 3.2.1 无功功率 (14) 3.2.2 谐波电流 (15) 3.2.3 负序电流 (15) 3.2.4 解决方法 (15) 第4章高速铁路牵引供电发展的若干关键技术问题 (17) 4.1 理想牵引供电系统 (17) 4.1.1 系统构成 (17) 4.1.2 运行过程 (18) 4.2 现行方式与同相供电系统 (19) 4.2.1 同相供电系统 (19) 4.2.2 牵引变电所的(最小)补偿容量 (20) 致 (21) 参考文献 (22) 变电所设计任务书（1） 一、题目220KV区域变电所设计 二、设计原始资料： 1、变电所性质： 系统枢纽变电所，与水火两大电力系统联系 2、地理位置： 本变电所建于机械化工区，直接以110KV线路供地区工业用户负荷为主。 3、自然条件： 所区地势较平坦，海拔800m，交通方便有铁，公路经过本所附近。最高气温十38o C 最低气温-300C 年平均温度十100C 最大风速20m／s 覆冰厚度5mm 地震裂度＜6级 土壤电阻率＜500Ω.m 雷电日30 周围环境较清洁、化工厂对本所影响不大 冻土深度1.5m 主导风向夏南，冬西北 4、负荷资料： 220KV侧共4回线与电力系统联接 110KV侧共12回架空出线，最大综合负荷 10KV 侧装设TT —30－6型同期调相机两台 5．系统情况 设计学生：＿＿＿＿＿＿＿＿指导教师：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 完成设计日期：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 4╳4╳ 变电所设计任务书（2） 一、题目220KV降压变电所设计 二、设计原始资料 1．变电所性质： 本所除与水、火两系统相联外并以110及10KV电压向地方负荷供电2．地理位置： 新建于与矿区火电厂相近地区，并供电给新兴工业城市用电 3．自然条件； 所区地势较平坦，海拔600m，交通方便有铁、公路经过本所附近 最高气温十400C 最低气温—250C 年平均温度十150C 最大风速＿20m/s＿ 覆冰厚度10mm 地震裂度＿6级 土壤电阻率>1000Ω·m 雷电日＿＿＿40＿＿ 周围环境＿空气清洁＿建在沿海城市地区，注意台风影响 冻土深度1·0m 主导风向夏东南风、冬西北风 4·负荷资料： 220KV侧共3回线与电力系统联接 35kV箱式变电站工程设计成人高等教育 毕业设计 题目：35kV箱式变电站设计 学生姓名：张立佳 专业：电气工程及其自动化 完成时刻：2012年4月20日 箱式变电站又称户外成套变电站，立即高压受电、变压器降压、低压配电等功能有机地组合在一起，安装在一个防潮、防锈、防尘、防鼠、防火、防盗、隔热、全封闭、可移动的钢结构箱体内，机电一体化，全封闭运行，专门适用于矿山、住宅小区等都市公用设施，用户可按照不同的使用条件、负荷等级选择箱式变电站。箱式变电站进展于20世纪60年代至7 0年代欧美等西方发达国家推出的一种户外成套变电所的新型变电设备，进入20世纪90年代中期，国内开始显现简易箱式变电站，并得到了迅速进展。随着中国都市现代化建设的飞速进展，都市配电网的持续更新改造，必将得到广泛的应用。 本课题的要紧内容包括箱式变电站的进展应用，箱式变电站的结构分类，以及箱式变电站一次系统设计极其设备选型以及二次系统设计。35kV 箱式变电站的设计高压侧额定电压为35kV，低压侧额定电压为10kV，主变压器容量为5000kV A。主接线采纳单母线分段接线。 关键词：箱式变电站；结构，一次系统，二次系统 摘要Ⅰ 目录Ⅰ 第一章引言1 第二章箱式变电站的类型、结构与技术特点2 2.1 箱式变电站的类型2 2.2 箱式变电站的技术特点2 2.3 箱式变电站的箱体要求 3 第三章35kV箱式变电站的总体结构设计5 3.1 箱式变电站对主接线的差不多要求 5 3.2 主接线的选择 5 3.3 高压接线方式 6 3.4 箱式变电站箱体的确定6 3.5 变压器的散热处理6 3.6 箱式变电站总体布置 7 第四章35KV箱式变电站一次系统设计与设备选型8 4.1 一次系统设计 8 4.2 箱式变电站设备选型应注意的方面 8 4.3 设备选型的差不多原理8 4.4 高压一次设备的选型 8 4.5 低压一次设备选型9 4.6 高压熔断器的选择13 4.7 开关柜的选型 13 第五章35kV箱式变电站二次系统设计13 5.1 二次系统的定义及分类14 5.2 电气测量外表及测量回路14 5.3 二次系统设计 15 5.4 断路器操纵与信号回路15 5.5 操纵回路设计 2335KV变电站毕业设计(完整版).doc
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