哈尔滨某机械厂降压变电所电气设计
目录
一、负荷计算和无功功率计算及补偿 (2)
二、变电所主变压器台数和容量选择 (6)
三、变电所位置和形式的选择 (8)
四、短路电流的计算 (8)
五、变电所高、低压线路的选择 (9)
六、变电所一次设备的选择与校验 (11)
七、变电所二次回路方案选择及继电保护的整定 (14)
八、防雷和接地装置的确定 (18)
九、附录参考文献 (18)
一负荷计算和无功功率计算及补偿哈尔滨某机械厂负荷统计资料
(一)负荷计算和无功功率计算
在负荷计算时，采用需要系数法对各个车间进行计算，并将照明和动力部分分开计算，照明部分最后和宿舍区照明一起计算。具体步骤如下。 1. 仓库：动力部分 ，
30(11)880.2522P kW kW =?=；30(11)22 1.1725.74var Q kW k =?=
30(11)33.86S k VA == ； 30(11)33.8651.451.7320.38k VA
I A kV
=
=?
照明
30(12)20.81
.6P kW kW =?=；30(11)0Q = 2. 铸造车间：动力部分，
30(21)3380.35118.3P kW kW =?=；30(21)118.3 1.02120.666var Q kW k =?=
30(21)168.98S k VA == 30(21)168.98256.751.7320.38k VA
I A kV
=
=?
照明部分，30(22)100.88P kW kW =?=；30(22)0Q = 3. 锻压车间：动力部分，
30(31)3380.2584.5P kW kW =?=；30(31)84.5 1.1798.865var Q kW k =?=
30(31)130.06S k VA == 30(31)130.06197.611.7320.38k VA
I A kV
=
=?
照明部分，30(32)100.88P kW kW =?=；30(32)0Q = 4. 金工车间：动力部分，
30(41)3380.2584.5P kW kW =?=；30(41)84.5 1.33112.385var Q kW k =?=
30(41)140.61S k VA == 30(41)140.61213.641.7320.38k VA
I A kV
=
=?
照明部分，30(42)100.88P kW kW =?=；30(42)0Q =
30(51)3380.2584.5P kW kW =?=；30(51)84.5 1.1798.865var Q kW k =?=
30(51)130.06S k VA == 30(51)130.06197.611.7320.38k VA
I A kV
=
=?
照明部分，30(52)100.88P kW kW =?=；30(52)0Q = 6. 电镀车间：动力部分，
30(61)3380.5169P kW kW =?=；30(61)1690.88148.72var Q kW k =?=
30(61)225.12S k VA == 30(61)225.12342.041.7320.38k VA
I A kV
=
=?
照明部分，30(62)100.88P kW kW =?=；30(62)0Q = 7. 热处理车间：动力部分，
30(71)1380.569P kW kW =?=；30(71)69 1.3391.77var Q kW k =?=
30(71)114.82S k VA == 30(71)114.82174.461.7320.38k VA
I A kV
=
=?
照明部分，30(72)100.88P kW kW =?=；30(72)0Q = 8. 装配车间：动力部分，
30(81)1380.3548.3P kW kW =?=；30(81)48.3 1.0249.266var Q kW k =?=
30(81)68.99S k VA == 30(81)68.99104.821.7320.38k VA
I A kV
=
=?
照明部分，30(82)100.88P kW kW =?=；30(82)0Q = 9. 机修车间：动力部分，
30(91)1380.2534.5P kW kW =?=；30(91)34.5 1.1740.365var Q kW k =?=
30(91)53.10S k VA == 30(91)53.1080.681.7320.38k VA
I A kV
=
=?
照明部分，30(92)50.84P kW kW =?=；30(92)0Q =
30(101)1380.569P kW kW =?=；30(101)69 1.1780.73var Q kW k =?=
30(101)106.2S k VA == 30(101)106.2161.361.7320.38k VA
I A kV
=
=?
照明部分，30(102)20.8 1.6P kW kW =?=；30(102)0Q = 11.宿舍区照明，30(11)4000.7280P kW kW =?=。30(11)0Q =
另外，所有车间的照明负荷：'3063.2P KW =
取全厂的同时系数为：0.95p K ∑=，0.97q K ∑=，则全厂的计算负荷为：
11
'3030(1)301
0.95()0.95(1063.663.2)1070.46i i P P P kW
==+=?+=∑11
3030(1)1
0.970.97867.372=841.35var i i Q Q k ===?∑
301361.53S kV A ==?；302068.69I A =
=
(二)无功功率补偿
由以上计算可得变压器低压侧的视在计算负荷为：301361.53S kV A =? 这时低压侧的功率因数为：(2)1070.46
cos 0.791361.53
φ=
=
为使高压侧的功率因数≥0.90，则低压侧补偿后的功率因数应高于0.90，
取：'
cos 0.95φ= 。要使低压侧的功率因数由0.79提高到0.95，则低压侧需装设的并联电容器容量为：
1070.46(tanarccos0.79tanarccos0.95)var 478.92var C Q k k =?-=
取:C Q =480var k 则补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为：
'
30(2)1129.80S kV A ==?
计算电流'
30(2)1716.60I A =
=
变压器的功率损耗为：
'
30(2)0.0150.0151129.8016.95T P S kV A kW ?≈=??=
'30(2)0.060.061129.8067.79var T Q S kV A k ?≈=??=
变电所高压侧的计算负荷为：'30(1)1070.4616.951087.41P kW kW kW =+=
'30(1)(841.35480)var 67.79var 429.14var Q k k k =-+=
'
30(1)1169.03S A kV A =?=?'30(1)67.50I A =
=
补偿后的功率因数为：'
1087.41
cos 0.931169.03
φ==满足（大于0.90）的要求。
(三)年耗电量的估算
年有功电能消耗量及年无功电能耗电量可由下式计算得到： 年有功电能消耗量：
30p W P T αα
α?=
年无功电能耗电量：
30q W Q T αα
β?=
结合本厂的情况，年负荷利用小时数
T α为4800h ，取年平均有功负荷系数0.72α=，年平均无功
负荷系数0.78β=。由此可得本厂：
年有功耗电量：
60.721169.034800 4.0410p W kW h kW h
α?=??=??；
年无功耗电量：
60.78841.35var 4800 3.1510q W k h kW h
α?=??=??。
二 变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择
(一)
变电所主变压器台数的选择
变压器台数应根据负荷特点和经济运行进行选择。当符合下列条件之一时，宜装设两台及以上变压
器：有大量一级或二级负荷；季节性负荷变化较大；集中负荷较大。结合本厂的情况，考虑到二级
重要负荷的供电安全可靠，故选择两台主变压器。 (二)
变电所主变压器容量选择。每台变压器的容量N T S ?应同时满足以下两个条件：
1） 任一台变压器单独运行时，宜满足：30(0.6~0.7)N T S S ?=?
2） 任一台变压器单独运行时，应满足：30(111)N T S S ?+≥，即满足全部一、二级负荷需求。 代入数据可得：N T S ?=（0.6~0.7）×1169.03=（701.42~818.32）kV A ?。
又考虑到本厂的气象资料（年平均气温为20C
），所选变压器的实际容量：
(10.08)920N T NT S S KVA ?=-?=实也满足使用要求，同时又考虑到未来5~10年的负荷发展，初
步取N T S ?=1000kV A ? 。考虑到安全性和可靠性的问题，确定变压器为SC3系列箱型干式变压器。型号：SC3-1000/10 ，其主要技术指标如下表所示：
（附：参考尺寸（mm ）：长：1760宽：1025高：1655 重量（kg ）：3410） （三） 变电所主接线方案的选择
方案Ⅰ：高、低压侧均采用单母线分段。优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同母线段引出两个回路，用两个电路供电；当一段母线故障时，分段断路器自动切除故障母线保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电 。缺点：当一段母线或母线隔离开关检修时该母线各出线须停电；当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越；扩建时需向两个方向均衡扩建。 方案Ⅱ：单母线分段带旁路。优点：具有单母线分段全部优点，在检修断路器时不至中断对用户供电。缺点：常用于大型电厂和变电中枢，投资高。
方案Ⅲ：高压采用单母线、低压单母线分段。优点：任一主变压器检修或发生故障时，通过切换操作，即可迅速恢复对整个变电所的供电。缺点：在高压母线或电源进线进行检修或发生故障时，整个变电所仍需停电。
以上三种方案均能满足主接线要求，采用三方案时虽经济性最佳，但是其可靠性相比其他两方案差；采用方案二需要的断路器数量多，接线复杂，它们的经济性能较差；采用方案一既满足负荷供电要求又较经济，故本次设计选用方案Ⅰ。
根据所选的接线方式，画出主接线图。
三 变电所位置和形式的选择
由于本厂有二级重要负荷，考虑到对供电可靠性的要求，采用两路进线，一路经10kV 公共市电架空进线（中间有电缆接入变电所）；一路引自邻厂高压联络线。 变电所的形式由用电负荷的状况和周围环境情况确定，根据《变电所位置和形式的选择规定》及GB50053－1994的规定，结合本厂的实际情况，这里变电所采用单独设立方式。
四、短路电流的计算
本厂的供电系统简图如图（一）所示。采用两路电源供线，一路为距本厂6km 的馈电变电站经LGJ-185架空线（系统按∞电源计），该干线首段所装高压断路器的断流容量为500MV A ?；一路为邻厂高压联络线。下面计算本厂变电所高压10kV 母线上k-1点短路和低压380V 母线上k-2点短路的三相短路电流和短路容量。
SC3-1000/10
380V
SC3-1000/10
K-1
K-210KV
图（一）
下面采用标么制法进行短路电流计算。 (一)
确定基准值：
取100d S MV A =?，110.5c U kV =，
20.4c U kV =
所以：1 5.500d I kA
==
=
2144.000d I kA ===
(二)
计算短路电路中各主要元件的电抗标么值：（忽略架空线至变电所的电缆电抗）
1) 电力系统的电抗标么值： 1
100*0.200500MV A
X MV A
?==?
2) 架空线路的电抗标么值：查手册得00.35/X km =Ω，因此：
2
2
100*0.35(/)6 1.904(10.5)
MV A
X km km kV ?=Ω??= 3）电力变压器的电抗标么值：由所选的变压器的技术参数得%6k U =，因此：
34
6100** 6.0001001000MV A
X X kV A
??===??
可绘得短路等效电路图如图（二）所示。
K-1
K-2
图（二）
(三)
计算k-1点的短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量
1) 总电抗标么值：*(1)120.200 1.904 2.104k X X X **
∑-=+=+=
2) 三相短路电流周期分量有效值： (3)1
1(1)
5.50 2.6142.104
d k k I kA
I kA X -*
∑-=
=
=
3) 其他三相短路电流：''(3)(3)
(3)1 2.614k I I I kA ∞-===
(3) 2.55 2.614 6.666sh i kA kA =?= (3) 1.51 2.614 3.947sh I kA kA =?=
4) 三相短路容量：(3)1(1)
10047.5292.104
d
k k S MV A
S MV A X -*
∑-?=
=
=?
(四) 计算k-2点短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量
1) 总电抗标么值：*
(2)1234(||)0.200 1.9046/2 5.104k X X X X X *
*
*
*
∑-=++==++=
2) 三相短路电流周期分量有效值：(3)
2
2(2)
14428.2135.104
d k k I kA
I kA X -*
∑-=
=
=
3) 其他三相短路电流：''(3)(3)(3)
228.213k I I I kA ∞-===
(3) 1.8428.21351.912sh i kA kA =?= (3)
1.0928.21330.752sh I kA kA =?=
4) 三相短路容量：(3)2(2)
10019.5925.104
d
k k S MV A
S MV A X -*
∑-?=
=
=?
五 变电所高、低压线路的选择
为了保证供电的安全、可靠、优质、经济，选择导线和电缆时应满足下列条件：发热条件；电压损耗条件；经济电流密度；机械强度。
根据设计经验：一般10KV 及以下的高压线路和低压动力线路，通常先按发热条件选择导线和电缆截面，再校验其电压损耗和机械强度。对于低压照明线路，因对电压水平要求较高，通常先按允许电压损耗进行选择，再校验其发热条件和机械强度。 （一）高压线路导线的选择
架空进线后接了一段交联聚乙烯绝缘电力电缆YJV-3?50做引入线（直埋），高压主接线如附图三所示。
高压侧计算电流'
3065.70I A =所选电缆的允许载流量：'30
12565.70al I A I A =>=满足发热条件。 （二）低压线路导线的选择
由于没有设单独的车间变电所，进入各个车间的导线接线采用TN-C-S 系统；从变电所到各个车间及宿舍区用埋地电缆供电，电缆采用VV22型铜芯交联聚氯乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆，根据不同的车间负荷采用不同的截面。其中导线和电缆的截面选择满足条件： 1) 相线截面的选择以满足发热条件即，30al I I ≥；
2) 中性线（N 线）截面选择，这里采用的为一般三相四线，满足00.5A A ?≥； 3) 保护线（PE 线）的截面选择 一、 235A mm ?>时，0.5PE A A ?≥；
二、 216A mm ?≤时，PE A A ?≥
三、
221635mm A mm ?<≤时，216PE A mm ≥
4) 保护中性线（PEN ）的选择，取（N 线）与（PE ）的最大截面。 结合计算负荷，可得到由变电所到各个车间的低压电缆的型号为：
电镀车间：VV22-1KV-3×120+1×70 两根并联；2072414342.04al I A A =?=> 铸造车间：VV22-1KV-3×240+1×120 310256.75al I A A => 锅炉房：VV22-1KV-3×120+1×70 207161.36al I A A => 锻压车间：VV22-1KV-3×150+1×95； 237197.61al I A A => 金工车间：VV22-1KV-3×185+1×95 264213.64al I A A => 工具车间：VV22-1KV-3×150+1×95 237197.61al I A A => 热处理车间：VV22-1KV-3×150+1×95 237174.46al I A A => 装配车间：VV22-1KV-3×70+1×50 152104.82al I A A => 机修车间：VV22-1KV-3×50+1×35 12980.68al I A A => 仓库：VV22-1KV-3×25+1×16 8751.45al I A A =>
宿舍区：VV22-1KV-3×185+1×95 两根并联；2642528425.43al I A A =?=>
另外，送至各车间的照明线路采用：铜芯聚氯乙烯绝缘导线BV 型号。
六 变电所一次设备的选择与校验
(一)
变电所高压一次设备的选择
根据机械厂所在地区的外界环境，高压侧采用天津市长城电器有限公司生产的JYN2-10（Z ）型户内移开式交流金属封闭开关设备。此高压开关柜的型号：JYN2-10/4ZTTA （说明：4：一次方案号；Z ：真空断路器；T ：弹簧操动；TA ：干热带）。其内部高压一次设备根据本厂需求选取，具体设备见附图三《变电所高压电气主接线图》。初选设备： 高压断路器： ZN24-10/1250/20 高压熔断器：RN2-10/0.5 -50
电流互感器：LZZQB6-10-0.5-200/5 电压互感器：JDZJ-10 接地开关：JN-3-10/25 母线型号：TMY-3?（50?4）；TMY-3?（80?10）+1?（60?6） 绝缘子型号：ZA-10Y 抗弯强度：al F ≥3.75kN （户内支柱绝缘子）
从高压配电柜引出的10kV 三芯电缆采用交联聚乙烯绝缘电力电缆，型号：YJV-3?50，无钢铠护套，缆芯最高工作温度90C
。 (二)
变电所高压一次设备的校验
根据《高压一次设备的选择校验项目和条件》，在据电压、电流、断流能力选择设备的基础上，对所选的高压侧设备进行必需的动稳定校验和热稳定度校验。 １．设备的动稳定校验 1) 高压电器动稳定度校验 校验条件： (3)(3)max
max ;sh sh i i I I ≥≥
由以上短路电流计算得(3)sh i = 6.666kA ；(3)
sh I = 2.614kA 。并查找所选设备
的数据资料比较得：
高压断路器ZN24-10/1250/20 max i =50kA ≥6.666kA ，满足条件； 电流互感器LZZQB6-10-0.5-200/5 max i =79kA ≥6.666kA ，满足条件； JN-3-10/25接地开关 m a x i =63 kA ≥6.666kA ，满足条件。 2) 绝缘子动稳定度校验
校验条件： (3)al c F F ≥ 母线采用平放在绝缘子上的方式，则：(3)
(3)(3)272
10/c
l F F N A a
-==??
（其中a =200mm ；l =900mm ）。
所以：(3)c F 2
720.9)10/34.630.2m
kA N A N m
-??= 3.75kN ≤满足要求。 3) 母线的动稳定校验
校验条件： al c σσ≥ TMY 母线材料的最大允许应力al σ=140MPa 。
10kV 母线的短路电流(3)sh I =3.947kA ；(3)sh i =6.666kA 三相短路时所受的最大电动力：
(3)c F 2720.9)10/34.630.2m
kA N A N m
-?
?= 母线的弯曲力矩： (3)34.630.9 3.121010F l N m
M N m ?==? 母线的截面系数： 2263(0.05)0.004 1.671066
b h m m
W m -?===? 母线在三相短路时的计算应力： 63
3.12 1.871.6710c M N m
MPa W m σ-?=
==? 可得，al σ=140MPa ≥c σ=1.87MPa ，满足动稳定性要求。 ２.高压设备的热稳定性校验 1) 高压电器热稳定性校验
校验条件： 2(3)2t ima I t I t ∞≥ 查阅产品资料：高压断路器：t
I =31.5kA,t=4s ； 电流互感器：t I =44.5kA ,t=1s ；接地开关：t I =25kA,t=4s 。取0.70.10.8ima op oc t t t s =+=+=，
(3)
I ∞
=2.614kA ，将数据代入上式，经计算以上电器均满足热稳定性要求。 2) 高压母线热稳定性校验
校验条件： A ≥min A =(3)
I ∞
查产品资料，得铜母线的C=171，取0.75ima t s =。 母线的截面： A=50?42
mm =2002
mm
允许的最小截面：
2min 2.61413.24A kA mm == 从而，min A A ≥，该母线满足热稳定性要求 。 3) 高压电缆的热稳定性校验
校验条件： A ≥min A
=(3)
I ∞
允许的最小截面：
2min 2.61413.24A kA mm == 所选电缆YJV-3?50的截面 A=502
mm 从而，min A A ≥，该电缆满足热稳定性要求 。 (三)
变电所低压一次设备的选择
低压侧采用的也是天津长城电器有限公司生产的GGD2型低压开关柜，所选择的主要低压一次设备参见附图四《变电所低压电气主接线图》。部分初选设备： 低压断路器：NA1 型智能万能断路器、TMS30型塑壳无飞弧智能断路器 低压熔断器：NT 系列 电压互感器：JDZ1系列 电流互感器：LMZJ1 、LMZ1 系列 母线型号： TMY-3?（80?10）+1?（60?6）
绝缘子型号：ZA-6Y 抗弯强度：al F ≥3.75kN （户内支柱绝缘子）
另外，无功补偿柜选用2个GCJ1-01型柜子，采用自动补偿，满足补偿要求。 (四)
变电所低压一次设备的校验
由于根据《低压一次设备的选择校验项目和条件》进行的低压一次侧设备选择，不需再对熔断器、刀开关、断路器进行校验。关于低压电流互感器、电压互感器、电容器及母线、电缆、绝缘子等校验项目与高压侧相应电器相同，这里仅列出低压母线的校验：380kV 侧母线上母线动稳定性校验：校验条件： al c σσ≥
TMY 母线材料的最大允许应力al σ=140MPa 。
380kV 母线的短路电流(3)sh i =51.912kA ;(3)
sh I =30.752kA 三相短路时所受的最大电动力为：
(3)2720.9(51.912)10/2100.370.2m
F kA N A N m
-=?
?= 母线的弯曲力矩： (3)2100.370.9189.0331010F l N m
M N m ?==? 母线的截面系数： 2253(0.08)0.01 1.071066
b h m m
W m -?===? 母线在三相短路时的计算应力： 53
189.03317.671.0710c M N m
MPa W m σ-?=
==? 可得，al σ=140MPa ≥c σ=17.67MPa ，满足动稳定性要求。
380V 侧母线热稳定性校验：校验条件： A ≥min A
=(3)
I ∞
查产品资料，得铜母线的
C=171，取0.75ima t s =。 母线的截面： A=80?102
mm =8002
mm
允许的最小截面：
2min 28.213142.88A kA mm == 从而，min A A ≥，满足热稳定性要求 。
七 变电所二次回路方案选择及继电保护的整定
（一） 二次回路方案选择 1) 二次回路电源选择
二次回路操作电源有直流电源，交流电源之分。
蓄电池组供电的直流操作电源带有腐蚀性，并且有爆炸危险；由整流装置供电的直流操作电源安全性高，但是经济性差。
考虑到交流操作电源可使二次回路大大简化，投资大大减少，且工作可靠，维护方便。这里采用交
流操作电源。
2) 高压断路器的控制和信号回路
高压断路器的控制回路取决于操作机构的形式和操作电源的类别。结合上面设备的选择和电源选择，采用弹簧操作机构的断路器控制和信号回路。 3) 电测量仪表与绝缘监视装置
这里根据GBJ63-1990的规范要求选用合适的电测量仪表并配用相应绝缘监视装置。
a) 10KV 电源进线上：电能计量柜装设有功电能表和无功电能表；为了解负荷电流，装设电流表一只。 b) 变电所每段母线上：装设电压表测量电压并装设绝缘检测装置。 c) 电力变压器高压侧：装设电流表和有功电能表各一只。 d) 380V 的电源进线和变压器低压侧：各装一只电流表。 e)
低压动力线路：装设电流表一只。
4) 电测量仪表与绝缘监视装置
在二次回路中安装自动重合闸装置（ARD ）（机械一次重合式）、备用电源自动投入装置（APD ）。 （二）继电保护的整定
继电保护要求具有选择性，速动性，可靠性及灵敏性。
由于本厂的高压线路不很长，容量不很大，因此继电保护装置比较简单。对线路的相间短路保护，主要采用带时限的过电流保护和瞬时动作的电流速断保护；对线路的单相接地保护采用绝缘监视装置，装设在变电所高压母线上，动作于信号。
继电保护装置的接线方式采用两相两继电器式接线；继电保护装置的操作方式采用交流操作电源供电中的“去分流跳闸”操作方式（接线简单，灵敏可靠）；带时限过电流保护采用反时限过电流保护装置。型号都采用GL-25/10 。其优点是：继电器数量大为减少，而且可同时实现电流速断保护，可采用交流操作，运行简单经济，投资大大降低。
此次设计对变压器装设过电流保护、速断保护装置；在低压侧采用相关断路器实现三段保护。 1)变压器继电保护
变电所内装有两台10/0.4kV 1000kV A ?的变压器。低压母线侧三相短路电流为(3)
28.213k I kA =，高压侧继电保护用电流互感器的变比为200/5A ，继电器采用GL-25/10型，接成两相两继电器方式。下面整定该继电器的动作电流，动作时限和速断电流倍数。 a)过电流保护动作电流的整定：
1.3,0.8,rel re K K ==1w K =，200/540i K ==
max 1224100010)230.95L N T I I kV A kV A ??=?=??=
故其动作电流： 1.31
230.959.380.840
op I A A ?=?=?
动作电流整定为9A 。
b)过电流保护动作时限的整定
由于此变电所为终端变电所，因此其过电流保护的10倍动作电流的动作时限整定为0.5s 。 c)电流速断保护速断电流倍数整定
取 1.5,rel K = max 28.2130.40/101128.5k I kA KV kV A ?=?=，故其速断电流为： 1.51
1128.542.3240
qb I A A ?=
?= 因此速断电流倍数整定为： 42.32
4.79
qb n ==。 2）10KV 侧继电保护
在此选用GL-25/10型继电器。由以上条件得计算数据：变压器一次侧过电流保护的10倍动作时限整定为0.5s ；过电流保护采用两相两继电器式接线；高压侧线路首端的三相短路电流为2.614kA ；变比为200/5A 保护用电流互感器动作电流为9A 。下面对高压母线处的过电流保护装置1KA 进行整定。（高压母线处继电保护用电流互感器变比为200/5A ） 整定1KA 的动作电流
取'
max 30(1)2.5 2.567.50168.75L I I A A ?==?=， 1.3,0.8,rel re K K ==1w K =，200/540i K ==，故
(1)max 1.31
168.75 6.90.840
rel w op L re i K K I I A A K K ??=
=?=?，
根据GL-25/10型继电器的规格，动作电流整定为7A 。 整定1KA 的动作时限：
母线三相短路电流k I 反映到2KA 中的电流：(2)'
(2)
(2)
1
2.61465.3540
w k k i K I I kA A K =
=
?= '(2)k I 对2KA 的动作电流(2)op I 的倍数，即：'(2)2(2)
65.357.39k op I A
n I A
=
=
=
由《反时限过电流保护的动作时限的整定曲线》确定2KA 的实际动作时间：'
2t =0.6s 。
1KA 的实际动作时间：''120.70.60.7 1.3t t s s s s =+=+=
母线三相短路电流k I 反映到1KA 中的电流：(1)'(1)(1)
1
2.61465.3540
w k k i K I I kA A K =
=
?= '
(1)k I
对1KA 的动作电流(1)op I 的倍数，即：'(1)1(1)
65.359.37
k op I A
n I =
=
= 所以由10倍动作电流的动作时限曲线查得1KA 的动作时限：1 1.1t s ≈。 3）0.38KV 侧低压断路器保护 整定项目：
(a)瞬时过流脱扣器动作电流整定： 满足(0)op rel pk I K I ≥
rel K ：对万能断路器取1.35；对塑壳断路器取2～2.5。
(b)短延时过流脱扣器动作电流和动作时间整定： 满足: ()op s rel pk I K I ≥ rel K 取1.2。
另外还应满足前后保护装置的选择性要求，前一级保护动作时间比后一级至少长一个时间级差0.2s(0.4s,0.6s)。
(c)长延时过流脱扣器动作电流和动作时间整定： 满足：()30op l rel I K I ≥ rel K 取1.1。 (d)过流脱扣器与被保护线路配合要求：
满足：()op l ol al I K I ≤ ol K ：绝缘导线和电缆允许短时过负荷倍数(对瞬时和短延时过流脱扣器，一般取4.5；对长延时过流脱扣器，取1.1～1.2)。 (e)热脱扣器动作电流整定：
满足：30op TR rel I K I ≥ rel K 取1.1，一般应通过实际运行进行检验。
可根据以上整定要求，参考相关产品资料对低压侧的NA1和TMS30系列低压断路器进行整定，在此
不详述。
八、防雷和接地装置的确定
（一）防雷装置确定
雷电引起的大气过电压会对电器设备和变电所的建筑物产生严重
的危害，因此，在变电所必须采取有效的防雷措施，以保证电器设备的安全。下面分情况对防雷装置进行选择。 （二）直击雷的防治
根据变电所雷击目的物的分类，在变电所的中的建筑物应装设直击雷保护装置。在进线段的1km 长度内进行直击雷保护。防直击雷的常用设备为避雷针。所选用的避雷器：接闪器采用直径10mm 的圆钢；引下线采用直径6mm 的圆钢；接地体采用三根2.5m 长的50505mm mm mm ??的角钢打入地中再并联后与引下线可靠连接。 （三）雷电侵入波保护
由于雷电侵入波比较常见，且危害性较强，对其保护非常重要。对变电所来说，雷电侵入波保护利用阀式避雷器以及与阀式避雷器相配合的进线保护段；为了其内部的变压器和电器设备得以保护，在配电装置内安放阀式避雷器。 （四）接地装置确定
接地装置为接地线和接地体的组合，结合本厂实际条件选择接地装置：交流电器设备可采用自然接地体，如建筑物的钢筋和金属管道。本厂的大接地体采用扁钢，经校验，截面选择为2
60mm ，厚度为3mm 。铜接地线截面选择：低压电器设备地面上的外露部分截面选择为2
1.5mm （绝缘铜线）；电缆的接地芯截面选择为2
1mm 。
所用的接地电阻选择：查表得接地电阻应满足R ≤5Ω，R e ≤120V/I E 根据经验公式： (35)
350
N oh cab E U L l R +?=
其中：oh I 为同一电压的具有电联系的架空线线路总
长度；cab I 为同一电压的具有电联系的电缆线路总长度。 则： (1)10(635 4.5)
350
E R +?=
=4.67Ω
所以，变电所的接地电阻应选为5Ω。
九、附录参考文献
1. 《中小型变电所实用设计手册》 2000年5月第1版 中国水利水电出版社 雷振山 编
2. 《常用供配电设备选型手册 》1998年2月第一版煤炭工业出版社 王子午 徐泽植 编
3. 《建筑工程常用材料设备产品大全》 1992年10月第一版 中国建筑工业出版社
4. 《工业与民用配电设计手册第二版》 1994年12月第一版 中国电力出版社
5. 《现代建筑电气设计实用指南》 2000年1月第一版 中国水利水电出版社
6. 《建筑电气设计与施工》 2000年9月第一版 中国建筑工业出版社
山东理工大学供配电实用技术课程设计任务书 设计题目：某机械厂降压变电所的电气设计 电气与电子工程学院 2011.11.1
一、设计题目 某机械厂降压变电所的电气设计 二、设计要求 要求根据本厂所取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量，选择变电所主接线方案及高低压设备与进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护装置，确定防雷和接地装置。最后按要求写出设计说明书，绘制设计图纸。 三、设计依据 1）工厂负荷情况： 本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用时数为4000h，日最大负荷持续时间为4h。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属于二级负荷外，其余为三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。本厂的负荷统计资料如图所示。 2）供电电源情况： 按照工厂与当地供电部门签订的供用协议规定，本厂可由附近一条10kV的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参考工厂总平面图。该干线的导线型号为LGJ-95,导线为等边三角形排列，线距为1m，干线首端距本厂8km，该干线首端所装高压断路器的断流容量为500MVA，此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，其定时限过电流保护整定的动作时间为1.5s。为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压或低压联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度达150km，电缆线路总长度25km。 3）气象资料： 本厂所在地区的年最高气温为38℃，年平均气温为23℃，年最低气温为15℃，年最热月平均最高气温为32℃，年最热月平均气温为28℃，年最热月地下0.8m处平均气温为21℃。年主导风向为东北风，年雷暴日数为12。 4）地质水文资料： 本厂所在地区平均海拔120m，地层为沙粘土为主，地下水位为3m。 5）电费制度：
` 广东工业大学华立学院 课程设计（论文） 课程名称发电厂电气部分 题目名称某 110～220kV降压变电所电气一次部分设计学生学部（系）机电与信息工程学部 专业班级 学号 学生姓名 指导教师周展怀
2013 年06 月20 日 广东工业大学华立学院 课程设计（论文）任务书 一、课程设计（论文）的内容 课程设计的内容大体相当于实际工程设计电气一次部分初步设计的内容，其中一部分可基本达到技术设计的要求深度。具体内容如下： （1）对原始资料的分析： a）本工程情况：发电厂、变电所类型及设计规划容量（*近期与远景），单机容量
及台数，运行方式，*最大负荷利用小时数等。 b）电力系统情况：电力系统本期及远景发展规划（本期工程建成后5～10年），发电厂、变电所在电力系统中的位置和作用，本期和远景规划与电力系统的连接方式，各级电压中性点接地方式等。 c）负荷分析：负荷的性质及其地理位置，输电电压等级、出线回路及输送容量等。 （2）电气主接线设计： a）主变压器的选择：容量、台数、相数、绕组数量和接线方式、阻抗、调压方式、电压等级、全绝缘或半绝缘问题、自耦变压器问题、冷却方式等。 b）各级电压母线接线方式（本期、远景）以及*分期过渡接线等。 c）绘制电气主接线图。 （3）厂（所）用电及供电方式选择设计： a）厂（所）用电接线方案比较，负荷计算及变压器选择，中性点接线方式选择。 b）高低压厂用电工作电源、起动/备用电源、事故保安电源连接方式、设备容量、分接头及阻抗的选择。 c）厂（所）用配电装置及设备选型等。 d）绘制厂（所）用电接线图。 （3）短路电流实用计算方法； a）确定主线路的运行方式。 b）绘制等值网络图。 c）计算各短路计算点的三相短路电流及不对称短路电流。 （4）电气设备选择： 对主变压器、厂（所）用变压器、断路器、隔离开关、*熔断器、电抗器、互感器、*消弧线圈、*避雷器、*绝缘子、导线和电缆等进行选择，并汇总电气设备表。 （5）绘制工程设计的其他相关图纸，编制电气一次设备概算表，并编写说明书。说明书部分包括设计任务书、所采用的基本资料和原始数据、方案选择论证、主要计算方法和结果。其计算过程可作为附件，列在说明书后面。 3、课程设计文件。 课程设计文件由说明书（含附件）及设计图纸组成。要求文字说明简明扼要，计算准确，有分析论证，并能正确地反映情况、说明问题。设计图纸应做到内容完整、清晰整齐。
[目录] 前言 第一篇任务书 一、设计要求 二、原始资料 三、设计任务 四、设计成果 第二篇说明书 第一章概述 第二章主接线设计方案 第三章主变台数和容量的选择 第四章所变的选择和所用电的设计 第五章短路电流计算 第六章导体及电气设备的选择. 第三篇计算书 一、主变容量的计算 二、短路电流计算 参考资料
第一篇任务书 一、设计要求 1、建立工程设计的正确观点，掌握电力系统设计基本原则和方法。 2、培养独立思考、解决问题的能力。 3、学习使用工程设计手册和其他参考书的能力，学习撰写工程设计说明书。 二、原始资料 1、某国营企业为保证供电需求，要求设计一座35KV降压变电所，以10KV电缆给各车间供电，一次设计并建成。 2、距本变电所6Km处有一系统变电所，由该变电所用35KV双回路架空线路向待定设计的变电所供电，在最大运行方式下，待设计的变电所高压母线上的短路功率为1000MVA 。 3、待设计的变电所10KV无电源，考虑以后装设的组电容器，提高功率因素，故要求预留两个间隔。 4、本变电所10KV母线到各个车间均用电缆供电，其中一车间和二车间为一类负荷，其余为二类负荷，Tmax=4000h ，各馈线负荷如表1—1
5、所用电的主要负荷见表1—2
6、环境条件 1）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。 2）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。 三、设计任务 1、设计本变电所的主电路，论证设计方案是最佳方案，选址主变压器的容量和台数。 2、设计本变电所的自用电路，选择自用变压器的容量和台数。 3、计算短路电流。 4、选择导体及电气设备。 四、设计成果 1、设计说明书和计算书各一份 2、主电路和所用电路图各一份 第二篇说明书 第一章概述 一、设计依据 根据设计任务书给出的条件。 二、设计原则
一、设计任务书 （一）设计题目 某机械厂降压变电所电气一次设计 （二）设计要求 要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主结线及高低压设备和进出线，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。 （三）设计依据 1.工厂总平面图 2.工厂负荷情况：本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为5000h，日最大负荷持续时间为8h。该厂筹造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。电气照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。 3.供电电源情况： 按照工厂与当地供电部门签订的供用电协议规定，本厂可由附近一条10KV的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图（附图1-4）。该干线的导线品牌号为LGJ-185,导线为等边三角形排列，线距为2.0m。干线首端（即电力系统的馈电变电站）距离本厂约10km.干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MWA，此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为1.2s。为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为100km，电缆线路长度为25km。
表1 工厂负荷统计资料 4.气象条件： 本厂所在地区的年最高气温为38℃，年平均气温为23℃，年最低气温为-8℃，年最热月平均最高气温为33℃，年最热月平均气温为26℃，年最热月地下0.8m处的平均温度为25℃。当地主导风向为东北向风，年暴日数为20。 5.地质水文条件： 本厂所在的地区平均海拔500m。地层以砂粘土（土质）为主；地下水位为4m。 6.电费制度： 本厂与当地供电部门达成协议，在本厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费交电费。每月基本电费按主变压器容量计为20元/KVA，动力电费为0.3元/kwh，照明（含家电）电费为0.5元/kwh。工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.95.此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性地向供电部门交供电贴费：6~10KV为800元/KV A。 （四）设计任务 要求在规定时间内独立完成下列工作量： 1、设计说明书1份，需包括： 1）封面及目录 2）前言及确定了赋值参数的设计任务书 3）负荷计算和无功功率补偿 4）变电所位置和型式的选择
110KV降压变电站电气一次部分初步设计 一、变电站的作用 1.变电站在电力系统中的地位 电力系统是由变压器、输电线路、用电设备组成的网络，它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备。电力系统中的这些互联元件可以分为两类，一类是电力元件，它们对电能进行生产（发电机）、变换（变压器、整流器、逆变器）、输送和分配（电力传输线、配电网），消费（负荷）；另一类是控制元件，它们改变系统的运行状态，如同步发电机的励磁调节器，调速器以及继电器等。 2.电力系统供电要求 （1）保证可靠的持续供电：供电的中断将使生产停顿，生活混乱，甚至危及人身和设备的安全，形成十分严重的后果。停电给国民经济造成的损失远远超过电力系统本身的损失。因此，电力系统运行首先足可靠、持续供电的要求。 （2）保证良好的电能质量：电能质量包括电压质量，频率质量和波形质量这三个方面，电压质量和频率质量均以偏移是否超过给定的数来衡量，例如给定的允许电压偏移为额定电压的正负5%，给定的允许频率偏移为正负0.2—0.5%HZ 等，波形质量则以畸变率是否超过给定值来衡量。 （3）保证系统运行的经济性：电能生产的规模很大，消耗的一次能源在国民经济一次能源总消耗占的比重约为1/3 ，而且在电能变换，输送，分配时的损耗绝对值也相当可观。因此，降低每生产一度电能损耗的能源和降低变换，输送，分配时的损耗，又极其重要的意义。 二、变电站与系统互联的情况 1.待建变电站基本资料 （1）待建变电站位于城郊，站址四周地势平坦，站址附近有三级公路，交通方便。 （2）该变电站的电压等级为110KV,35KV,10KV三个电压等级。110KV是本变电站的电源电压，35KV，10KV是二次电压。 （3）该变电站通过双回110KV线路与100公里外的系统相连，系统容量为1250MVA，系统最小电抗（即系统的最大运行方式）为0.2（以系统容量为基准），系统最大电抗（即系统的最小运行方式）为0.3。
一、设计目的 熟悉电力设计的相关规程、规定，树立可靠供电的观点，了解电力系统，电网设计的基本方法和基本内容，熟悉相关电力计算的内容，巩固已学习的课程内容，学习撰写工程设计说明书，对变电所区域设计有初步的认识。 二、设计要求 （1）通过对相应文献的收集、分析以及总结，给出相应项目分析，需求预测说明。 （2）通过课题设计，掌握电力系统设计的方法和设计步骤。 （3）学习按要求编写课程设计报告书，能正确阐述设计方法和计算结果。 （4）学生应抱着严谨认真的态度积极投入到课程设计过程中，认真查阅相应文献以及实现，给出个人分析、设计以及实现。 三、设计任务 （一）设计主体内容 （1）负荷计算及无功功率补偿 （2）变电站位置及形式的选择。 （3）变电所主变压器台数，容量及主接线方案的选择。 （4）短路电流计算。 （5）变电所一次设备的选择及校验。 （6）变电所高低压线路的选择。 （7）变电所二次回路方案及继电保护的整定。 （二）设计任务 1．设计说明书，包括全部计算过程，主要设备及材料表； 2．变电所主接线图。 四、设计时间安排 查找相关资料（1天）、总降压变电站设计（3天）、车间变电所设计（2天）、 厂区配电系统设计（1天）、撰写设计报告（2天）和答辩（1天）。 五、主要参考文献 [1] 电力工程基础 [2] 工厂供电 [3] 继电保护. [4] 电力系统分析 [5]电气工程设计手册等资料 指导教师签字：年月日
一．负荷情况 某厂变电所担负三个车间、一个办公楼和一个食堂的供电任务，负荷均为380/220V负荷。各部门电气设备、负荷情况如下： （一）一号车间 一号车间接有下表所列用电设备 二号车间接有下表所列用电设备 （三）三号车间 三号车间接有下表所列用电设备 食堂接有下表所列用电设备负荷
实验一机械厂降压变电所的电气设计 1.1设计要求： 要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂的发展，按照安全可靠，技术先进，经济合理的要求，确定变电所的位置与形式，确定变电所主要变压器的台数与容量，类型。选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护装置，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。 1.2设计依据： 1.2.1工厂总平面图： 1.2.2工厂负荷情况 本厂多数车间为两班制年最大负荷利用小时为4600h，日最大负荷持续时间为6h。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。全厂负荷情况如1.1工厂负荷统计资料表所示：
1.2.3气象资料 本场所在地区的年最高气温为38℃，年平均气温为23℃，年最低气温为-9℃，年最热月平均最高气温为33℃，年最热月平均气温为26℃，年最热月地下0.8M处平均气温为25℃，当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20天。1.2.4地质水文资料 本厂所在地区平均海拔500m，地层以砂粘土为主，地下水位为1m。 1.2.5供电电源情况 按照工厂与当地供电部门签订的供用电协议规定，本厂可由附近一条 10kv的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图该干线的导线牌号为LGJ-150，导线为等腰三角形排列，线距为2m；干线首端距离本厂约8km。干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MVA。此断路器配备有定时限过流保护和电流速断保护，定时限过流保护整定的动作时间为1.7s。为满足工厂二级符合要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为80km，电缆线路总长度为25km。 1.2.6电费制度
毕业设计（论文）报告题目220kV降压变电站电气一次部分设计
摘要 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
110-35-10kv降压变电所电气部分设计
课程设计 课程名称：发电厂电气部分 设计题目：110/35/10kv降压变电所电气部分设计
目录 摘要------------------------------------------------------------------ 2 1.变电所总体分析------------------------------------------------------ 2 1.1变电所规模 ------------------------------------------------------ 2 1.2变电所与电力系统连接情况----------------------------------------- 2 1.3负荷情况 -------------------------------------------------------- 2 1.4最小运行方式 ---------------------------------------------------- 3 1.5环境条件 -------------------------------------------------------- 3 2.主接线的设计原则---------------------------------------------------- 3 2.1运行的可靠 ------------------------------------------------------ 3 2.2具有一定的灵活性 ------------------------------------------------ 3 2.3操作应尽可能简单、方便------------------------------------------- 3 2.4经济上合理 ------------------------------------------------------ 4 3.主接线设计---------------------------------------------------------- 4 3.1 110kv侧 -------------------------------------------------------- 4 3.1.1方案一 ------------------------------------------------------ 4 3.1.2方案二 ------------------------------------------------------ 4 3.2 35kv侧（6回出线）---------------------------------------------- 5 3.3 10kv侧（10回出线）--------------------------------------------- 6 4．主变压器的选择----------------------------------------------------- 6 4.1 相数的确定------------------------------------------------------ 6 4.2绕组数的确定 ---------------------------------------------------- 7 4.3绕组接线组别的确定 ---------------------------------------------- 7 5.主接线图------------------------------------------------------------ 8 参考文献--------------------------------------------------------- 9
目录 第一章绪论 (1) 第二章电源进线与主变的选择 (2) 2.1 方案介绍及选取 (3) 2.2 负荷概念及等级分 (4) 2.3 负荷的计算 (5) 2.4 主变选择的原则 (6) 2.5 主变选取 (6) 第三章电气主接线方案 (7) 3.1 主接线的主要形式 (7) 3.2 接线方案与选取 (7) 第四章短路计算 (9) 4.1短路的类型 (9) 4.2短路计算 (9) 第五章电气设备选择 (13) 5.1设备的概念 (13) 5.2断路器隔离开关等设备选择 (13) 第六章总语 (16) 参考文献 (17)
第二章接入系统方案 第一章绪论 电力系统中，发电厂将天然的一次能源转变成电能，向远方的电力用户送电，为了减小输电线路上的电能损耗及线路阻抗压降，需要将电压升高；为了满足电力用户安全的需要，又要将电压降低，并分配给各个用户，这就需要能升高和降低电压，并能分配电能的变电所。所以变电所是电力系统中通过其变换电压、接受和分配电能的电工装置，它是联系发电厂和电力用户的中间环节，同时通过变电所将各电压等级的电网联系起来，变电所的作用是变换电压，传输和分配电能。变电所由电力变压器、配电装置、二次系统及必要的附属设备组成。变压器是变电所的中心设备，它利用电磁感应原理。 配电装置是变电所中所有的开关电器、载流导体辅助设备连接在一起的装置。其作用是接受和分配电能。配电装置主要由母线、高压断路器开关、电抗器线圈、互感器、电力电容器、避雷器、高压熔断器、二次设备及必要的其他辅助设备所组成。 二次设备是指一次系统状态测量、控制、监察和保护的设备装置。由这些设备构成的回路叫二次回路，总称二次系统。 二次系统的设备包含测量装置、控制装置、继电保护装置、自动控制装置、直流系统及必要的附属设备。 负荷等级可以分为一，二，三等级。负荷的等级不同，对供电的要求也不同。对于一级负荷，必须有两个独立电源供电，且任何一个电源失去后，能保证对全部一级负荷不间断供电 电力变电所又分为输电变电所、配电变电所和变频所。这些变电所按电压等级可分为中压变电所（60千伏及以下）、高压变电所（110～220千伏）、超高压变电所（330～765千伏）和特高压变电所（1000千伏及以上）。按其在电力系统中的地位可分为枢纽变电所、中间变电所和终端变电所。 该变电所包含了一二级负荷,所以是一个需要两个电源的终端配电变电所。
摘要 本设计是220KV降压变电站设计。主要包括系统情况及负荷说明，主变压器的选择，电气主接线方案的选择，短路电流计算，高压电气设备的选择，各种电器和导线的选择计算，同时对所选择的电气设备进行动稳定和热稳定校验，判断是否满足要求。 本设计涉及到发电厂电气部分、电力系统分析等专业知识，并参考了相关的电气设计和设备手册。总体来说，本设计是对电力系统及其发电厂电气部分专业所学课程的综合和运用能力的一次考察。 关键词：变电站、主变压器、电气主接线、电气设备
第一章内容提要 一、变电站原始资料： 1、所址概况： 位于喀什市郊区，城市工农业，发展较快。 变电所有两回220KV出线，分别与电力系统和一所发电厂相连。 2、自然条件： 所区地势较平坦，交通方便，有铁路公路经过本所附近。 最高气温+30°C，最低气温-25°C，最高月平均温度25°C，年平均温度+10°，最大风速20m/s,覆冰厚度5mm，地震烈度< 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1.5；主导风向、夏南、冬西北。 3、负荷资料： （1）110KV侧，16回出线，最大综合负荷256MW，功率因数cosΦ=0.85，年最大负荷利用小 （2）10kv侧，20回出线，综合最大负荷为50MW，功率因数cosΦ=0.88，年最大负荷利用小 4、系统图：
220KV 110KV 二、设计任务： 1、选择主变压器的容量、台数、型号、参数。 2、进行经济、技术比较、选择电气主接线方案。 3、计算电路电流，选择电气设备； 4、全所平面总布置； 5、继电保护规划； 6、防雷保护； 三、成品要求： 1、说明书，计算书各一本； 2、图纸； （1）主接线图； （2）全所总平面布置图； （3）配电装置断面图； （4）防雷保护图； （5）继电保护规划图。
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（论文） 题目：永济机械厂10kv降压变电所的电气设计年级专业：机电1072班 学生姓名： 指导教师： 2010年5 月20日
摘要 电能是现代人们生产和生活的重要能源。电能可由其他形式的能转换而来，也可简便地转换成其他形式的能。电能的输送，分配，调试，控制和测试等简单易行，有利于实现生产过程的自动化，因此，在工矿企业，交通运输，人民生活中得到广泛应用。 电力工业是国民经济重要的部门，是现代化建设的基础。本次设计主要是有关工厂降压变电所设计方面的内容，本说明书中主要叙述了工厂降压变电所设计方法、和其他要求的确定供电系统的主要电气设备，供电系统的接线和结构，负荷计算和断路计算，电线和导线的选择及校正，断电保护装置及二次系统，防雷；接地及电气安全，电气照明技术，工厂供电系统的经济运行，工厂供电系统的运行维护和检修，实验与实践等。本次工厂降压变电所的设计，它从多方面体现出了工厂供电的重要性 工厂总降压变电所的位置和形式选择参考电源进线方向,综合考虑设置总降压变电所的有关因素,确定变压器的台数和容量.工厂总降压变电所主结线方案设计根据变电所配电回路数,,确定变电所高,低接线方式，系统短路电流计算由系统不同运行方式下的短路参数,求出不同运行方式下各点的三相及两相短路电流.负荷计算及无功功率补偿负荷计算的方法有需要系数法,利用系数法及二项式等几种.本设计采用需要系数法确定. 【关键词】电气设计功率补偿负荷计算防雷与接地主变压器一次设备的选择与校验二次回路方案的选择
目录 前言 (1) 第一章电气设计的一般原则.设计内容及步骤 (2) 1.1、电气设计设计的一般原则 (2) 1.2、设计内容及步骤 (2) 第二章负荷计算的内容和目的 (5) 2.1负荷计算的内容和目的 (5) 2.2负荷分级及供电要求 (5) 2.3电源及供电系统 (6) 2.4电压选择和电能质量 (6) 2.5无功补偿 (6) 2.6低压配电 (7) 2.7变电所进出线选择和校验 (7) 第三章负荷计算和无功功率计算及补偿 (8) 3.1负荷计算及无功功率补偿 (8) 3.2无功功率补偿计算 (11) 3.3年耗电量的估算 (11) 第四章变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择 (13) 4.1变电所主变压器台数的选择 (13) 4.2变电所主变压器容量选择 (13) 4.3变电所主接线方案的选择 (13) 第五章变电所一次设备的选择与校验- (15) 5.1变电所高压一次设备的选择 (15) 5.2变电所高压一次设备的校验 (15) 5.3.高压设备的热稳定性校验 (16) 5.4变电所低压一次设备的选择 (17) 5.5变电所低压一次设备的校验 (17) 第六章变电所高、低压线路的选择 (19) 6.1高压线路导线的选择 (19) 6.2低压线路导线的选择 (19) 第七章变电所二次回路方案选择及继电保护的整定 (21) 7.1二次回路方案选择 (21) 7.2继电保护的整定 (21) 第八章防雷保护与接地装置设计 (24) 8.1防雷设备 (24) 8.2.接地与接地装置 (24) 第九章总结 (26) 参考文献 (27) 致谢 (28) 附录 (29)
专业文献综述题目: 220KV降压变电所的设计 专业: 农业电气化与自动化
220KV降压变电所的设计 摘要：随着我国国民经济的快速增长，用电已成为制约我国经济发展的重要因素。为保证正常的供配电要求，各地都在兴建一系列的供配电装置。本文针对220kV降压变电所的特点，阐述了220kV降压变电所的设计思路、设计步骤，并进行了相关的计算和校验。文中介绍的220kV降压变电所的设计方法、思路及新技术的应用可以作为相关设计的理论指导。 关键词：降压变电所；设计方法；供配电 Design of the 220 KV step-down substation Abstract：With the fast growth of the our country national economy，use the important factor that the electricity also becomes an economic development of the check and supervision in our country。Everyplace all be building a series of use to go together with to give or get an electric shock device。This text aims at the characteristics of the 220 KV step-down substation, Elaborate design way of thinking, design step of the 220 KV step-down substation and carry on the related calculation ,check it 。The text introduce the design method, way of thinking and new technique of the 220 KV step-down substation can be the theories of related design instruction。 Key words: the step-down substation ; method of design ; supply and install electric 1 前言 近十年来，随着我国国民经济的快速增长，用电也成为制约我国经济发展的重要因素，各地都在兴建一系列的用配电装置。变电所的规划、设计与运行的根本任务，是在国家发展计划的统筹规划下，合理开发利用动力资源，用最少的支出(含投资和运行成本)为国民经济各部门与人民生活提供充足、可靠和质量合格的电能。这里所指的“充足”，从国民经济的总体来说，是要求变电所的供电能力必须能够满足国民经济发展和与其相适应的人民物质和文化生活增长的需要，并留有适当的备用。变电所由发、送、变、配等不同环节以及相应的通信、安全自动、继电保护和调度自动化等系统组成，它的形成和发展，又经历规划、设计、建设和生产运行等不同阶段。各个环节和各个阶段都有各自不同的特点和要求，按照专业划分和任务分工，在有关的专业系统和各个有关阶段，都要制订相应的专业技术规程和一些技术规定。但现代变电所是一个十分庞大而又高度自动化的系统，在各个专业系统之间和各个环节之间，既相互制约又能在一定条件下相互支持和互为补充。为了适应我国国民经济的快速增长，需要密切结合我国的实际条件，从电力系统的全局着眼，瞻前顾后，需要设计出一系列的符合我国各个地区的用以供电的变电所，用以协调各专业系统和各阶段有关的各项工作，以求取得最佳技术经济的综合效益。 本次所设计的课题是某220kV降压变电所的设计，该变电所是一个地区性重要的降压变电所，它主要担任220kV及110kV两电压等级功率交换，把接受功率全部送往110kV 侧线路。因此此次220kV降压变电所的设计具有220kV、110kV、及10kV三个电压等级，220kV侧以接受功率为主，10kV主要用于所用电以及无功补偿。本次所设计的变电所是枢纽变电所，全所停电后，将影响整个地区以级下一级变电所的供电。
、设计目的 熟悉电力设计的相关规程、规定，树立可靠供电的观点，了解电力系统，电网设计的基本方法和基本内容，熟悉相关电力计算的内容，巩固已学习的课程内容，学习撰写工程设计说明书，对变电所区域设计有初步的认识。 二、设计要求<1）通过对相应文献的收集、分析以及总结，给出相应工程分析，需求预测说明。 <2）通过课题设计，掌握电力系统设计的方法和设计步骤。 <3）学习按要求编写课程设计报告书，能正确阐述设计方法和计算 <4）学生应抱着严谨认真的态度积极投入到课程设计过程中，认真查阅相应文献以及实现，给出个人分析、设计以及实现。 三、设计任务 <一）设计主体内容 <1）负荷计算及无功功率补偿 <2）变电站位置及形式的选择。 <3）变电所主变压器台数，容量及主接线方案的选择。 <4）短路电流计算。 <5）变电所一次设备的选择及校验。 <6）变电所高低压线路的选择。 <7）变电所二次回路方案及继电保护的整定。 <二）设计任务 1．设计说明书，包括全部计算过程，主要设备及材料表；
2．变电所主接线图。 四、设计时间安排 查找相关资料<1 天）、总降压变电站设计<3天）、车间变电所设计<2天）、 厂区配电系统设计<1天）、撰写设计报告<2天）和答辩<1天）。 五、主要参考文献 [1]电力工程基础 [2]工厂供电 [3]继电保护. [4]电力系统分析 [5]电气工程设计手册等资料 指导教师签字：年月日 一．负荷情况某厂变电所担负三个车间、一个办公楼和一个食堂的供电任务，负荷均为380/220V负荷。各部门电气设备、负荷情况如下：<一）一号车间 一号车间接有下表所列用电设备
＜二）二号车间 二号车间接有下表所列用电设备 ＜三）三号车间 三号车间接有下表所列用电设备 ＜四）办公楼 办公楼接有下表所列用电设备负荷 ＜五）食堂
课程设计 课程名称：发电厂电气部分 设计题目：110/35/10kv降压变电所电气部分设计
目录 摘要 ------------------------------------------------------------------------------ 2 1.变电所总体分析----------------------------------------------------------------- 3 1.1变电所规模 ----------------------------------------------------------------- 3 1.2变电所与电力系统连接情况 ------------------------------------------------- 3 1.3负荷情况-------------------------------------------------------------------- 3 1.4最小运行方式--------------------------------------------------------------- 3 1.5环境条件-------------------------------------------------------------------- 3 2.主接线的设计原则-------------------------------------------------------------- 4 2.1运行的可靠 ----------------------------------------------------------------- 4 2.2具有一定的灵活性 ---------------------------------------------------------- 4 2.3操作应尽可能简单、方便 --------------------------------------------------- 4 2.4经济上合理 ----------------------------------------------------------------- 5 3.主接线设计 --------------------------------------------------------------------- 5 3.1 110kv侧 ------------------------------------------------------------------- 5 3.1.1方案一------------------------------------------------------------------ 5 3.1.2方案二------------------------------------------------------------------ 5 3.2 35kv侧（6回出线） ------------------------------------------------------- 7
课程设计 课程名称：建筑供配电与照明技术课程技术设计名称：某10KV变电站电气部分的设计院（系）：信息与控制工程学院 专业班级：建筑电气及智能化 姓名： 学号： 指导教师： 2013年06月22日
西安建筑科技大学课程设计（论文）任务书 专业班级：学生姓名：指导教师（签名）： 一、课程设计（论文）题目 某10KV变电站电气部分的设计 二、本次课程设计（论文）应达到的目的 工厂供电课程设计是在《工厂供电》课程学完结束后的一次教学实践 环节。课程设计是实践教学环节的重要组成部分，其目的是通过课程设计 加深学生对课程基本知识的理解，提高综合运用知识的能力，掌握本课程 的主要内容、工程设计或撰写论文的步骤和方法。围绕课本内容培养学生 独立进行工业供电系统和建筑供电系统电气部分设计计算能力，包括供电 系统设计计算能力和电力设备选择能力。培养学生理论联系实际的能力， 加强供电专业知识的认识水平。锻炼和培养学生分析和解决电力供电专业 技术问题的能力和方法。 三、本次课程设计（论文）任务的主要内容和要求（包括原始数据、技术 参数、设计要求等） 1、设计依据 1）电源和环境条件： 由西王集团热电厂10KV双回路供电，正常情况下，一路工作，一路备 用。西王热电厂10kv出线母线短路容量为200MVA，该路线路长为：架空 线采用高压架空绝缘线LYJ—3ⅹ150mm2，长度1.2KM，引至厂区北边，然 后换用YJLV 型高压交联聚乙烯电缆直埋至高压配电室内。为满足部分二22 级负荷的要求，厂内设柴油发电机组一台型号为6170—300GS。（设计时应 预留一路出线与柴油发电机组相连）。西王集团热电厂10KV母线的定时限 过电流保护装置整定为1.2秒。酵母生产厂变电所内设有两台变压器，容 量待选。 2）其它条件 济南供电局要求在10KV电源进线处装设计量电费的专用仪表，要求厂 总负荷的月平均功率因数不低于0.92。 当地最热月平均最高气温为35℃`。 总配电所周围无严重粉尘和腐蚀性气体。