kV變電站設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)論

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1、摘要 本次設(shè)計(jì)以10KV站為主要設(shè)計(jì)對象，分為任務(wù)書、計(jì)算說明書二部分，同時附有1張電氣主接線圖加以說明。該變電站設(shè)有2臺主變壓器，站內(nèi)主接線分為35 kV、和10 kV兩個電壓等級。兩個電壓等級均單母線分段帶旁路母線的接線方式。 本次設(shè)計(jì)中進(jìn)行了電氣主接線圖形式的論證、短路電流計(jì)算、主要電氣設(shè)備選擇及校驗(yàn)（包括斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器）。 關(guān)鍵詞： 變電所 短路電流 電氣主接線 目　　　　錄 第一章　分析原始資料------------------------------------------------4 第二章　主變壓器容量、型號

2、和臺數(shù)的選擇-------------------------------6 第一節(jié)　主變臺數(shù)的選擇-----------------------------------------6 第二節(jié) 　主變?nèi)萘康倪x擇-----------------------------------------6 第三節(jié) 　主變型號的選擇----------------------------------------6 第四節(jié) 主變壓器參數(shù)的計(jì)算-------------------------------------6 第三章電氣主接線設(shè)計(jì)-----------------------------

3、------------------7 第一節(jié)　10kV出線接線方式設(shè)計(jì)----------------------------------7 第二節(jié) 35kv進(jìn)線方式設(shè)計(jì)--------------------------------------7 第三節(jié) 主接線設(shè)計(jì)圖-------------------------------------------7 第四章短路電流計(jì)算-------------------------------------------------9 第一節(jié)短路計(jì)算的目的----------------------------------------

4、--9 第二節(jié)變壓器等值電抗計(jì)算--------------------------------------9 第三節(jié)短路點(diǎn)的確定--------------------------------------------9 第四節(jié)各短路點(diǎn)三相短路電流計(jì)算-------------------------------11 第五節(jié)短路電流匯總表-----------------------------------------12 第五章　　一次電氣設(shè)備的選擇---------------------------------------13 第一節(jié)高壓電氣設(shè)備選擇的一般標(biāo)準(zhǔn)--------

5、--------------------13 第二節(jié)高壓斷路器及隔離開關(guān)的選擇---------------------------14 第三節(jié) 導(dǎo)體的選擇--------------------------------------------17 第四節(jié)　電流互感器的選擇---------------------------------------18 第五節(jié) 電壓互感器的選擇----------------------------------------19 第六節(jié) 支持絕緣子和穿墻套管的選擇------------------------------20 第一章 分析原

6、始資料 1、變電站類型：35kv地方降壓變電站 2、電壓等級：35kV/10kV 3、負(fù)荷情況 35kV：最大負(fù)荷12.6MVA 10kV：最大負(fù)荷8.8MVA 4、進(jìn)，出線情況： 35kV 側(cè)　2回進(jìn)線 10kV 側(cè)　6回出線 5、系統(tǒng)情況： （1）35kv側(cè)基準(zhǔn)值：SB=100MVA UB1=37KV （2）10kV側(cè)基準(zhǔn)值： SB=100MVA UB2=10.5KV （3）線路參數(shù)： 35kv線路為 LGJ-120，其參數(shù)為 r1=0.236Ω/km X1=0.348Ω/km Ω

7、/km Z=z1*l=0.436*10=4.36Ω 6、氣象條件： 最熱月平均氣溫30℃ 變電站是電力系統(tǒng)的需要環(huán)節(jié)，它在整個電網(wǎng)中起著輸配電的重要作用。 本期設(shè)計(jì)的35kV降壓變?yōu)?0kV地方變電站，其主要任務(wù)是向縣城和鄉(xiāng)鎮(zhèn)用戶供電，為保證可靠的供電及電網(wǎng)發(fā)展的要求，在選取設(shè)備時，應(yīng)盡量選擇動作可靠性高，維護(hù)周期長的設(shè)備。 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，設(shè)計(jì)規(guī)模為10kV出線6回，35Kv進(jìn)線2回；負(fù)荷狀況為35kV最大12.6MVA，10kV最大8.8MVA。 本期設(shè)計(jì)要嚴(yán)格按《電力工程手冊》、《發(fā)電廠電氣部分》等參考資料進(jìn)行主接線的選擇，要與所選設(shè)備的性能結(jié)合起來考慮，最后確

8、定一個技術(shù)合理，經(jīng)濟(jì)可靠的最佳方案。 第二章　　主變壓器容量、型號和臺數(shù)的選擇 1、 主變壓器的選擇 變電所主變壓器的容量一般按照變電所建成后5－10年的規(guī)劃負(fù)荷考慮，并應(yīng)按照其中一臺停用時其它變壓器能滿足變電所最大負(fù)荷Smax的60%或全部重要負(fù)荷選擇，即： SN=0.6Smax/(N-1) (MVA) 式中N為變電所主變壓器臺數(shù)，本題目中N=2。 注：本變電所輸出總?cè)萘繛椋? S=3P/cosΦ+3S1=8800KVA 2、主變臺數(shù)選擇 根據(jù)題目條件可知，主變臺數(shù)為兩臺。 3、 主變型號選擇 本變電所有35kV、10kV兩個電壓等級，根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)定，“具有兩個電壓

9、等級的變電所中，首先考慮雙繞組變壓器。根據(jù)以上條件，選擇S9-6300/35變壓器。 4、主變壓器參數(shù)計(jì)算 額定電壓高壓側(cè)35±2×2.5%，低壓側(cè)10.5kV，連接組別為YN，d11，阻抗電壓百分?jǐn)?shù)Uk％=7.5%，Pk=34.50KW. 第三章 主接線形式設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求和設(shè)計(jì)規(guī)模。在分析原始資料的基礎(chǔ)上，參照電氣主接線設(shè)計(jì)參考資料。依據(jù)對主接線的基本要求和適用范圍，確定一個技術(shù)合理，經(jīng)濟(jì)可靠的主接線最佳方案。 1、10kV出線接線方式設(shè)計(jì) 對于10KV有六回出線，可選母線連接方式有分段的單母線接線，單母線帶旁路母線接線，雙母線接線及分段的雙母線接線。 根據(jù)

10、要求，單母線帶旁路母線接線方式滿足“不進(jìn)行停電檢修”和經(jīng)濟(jì)性的要求，因此10KV母線端選擇單母線帶旁路母線接線方式。 2、35kV進(jìn)線方式設(shè)計(jì) 本題目中有兩臺變壓器和兩回輸電線路，故需采用橋形接線，可使斷路 最少?？刹捎玫臉蚴浇泳€種類有內(nèi)橋接線和外橋接線。 外橋形接線的特點(diǎn)為：①供電線路的切入和投入較復(fù)雜，需動作兩臺斷路 器并有一臺變壓器停運(yùn)。②橋連斷路器檢修時，兩個回路需并列運(yùn)行，③變壓器檢修時，變壓器需較長時間停運(yùn)。 內(nèi)橋形接線的特點(diǎn)為：①變壓器的投入和切除較為復(fù)雜，需動作兩臺斷 器，影響一回線路的暫時供電②橋連斷路器檢修時，兩個回路需并列運(yùn)行，③出線斷路器檢修時，線路需較長

11、時間停運(yùn)。 其中外橋形接線滿足本題目中“輸電線路較短，兩變壓器需要切換運(yùn)行”的要求，因此選擇外橋接線。 3、總主接線設(shè)計(jì)圖 圖3-1 主接線設(shè)計(jì) 第四章 短路電流計(jì)算 1、短路計(jì)算的目的 （1）選擇有足夠機(jī)械穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的電氣設(shè)備。 （2）為了合理地配置各種繼電保護(hù)和自動裝置并正確確定其參數(shù)，必須對 電力網(wǎng)發(fā)生的各種短路進(jìn)行計(jì)算和分析 （3）在設(shè)計(jì)和選擇電力系統(tǒng)和電氣主接線時，為了比較各種不同的方案的接線圖，確定是否采用限制短路電流的措施等，都要進(jìn)行必要的短路計(jì)算。 （4）進(jìn)行電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算，研究短路時用電客戶工作的影響等。也包含一部分短路計(jì)算。 （5）對

12、已發(fā)生故障進(jìn)行分析，進(jìn)行短路計(jì)算。 2、變壓器等值電抗計(jì)算 （1）35KV側(cè)基準(zhǔn)值,標(biāo)幺值計(jì)算 取SB=100MVA UB1=37KV（規(guī)定)(B表示基準(zhǔn)值、N表示額定值) （2）10KV側(cè)基準(zhǔn)值,標(biāo)幺值計(jì)算 取SB=100MVA UB =10.5KV（規(guī)定) 3、短路點(diǎn)的確定 在正常接線方式下，通過電器設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn)稱為短路計(jì)算點(diǎn)，比較斷路器的前后短路點(diǎn)的計(jì)算值，比較選取計(jì)算值最大處為實(shí)際每段線路上短路點(diǎn)?；谠撛瓌t選取短路點(diǎn)如下： 35KV線路上短路點(diǎn)為F3,F4 10KV線路上短路點(diǎn)為F1,F2 圖4

13、-1短路點(diǎn)標(biāo)示圖 4、各短路點(diǎn)三相短路電流計(jì)算 （1）F1點(diǎn)短路三相電流IF1計(jì)算 等值電路如下左圖示 （2）F2點(diǎn)短路三相電流IF2計(jì)算 等值電路如上右圖示 （3）F3點(diǎn)短路三相電流IF3計(jì)算 等值電路如下左圖示 （4）F4點(diǎn)短路三相電流IF4計(jì)算 等值電路如上右圖示 5、短路電流匯總表4-1(有名值單位：KA) 短路點(diǎn) F1 F2 F3 F4 短路電流 5.6 3.55 3.737 2.66 表4-1短路電流匯總 第五章 電氣一次設(shè)備的選擇 1、高壓電氣設(shè)備選擇的一般標(biāo)準(zhǔn) 導(dǎo)體和電器的選擇設(shè)計(jì)、必須執(zhí)行國家的有關(guān)技

14、術(shù)、經(jīng)濟(jì)的政策，并應(yīng)做到技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、運(yùn)行方便和適當(dāng)?shù)牧粲邪l(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需求。 ①應(yīng)滿足正常運(yùn)行，檢修，短路和過電壓情況下的需求，并考慮到遠(yuǎn)景發(fā)展需要。 ②按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。 ③應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理 ④選擇異體時應(yīng)盡量減少品種 ⑤擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老電器型號一致 ⑥選用新產(chǎn)品，均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。 斷路器全分閘時間包括斷路器固有分閘時間和電弧燃燒時間。 該系統(tǒng)中各斷路器的短路切除時間列表如下，這里架設(shè)各斷路器的全開斷時間為0.06s，由于短路電流周期分量的衰減在該系統(tǒng)中不能忽略，為避免計(jì)算上的繁瑣，較驗(yàn)熱穩(wěn)定時用等值時間

15、法來計(jì)算短路點(diǎn)電流周期分量熱效應(yīng)QK。 等值時間法計(jì)算短路電流周期分量熱效應(yīng)QK： 為短路電流周期分量的起始值 其中令k=1查電力工程手冊得到等值時間tjz列入下表5-1中如下： 時間 10kv線路 10kv分段開關(guān) 主變10kv側(cè) 主變35KV側(cè) 35KV線路橋 35KV線路 Tpr（s） 0．5 1．0 1．5 2．0 2．5 3．0 tab（s） 0．06 0．06 0．06 0．06 0．06 0．06 Tk=tpr+ta（s） 0．56 1．06 1．56 2．06 2．56 3．06 tjz（s） 0．4 0．78

16、 1．25 1．68 2．1 2．58 2、高壓斷路器及隔離開關(guān)的選擇 開關(guān)電器的選擇及校驗(yàn)原則 選擇較驗(yàn) ①電壓 ②電流 ③按斷開電流選擇，INbr ④按短路關(guān)合電流來選擇INcl ⑤按熱穩(wěn)定來選擇 注：() （1) 主變壓器35KV側(cè)斷路器及隔離開關(guān)的選擇 MVA KV A 在此系統(tǒng)中統(tǒng)一取過負(fù)荷系數(shù)為1.5則最大電流 A 最熱月平均氣溫30℃，綜合修正系數(shù)K=1.05 計(jì)算數(shù)據(jù) 斷路器型號及參數(shù) 隔離開關(guān)型號及參數(shù) SW3-35 GN2-35/400 U(KV) 35 Ue 35 Ue 35 IMAX/K(A) 148

17、.43 Ie 1000 Ie 400 Izt=IF3(KA) 3.727 INbr 16.5 QK 23.34 ISh=2.55Izt(KA) 9.5 INcl 25 30 Ies 42 Ies 52 表5-2開關(guān)電器的選擇 （2) 35KV側(cè)橋斷路器及隔離開關(guān)的選擇 MVA KV A A 最熱月平均氣溫30℃，綜合修正系數(shù)K=1.05 計(jì)算數(shù)據(jù) 斷路器型號及參數(shù) 隔離開關(guān)型號及參數(shù) SW3-35 GN2-35/400 U(KV) 35 Ue 35 Ue 35 IMAX/K(A)

18、 148.43 Ie 1000 Ie 400 Izt=IF4(KA) 2．66 INbr 16.5 QK 14．86 ISh=2.55Izt(KA) 6．783 INcl 25 30 Ies 42 Ies 52 表5-3開關(guān)電器的選擇 （3）主變壓器35KV側(cè)線路隔離開關(guān)的選擇 其余同主變壓器35KV側(cè)隔離開關(guān)的選擇相同參看表1-3 （4）主變壓器10KV側(cè)少油斷路器的選擇 MVA KV 363.7A 在此系統(tǒng)中統(tǒng)一取過負(fù)荷系數(shù)為1.5則最大電流 最熱月平

19、均氣溫30℃，綜合修正系數(shù)K=1.05 計(jì)算數(shù)據(jù) 斷路器型號及參數(shù) SN10-10/630-16 U(KV) 10 Ue 10 IMAX/K(A) 545．6 Ie 630 Izt=IF2(KA) 3．55 INbr 16 QK 15．75 ISh=2.55Izt(KA) 9．053 INcl 40(峰值) Ies 40 表5-4開關(guān)電器的選擇 （5）10KV側(cè)線路斷路器的選擇 MVA KV 363.7A 在此系統(tǒng)中統(tǒng)一取過負(fù)荷系數(shù)為1.5則最大電流 A 最熱月平均氣溫30

20、℃，綜合修正系數(shù)K=1.05 該處斷路器的選擇同10KV側(cè)線路斷路器列表如下 計(jì)算數(shù)據(jù) 斷路器型號及參數(shù) SN10-10/630-16 U(KV) 10 Ue 10 IMAX/K(A) 181．85 Ie 630 Izt=IF1(KA) 5．6 INbr 16 QK 12．54 ISh=2.55Izt(KA) 14．28 INcl 40(峰值) Ies 40 表5-5開關(guān)電器的選擇 （6）10KV母線分段開關(guān)的選擇 MVA KV 在此系統(tǒng)中統(tǒng)一取過負(fù)荷系數(shù)為1.5則最大電流 最熱月平均氣

21、溫30℃，綜合修正系數(shù)K=1.05 該處斷路器的選擇和10KV側(cè)線路斷路器相同列表如下： 計(jì)算數(shù)據(jù) 斷路器型號及參數(shù) SN10-10/630-16 U(KV) 10 Ue 10 IMAX/K(A) 181．85 Ie 630 Izt=IF1(KA) 5．6 INbr 16 QK 24．46 ISh=2.55Izt(KA) 14．28 INcl 40(峰值) Ies 40 表5-6 3、導(dǎo)體的選擇 （1）主變壓器10KV引出線 35KV以下，持續(xù)工作電流在4000A及以下的屋內(nèi)配

22、電裝置中，一般采用 矩形母線，本設(shè)計(jì)中低壓側(cè)Imax=545.6A 。根據(jù)要求，查表可選擇 單條豎放鋁導(dǎo)體LMY.其長期允許載流量為594A 現(xiàn)對其進(jìn)行較驗(yàn)： 滿足長期允許發(fā)熱條件 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 滿足熱穩(wěn)定。 共振校驗(yàn) 動穩(wěn)定 其中 滿足動穩(wěn)定。 (2)10KV母線的選擇 因其最大電流同10KV引出線上最大電流相同，所以母線導(dǎo)體的選擇及校驗(yàn)同上。 4、電流互感器的選擇 （1）35KV側(cè)橋上電流互感器 A 確級準(zhǔn)0.5 選取LQZ-35型電流互感器。 （2）主變35KV側(cè)電流互感器 確級準(zhǔn)0.5 選取L-35型電流互感器。 （3）主變10KV側(cè)電流互感

23、器 確級準(zhǔn)0.5 選取LQZ-35型電流互感器。 （4）10KV母線電流互感器 確級準(zhǔn)0.5 選取LQZ-35型電流互感器。 （5）10KV引出線電流互感器 確級準(zhǔn)0.5 選取LB-35型電流互感器。 5、 電壓互感器的選擇 （1）主變35KV側(cè)電壓互感器 選擇油浸式電壓互感器 初級繞組35 次級繞組O.1 選擇JDJ-35 （2）主變10KV側(cè)電壓互感器 選擇油浸式電壓互感器 初級繞組10 次級繞組O.1 選擇JDJ-10 6、支持絕緣子和穿墻套管的選擇 （1）35KV戶外支持絕緣子 根據(jù)額定電壓選擇ZL-35/4Y 校驗(yàn)動穩(wěn)定:

24、 所選元件符合要求。 （2）10KV戶內(nèi)支持絕緣子 根據(jù)額定電壓選擇ZL-10/4 動穩(wěn)定校驗(yàn): 所選元件符合要求。 （3）10KV進(jìn)線穿墻套管 根據(jù)額定電壓和額定電流選擇CB-10 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 動穩(wěn)定校驗(yàn)： 滿足條件。 （4）10KV出線穿墻套管 根據(jù)額定電壓和額定電流選擇CC-10 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 動穩(wěn)定校驗(yàn)： 滿足條件。 結(jié) 論 2007年7月9日，我開始了我的課程設(shè)計(jì)工作，時至今日，論文基本完成。從最初的茫然，到慢慢的進(jìn)入狀態(tài)，再到對思路逐漸的清晰，整個寫作過程難以用語言來表達(dá)。遇到困難，我會覺得無從下手，不知從何寫起；當(dāng)困難解決了，我會覺得豁然開

25、朗，思路打開了；當(dāng)論文經(jīng)過一次次的修改后，基本成形的時候，我覺得很有成就感。同時，我也在思考，課程設(shè)計(jì)論文的完成預(yù)示著什么？ 在搜集資料的過程中，我去學(xué)院的圖書館，閱覽室，利用空閑時間，上網(wǎng)搜集等各種方式方法，盡量使我的資料完整、精確、數(shù)量多，這有利于論文的撰寫。然后，我認(rèn)真對資料進(jìn)行分類，理論的、實(shí)際的例子等相關(guān)內(nèi)容整理出來，列出提綱，再與老師進(jìn)行溝通。 7月12日，老師對我的所準(zhǔn)備的資料基本滿意，于是我們開始對論文的推敲。在不斷的肯定與否定中，并且結(jié)合我實(shí)際現(xiàn)有的資料內(nèi)容，我開始準(zhǔn)備我的論文提綱。 2007年7月19日，我上交了我的論文終稿。老師對這次的修改很滿意，說基本就可以了，正

26、文中的一些小的地方再修改一下，論文的其他部分內(nèi)容，如：英文資料及翻譯、論文的封面格式等再進(jìn)行補(bǔ)充完善，就沒什么問題了。我的心長長出了一口氣，覺得身上的擔(dān)子輕了一點(diǎn)，覺得就像打了一場仗，勝利的曙光就在眼前那種感覺。當(dāng)然，至此，我知道還不是整個論文的完成，因?yàn)檫€需要答辯，還要有答辯老師的提問與意見，我的論文才能最終定稿。因此，我還需要繼續(xù)努力，好好準(zhǔn)備答辯，認(rèn)真檢查我的論文，更好的完善。 以上就是我寫課程設(shè)計(jì)論文的整個創(chuàng)作過程，雖然辛苦，但很幸福。 致 謝 本次課程設(shè)計(jì)能夠順利完成，得益于張老師的悉心指導(dǎo)和同組兩位同學(xué)的大力幫助，在此，我首先要對他們表示衷心的感謝，如果沒有他們，憑我個

27、人的力量是很難在這麼短的時間里完成著這份課程設(shè)計(jì)的。 由于特殊的原因，圖書館在我們做設(shè)計(jì)期間閉館了，這無疑給我們的設(shè)計(jì)工作帶來了很大困難，好多資料手冊之類的網(wǎng)上并不很齊全，我們把這個情況給老師反映后，他帶我們到學(xué)院里邊的資料室給我們借到了《工廠常用電氣設(shè)備手冊》解了燃眉之急。在做設(shè)計(jì)期間，幾乎每一個步驟對我們都是一個挑戰(zhàn)，在這種情況下，張老師不厭其煩，一遍遍給我們講解重點(diǎn)難點(diǎn)，并協(xié)助我們完成了短路電流計(jì)算這一環(huán)節(jié)。對此，我再次表示深深地感謝！ 課程設(shè)計(jì)本來就是一個teamwork,它需要同組者的團(tuán)結(jié)與協(xié)作，更需要彼此間的理解和支持。我的同組者周通，曹長春在這方面做得非常到位。剛開始我們?nèi)?/p>

28、分工協(xié)作各自負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)中的一塊，最后幾天里把自己熟悉的一塊給另外兩人講明白后再合作將初稿電子版做成?？傊麄€設(shè)計(jì)過程中他們教會了我很多，我受益匪淺。 參 考 文 獻(xiàn) 1 電氣工程設(shè)計(jì)手冊 2 黃純?nèi)A編. 發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料，天津大學(xué)出版社. 3 西北電力設(shè)計(jì)院編著.發(fā)電廠變電所電氣接線和布置 4 電力工業(yè)部西北電力設(shè)計(jì)院編著. 電力工程電氣設(shè)備手冊 （上，下冊） 5 現(xiàn)代城市電網(wǎng)35KV變電所典型方案設(shè)計(jì).山東電力集團(tuán)公司.中國電力出版社. 6 姚春球編.發(fā)電廠電氣部分 .中國電力出版社　 7 工廠常用電氣設(shè)備手冊.水利水電出版社 8 夏道止編著.電力系統(tǒng)分析.中國電力出版社. 9 吳靚，謝珍貴編著.發(fā)電廠機(jī)變電站電氣設(shè)備.中國水利水電出版社. 10 何仰贊，溫增銀編著.電力系統(tǒng)分析（上，下冊）.