課程設(shè)計(jì)---35kv／10kv變電所初步設(shè)計(jì)

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

2、p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　教師職稱： 副教授 </p><p>　　起止時(shí)間： 09-11-9至11-22 </p><p>　　課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ)</p><p>　　院（系）：軟件科學(xué)與工程學(xué)院 教研室：電氣</p>

3、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章課程設(shè)計(jì)目的與要求1</p><p>　　1.1 課程設(shè)計(jì)目的1</p><p>　　1.2課程設(shè)計(jì)的預(yù)備知識(shí)1</p><p>　　1.3 課程設(shè)計(jì)要求1</p><p>　　第2章課程設(shè)計(jì)內(nèi)容2<

4、/p><p>　　2.1 原始資料2</p><p>　　2.2無(wú)功補(bǔ)償方案的確定3</p><p>　　2.3變壓器臺(tái)數(shù)及容量的確定3</p><p>　　2.4根據(jù)電源及負(fù)荷情況確定主線方案4</p><p><b>　　2.5短路計(jì)算5</b></p><p>

5、　　2.6電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)7</p><p>　　2.7繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的規(guī)劃設(shè)計(jì)8</p><p>　　2.8防雷與接地設(shè)計(jì)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(xiàn)12<

6、/b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)目的與要求</b></p><p>　　1.1 課程設(shè)計(jì)目的</p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題主要綜合訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)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(shí)，完成35kV/10kV變電所的擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)，力求做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠。培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、獨(dú)立收集資料、獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力；培

7、養(yǎng)分析、總結(jié)及撰寫(xiě)技術(shù)報(bào)告的能力。</p><p>　　1.2課程設(shè)計(jì)的預(yù)備知識(shí)</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(shí)。</p><p>　　1.3 課程設(shè)計(jì)要求</p><p>　　按課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)提供的課題，根據(jù)第下表給出的基本要求及參數(shù)獨(dú)立完成設(shè)計(jì)，課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)應(yīng)包括以下內(nèi)容：</p>&l

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

9、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p><b>　　2.1 原始資料</b></p><p>　　變電所10KV各用戶負(fù)荷情況由下表給出。</p><p>　　負(fù)荷的同時(shí)系數(shù)取0.9，有功負(fù)荷率取0.75；無(wú)功負(fù)荷率取0.8。要求變電所的平均功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.9以上。</p>&

10、lt;p><b>　　動(dòng)力支路負(fù)荷計(jì)算：</b></p><p>　　母線有功計(jì)算負(fù)荷： 無(wú)功計(jì)算負(fù)荷：</p><p><b>　　最大運(yùn)行方式：</b></p><p>　　2.2無(wú)功補(bǔ)償方案的確定 </p><p>　　無(wú)功補(bǔ)償應(yīng)根據(jù)就地平衡和便于調(diào)整電壓的原則進(jìn)行配置，

11、采用集中補(bǔ)償?shù)姆绞?，集中安裝在變電所內(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(wú)功。以補(bǔ)償多余的感性無(wú)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(wú)功補(bǔ)償容量及計(jì)算負(fù)荷：</p><p><b>　　補(bǔ)償前： </b></p><p>　　取=0.75，=0.8，則補(bǔ)償前的平均功率因數(shù)</p>&l

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

13、<p>　　2.3變壓器臺(tái)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(tái)主變，當(dāng)只有一個(gè)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(fù)荷供電時(shí)，可裝設(shè)一臺(tái)或兩臺(tái)。本設(shè)計(jì)變電站用戶有多個(gè)重要負(fù)荷故設(shè)置三回電源進(jìn)線，且低壓側(cè)電源只能由這三回進(jìn)線取得，故選擇三臺(tái)主變壓器。</p><p>　　變壓器容量的選取，要根據(jù)各個(gè)廠用電性質(zhì)的不同，分別統(tǒng)計(jì)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(jì))再根據(jù)它們各自的同時(shí)率和效率的不同，計(jì)算出電力需求容量。一般可按下式計(jì)算：</p><p><b>　　變壓器容量＝</b></p><p>　　同時(shí)率是指同一時(shí)間用電設(shè)備的實(shí)際容量占總額定容量的百分比。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，并考慮到今后的發(fā)展會(huì)地，選擇靠近國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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(fù)荷考慮，并按其中一臺(tái)停用時(shí)其余變壓器能滿足變電站最大負(fù)荷的50%~70%（35~110KV變電站為60%），或全部重要負(fù)荷選擇。</p><p><b>　　即 </b></p><p>　　式中 N——變壓器主變臺(tái)數(shù)</p><p>　　2.4根據(jù)電源及負(fù)荷情況確定主線方案</p>

16、<p>　　為了在輸電過(guò)程中輸電出現(xiàn)問(wèn)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(jì)算</b></p><p>　　電路短路后，其阻抗值比正常負(fù)荷時(shí)電路的阻抗值小得多，因此短路電流往往比正常負(fù)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(dá)幾萬(wàn)安培或幾十萬(wàn)安培。如此大的短路電流對(duì)電力系統(tǒng)將產(chǎn)生極大的危害。由此可見(jiàn)，短路的后果是非常嚴(yán)重的，因此供電系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)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(jì)中，短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。其計(jì)算的目的主要有以下幾方面：</p><p>　　(1)在選擇電氣主接線時(shí)，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(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。 </p><p>　　(2)在選則電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。例如：計(jì)算菜一時(shí)刻的短路電流有效值，用以校驗(yàn)開(kāi)關(guān)設(shè)備的開(kāi)斷能力和確定電抗器的電抗值；計(jì)算短路后較長(zhǎng)時(shí)間短路電流有效值，用以校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定；計(jì)算短路電流沖擊值，用以

19、校驗(yàn)設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定。</p><p>　　(3)在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)地的安全距離。 </p><p>　　(4)在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。 (5)接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。</p><p>　　利用標(biāo)幺值法來(lái)計(jì)算短路電流</p><p>　　如下圖

20、，求變電所10KV高壓母線上（K-1點(diǎn)）和0.4kV低壓母線上（K-2點(diǎn)）短路的三相短路電流和短路容量。</p><p>　?。?）確定基準(zhǔn)值 </p><p>　?。?）確定短路回路中各元件電抗標(biāo)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(diǎn)的短路回路總電抗標(biāo)幺值和三相短路電流和三相短路容量</p><p><b>　　總電抗標(biāo)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(diǎn)的短路回路總電抗標(biāo)幺值和三相短

24、路電流，三相短路容量</p><p><b>　　總電抗標(biāo)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(yàn)</p><p>　　除需滿足各項(xiàng)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(yùn)行維護(hù)，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后才能確定。</p><p>　　斷路器的選擇及效驗(yàn)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(yàn)Ie2.t.t≥I∞2.t</p&g

27、t;<p>　?、軇?dòng)穩(wěn)定效驗(yàn)ice≤idf</p><p>　　隔離開(kāi)關(guān)的主要用途：①隔離電壓，在檢修電氣設(shè)備時(shí)，用隔離開(kāi)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(yùn)行方式時(shí)，常用隔離開(kāi)關(guān)配電斷路器，協(xié)同操作來(lái)完成。③分、合小電流。</p><p>　　隔離開(kāi)關(guān)的主要用途：①隔離電壓，在檢修電氣設(shè)備時(shí)，用隔離開(kāi)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(yùn)行方式時(shí)，常用隔離開(kāi)關(guān)配合斷路器，協(xié)同操作來(lái)完成。③分、合小電流。</p><p>　　隔離開(kāi)關(guān)選擇和校驗(yàn)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、;　　①型式：電流互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。對(duì)于6～20kV屋內(nèi)配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器。對(duì)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(dú)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?yàn)動(dòng)穩(wěn)定√2ImKem≥ich</p><p>　　⑤校驗(yàn)熱穩(wěn)定I∞2.teq＜（Im.kth）2.t</p><p>　　2.7繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的規(guī)劃設(shè)計(jì)</p><p>　　繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)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(fù)荷性質(zhì)等條件，選定系統(tǒng)各元件(進(jìn)線、變壓器、饋線等)的保護(hù)方式及各種保護(hù)裝置的配合方式，進(jìn)行各保護(hù)裝置

31、的整定計(jì)算及靈敏度校驗(yàn)，擬制出保護(hù)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(hào)，提出設(shè)備訂貨清單等。</p><p>　　保護(hù)裝置的相互配合是保證供電系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要因素。在各種不同運(yùn)行方式下，各元件的保護(hù)裝置之間在靈敏度和動(dòng)作時(shí)限上應(yīng)得到配合。所謂靈敏度配合就是保護(hù)范圍的配合，即在各種可能出現(xiàn)的運(yùn)行方式下，裝在元件本側(cè)的帶時(shí)限動(dòng)作的保護(hù)裝置的保護(hù)范圍，應(yīng)小于裝在相鄰元件上同它相配合的保護(hù)裝置的動(dòng)作

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

33、合好，因此在D點(diǎn)發(fā)生短路故障時(shí)，保護(hù)裝置A與B將同時(shí)動(dòng)作，不能保證選擇性。</p><p>　　2.8防雷與接地設(shè)計(jì)</p><p>　　變電所的直擊雷保護(hù)過(guò)電壓保護(hù)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(hù)裝置。為保護(hù)其他設(shè)備而裝設(shè)的避雷針，不宜裝在獨(dú)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(dòng)特殊強(qiáng)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(hù)裝置。</p><p>　　主廠房如裝設(shè)避直擊雷保護(hù)裝置或?yàn)楸Ｗo(hù)其他設(shè)備而在主廠房上裝設(shè)避雷針，應(yīng)采取加強(qiáng)分流、裝設(shè)集中接地裝置、設(shè)備的接地點(diǎn)盡量遠(yuǎn)離避雷針接地引下線的入地點(diǎn)、避雷針接地引下線盡量遠(yuǎn)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(jī)出口處裝設(shè)一組旋轉(zhuǎn)電機(jī)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(hù)裝置時(shí)，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(dǎo)電的屋頂時(shí)，則采用避雷帶保護(hù)，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(hù)。 </p><p>　　已在相鄰高建筑物保護(hù)范圍內(nèi)的建筑物或設(shè)備，可不裝設(shè)直擊雷保護(hù)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(guò)這次實(shí)訓(xùn)，使我對(duì)變電所有了更加深刻的了解，在做課設(shè)之前我們要對(duì)變電所有個(gè)初步的了解，要有一個(gè)清晰的思路和系統(tǒng)流程圖，在設(shè)計(jì)線路時(shí)，不

38、能妄想一次把整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)好，反復(fù)修改和不斷改進(jìn)才是成功的必經(jīng)之路，一個(gè)系統(tǒng)的完美與否不僅僅是實(shí)現(xiàn)功能，而是讓人能看明白你的思路。在實(shí)習(xí)過(guò)程中遇到問(wèn)題是很正常的，我們要仔細(xì)分析清楚，查閱資料，及時(shí)結(jié)局遇到的問(wèn)題。</p><p>　　這次設(shè)計(jì)，提高了我的動(dòng)手和動(dòng)腦能力，更讓我們體會(huì)到了理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要性，使我得到了一次用專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能分析和解決問(wèn)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(jì)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(xiàn)</b></p><p>　　1) 黃純?nèi)A 工廠供電 天津大學(xué)出版社 2001.6</p><p>　　2）蘇文成 工廠供電 機(jī)械工業(yè)出版社 1981</p><p>　　3）戈?yáng)|方 電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè) 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(jī)械工業(yè)出版社 2004.6</p><p>　　6）雍 靜 供配電系統(tǒng) 機(jī)械工業(yè)出版社 2004.9</p><p>　　7）余健明 供電技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社 2004.7