電氣課程設(shè)計--中低壓變電所初步工程設(shè)計

1、<p>　　《二次變電所課程設(shè)計》</p><p>　　課題名稱： 中低壓變電所初步工程設(shè)計 </p><p><b>　　課程設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　課程設(shè)計題目：中低壓變電所初步工程設(shè)計-02</p><p>　　設(shè)計的原始資

2、料及依據(jù)</p><p>　　待設(shè)計變電所60kv側(cè)有兩回進線，10KV側(cè)有7回架空線出線。</p><p>　　該地區(qū)為丘陵地帶，交通比較方便，海拔高度為300M，周圍空氣無污染，最高氣溫為34℃，最低氣溫為 –20℃，年平均氣溫為16℃，土壤電阻率為60Ω/m</p><p><b>　　3．10KV負荷表</b></p>&

3、lt;p><b>　　4.技術(shù)條件及要求</b></p><p>　　要求變電所功率因數(shù)補償?shù)?.9以上</p><p>　　所有用戶10KV線路電壓損耗不超過10%</p><p>　　負荷同時率：有功Kp＝0.85，無功K q＝0.9</p><p>　　有功負荷率α=0.8，無功負荷率β=0.86</p

4、><p>　　雙回出線重要負荷率不超過75%, 單回出線無重要負荷</p><p><b>　　設(shè)計內(nèi)容</b></p><p>　　1.根據(jù)所給資料利用最大經(jīng)濟密度電流法選取10kV導(dǎo)線</p><p><b>　　2.計算功率</b></p><p><b>　?。?/p>

5、1）各單位的功率</b></p><p>　?。?）10kV導(dǎo)線線損</p><p><b>　　3.計算功率因數(shù)</b></p><p>　?。?）首先計算功率因數(shù)</p><p><b>　　（2）計算無功補償</b></p><p>　　4.根據(jù)之前所有結(jié)果

6、選取變壓器</p><p>　　5.計算負荷側(cè)出線端三相對地短路時的短路電流</p><p>　　6.短路計算要求繪制等值電抗圖</p><p>　　7.附加可選課設(shè)任務(wù)，利用CAD軟件繪制變電所主回路原理圖</p><p>　　三、設(shè)計說明書撰寫要求</p><p>　　1.設(shè)計內(nèi)容全面，說明部分條理清晰，計算過程詳

7、略得當。</p><p>　　2.課程設(shè)計裝訂順序為：封面、任務(wù)書、目錄、正文、參考文獻、成績評審意見表。</p><p><b>　　四、時間進度安排</b></p><p>　　主要參考資料（文獻）</p><p>　　1．發(fā)電廠及變電所的電氣部分 教材</p><p>　　2．發(fā)電廠及電

8、氣設(shè)備的運行規(guī)程</p><p>　　3．電氣設(shè)備產(chǎn)品手冊、設(shè)計技術(shù)規(guī)程</p><p>　　4．供用電系統(tǒng) 教材</p><p>　　5．計算機基礎(chǔ) 教材</p><p>　　6．電力工程設(shè)計手冊</p><p>　　7．發(fā)電廠及變電所主接線和布置</p><p>　　8．電力系統(tǒng)繼電保護

9、</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 緒 論9</b></p><p>　　第二章負荷分析及計算10</p><p>　　2.1負荷分類及定義10</p><p>　　2.2煉鐵廠10kV出線分析及計算10</p>

10、;<p>　　2.2.1導(dǎo)線選擇10</p><p>　　2.2.2電阻計算11</p><p>　　2.2.3無功功率計算11</p><p>　　2.2.4電抗計算11</p><p>　　2.2.5有功損耗及無功損耗11</p><p>　　2.2.6載流量校驗12</p>

11、<p>　　2.2.7電壓損耗校驗12</p><p>　　2.3.1導(dǎo)線選擇12</p><p>　　2.3.2電阻計算13</p><p>　　2.3.3無功功率計算13</p><p>　　2.3.4電抗計算13</p><p>　　2.3.5有功損耗及無功損耗14</p>

12、<p>　　2.3.6載流量校驗14</p><p>　　2.3.7電壓損耗校驗14</p><p>　　2.4儀表廠10kV出線分析及計算15</p><p>　　2.4.1導(dǎo)線選擇15</p><p>　　2.4.2電阻計算15</p><p>　　2.4.3無功功率計算16</p>

13、;<p>　　2.4.4電抗計算16</p><p>　　2.4.5有功損耗及無功損耗16</p><p>　　2.4.6載流量校驗16</p><p>　　2.4.7電壓損耗校驗17</p><p>　　2.5煉油廠10kV出線分析及計算17</p><p>　　2.5.1導(dǎo)線選擇17<

14、;/p><p>　　2.5.2電阻計算18</p><p>　　2.5.3無功功率計算18</p><p>　　2.5.4電抗計算18</p><p>　　2.5.5有功損耗及無功損耗18</p><p>　　2.5.6載流量校驗19</p><p>　　2.5.7電壓損耗校驗19<

15、;/p><p>　　2.6負荷側(cè)有功功率、無功功率及視在功率的計算19</p><p>　　2.7主變壓器的選擇21</p><p>　　2.9無功補償校驗23</p><p>　　第三章 電氣主接線24</p><p>　　3.1對電氣主接線的說明24</p><p>　　3.2主接線設(shè)

16、計原則24</p><p>　　3.3主接線設(shè)計的基本要求24</p><p>　　3.3.1可靠性25</p><p>　　3.3.2靈活性25</p><p>　　3.3.3經(jīng)濟性25</p><p>　　3.4電氣主接線的選擇25</p><p>　　3.4.1單母線接線26

17、</p><p>　　3.4.2單母線分段26</p><p>　　3.4.3內(nèi)橋接線：28</p><p>　　3.4.4外僑接線：28</p><p>　　3.4.5母線接線方式的選擇29</p><p>　　第四章 短路電流計算30</p><p>　　4.1短路電流計算的目的

18、30</p><p>　　4.2短路電流計算時的一般規(guī)定30</p><p>　　4.3短路過程分析31</p><p>　　4.4計算步驟31</p><p>　　4.5短路電流的計算方法32</p><p>　　4.6短路電流計算33</p><p><b>　　第五章

19、總結(jié)39</b></p><p><b>　　參考文獻40</b></p><p><b>　　附錄41</b></p><p>　　1.1 電氣主接線41</p><p><b>　　第一章 緒 論</b></p><p>　　電能

20、是社會主義建設(shè)和人民生活不可缺少的重要的能源，電力工業(yè)在國民經(jīng)濟中占有十分重要的地位，電能是由發(fā)電廠供給，因為考慮經(jīng)濟原因，發(fā)電廠大多建在動力資源比較豐富的地方，而這些地方又常遠離大中性城市和工廠企業(yè)，這樣需要遠距離輸送，經(jīng)過升、降壓變電所進行轉(zhuǎn)接，在進一步的將電能分配到用戶和生產(chǎn)企業(yè)。</p><p>　　本課程設(shè)計論文為丘陵地區(qū)二次變電所電氣部分設(shè)計，要求所設(shè)計的變電所能長期可靠為其負荷供電。設(shè)計過程中遵循國

21、家的法律、法規(guī)，貫徹執(zhí)行國家經(jīng)濟建設(shè)的方針、政策和基本建設(shè)程序，運用系統(tǒng)工程的方法從全局出發(fā)，正確處理生產(chǎn)與生活、安全與經(jīng)濟等方面的關(guān)系，實行資源的綜合利用，節(jié)約能源和用地，對生產(chǎn)工藝、主要設(shè)備和主體工程要做到可靠、適用、先進。</p><p>　　在上述原則基礎(chǔ)上，明確設(shè)計的目的，逐步完成10kV出線的選擇、無功補償、主變的選擇、電氣主接線的擬定、短路電流的計算、繪制電抗圖等主要工作，形成較為完整的論文。<

22、;/p><p>　　設(shè)計工作是工程建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。做好設(shè)計工作，對工程建設(shè)的工期、質(zhì)量、投資費用和建成投產(chǎn)后的運行安全可靠性和生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟效益，起著決定性的作用。在設(shè)計過程中，通過參考一系列相關(guān)書籍，并在指導(dǎo)教師的耐心幫助下圓滿完成設(shè)計任務(wù)，在此表示衷心的感謝。</p><p>　　第二章負荷分析及計算</p><p>　　2.1負荷分類及定義</p>

23、<p>　　一級負荷：中斷供電將造成人身傷亡或重大設(shè)計損壞，且難以挽回，帶來極大的政治、經(jīng)濟損失者屬于一級負荷。一級負荷要求有兩個獨立電源供電。</p><p>　　二級負荷：中斷供電將造成設(shè)計局部破壞或生產(chǎn)流程紊亂，且較長時間才能修復(fù)或大量產(chǎn)品報廢，重要產(chǎn)品大量減產(chǎn)，屬于二級負荷。二級負荷應(yīng)由兩回線供電。但當兩回線路有困難時（如邊遠地區(qū)），允許有一回專用架空線路供電。</p><p

24、>　　三級負荷：不屬于一級和二級的一般電力負荷。三級負荷對供電無特殊要求，允許較長時間停電，可用單回線路供電。</p><p>　　2.2煉鐵廠10kV出線分析及計算</p><p><b>　　2.2.1導(dǎo)線選擇</b></p><p>　　已知線路的長度為2km，雙回供電，遠期最大負荷2800kW，功率因數(shù)COS=0.93，最大負荷利

25、用小時 =4500</p><p><b>　　式（2.1）</b></p><p>　　按照經(jīng)濟電流密度法選擇截面，經(jīng)查《軟導(dǎo)線經(jīng)濟電流密度》曲線圖，由=4500，得J值為1.09A/mm2。</p><p>　　則 式（2.2）</p><p>　　所以查《供用電工程》選擇LGJ

26、-95型架空線,其相關(guān)數(shù)據(jù)見表2.1所示</p><p>　　表2.1 LGJ-95型架空線參考數(shù)據(jù)</p><p><b>　　2.2.2電阻計算</b></p><p><b>　　已知 </b></p><p><b>　　線路阻值 </b></p>

27、;<p>　　2.2.3無功功率計算</p><p><b>　　2.2.4電抗計算</b></p><p><b>　　由表2-1得知 </b></p><p>　　則線路電抗 </p><p>　　2.2.5有功損耗及無功損耗</p><p>

28、　　2.2.6載流量校驗</p><p>　　長期允許電流修正系數(shù)：</p><p>　　考慮可能出現(xiàn)的故障情況，通過導(dǎo)線的最大電流為：</p><p><b>　　要求，校驗合格。</b></p><p>　　2.2.7電壓損耗校驗</p><p>　　按設(shè)計要求線路電壓損耗不超過10%，所以校

29、驗合格。</p><p>　　2.3電機廠10kV出線分析及計算</p><p><b>　　2.3.1導(dǎo)線選擇</b></p><p>　　已知線路的長度為5km，雙回供電，遠期最大負荷2700kW，功率因數(shù)COS=0.9，最大負荷利用小時=4200。</p><p><b>　　式（2.3）</b&

30、gt;</p><p>　　按照經(jīng)濟電流密度法選擇截面，經(jīng)查《軟導(dǎo)線經(jīng)濟電流密度》曲線圖， =4200，得J值為1.12A/mm2。</p><p>　　則 式（2.4）</p><p>　　所以查《供用電工程》選擇LGJ-95型架空線,其相關(guān)數(shù)據(jù)見表2.2所示。</p><p>　　表2.2

31、 LGJ-95型架空線參考數(shù)據(jù)</p><p><b>　　2.3.2電阻計算</b></p><p><b>　　已知 </b></p><p><b>　　線路阻值 </b></p><p>　　2.3.3無功功率計算</p><p>&l

32、t;b>　　2.3.4電抗計算</b></p><p><b>　　由表2-2得知 </b></p><p><b>　　則線路電抗 </b></p><p>　　2.3.5有功損耗及無功損耗</p><p>　　2.3.6載流量校驗 </p><p&g

33、t;　　考慮可能出現(xiàn)的故障情況，通過導(dǎo)線的最大電流為：</p><p><b>　　要求，校驗合格。</b></p><p>　　2.3.7電壓損耗校驗</p><p>　　按設(shè)計要求線路電壓損耗不超過10%，所以校驗合格。</p><p>　　2.4儀表廠10kV出線分析及計算</p><p>

34、<b>　　2.4.1導(dǎo)線選擇</b></p><p>　　已知線路的長度為8km，雙回供電，遠期最大負荷1500kW，功率因數(shù)COS=0.85，最大負荷利用小時 =4000。</p><p><b>　　式（2.5）</b></p><p>　　按照經(jīng)濟電流密度法選擇截面，經(jīng)查《軟導(dǎo)線經(jīng)濟電流密度》曲線圖，由</p

35、><p>　　=4000，得J值為1.16A/mm2。</p><p>　　則 式（2.6）</p><p>　　所以查《供用電工程》選擇LGJ-50型架空線,其相關(guān)數(shù)據(jù)見表2.3所示。</p><p>　　表2.3 LGJ-50型架空線參考數(shù)據(jù)</p><p><

36、;b>　　2.4.2電阻計算</b></p><p><b>　　已知 </b></p><p>　　線路阻值 </p><p>　　2.4.3無功功率計算</p><p><b>　　2.4.4電抗計算</b></p><p

37、><b>　　由表2-3得知 </b></p><p>　　則線路電抗 </p><p>　　2.4.5有功損耗及無功損耗</p><p>　　2.4.6載流量校驗</p><p>　　考慮可能出現(xiàn)的故障情況，通過導(dǎo)線的最大電流為：</p><

38、p><b>　　要求，校驗合格。</b></p><p>　　2.4.7電壓損耗校驗</p><p>　　按設(shè)計要求線路電壓損耗不超過10%，所以校驗合格。</p><p>　　2.5煉油廠10kV出線分析及計算</p><p><b>　　2.5.1導(dǎo)線選擇</b></p>&

39、lt;p>　　已知線路的長度為2km，單回供電，遠期最大負荷1500kW，功率因數(shù)COS=0.88，最大負荷利用小時=5000。</p><p><b>　　式（2.7）</b></p><p>　　按照經(jīng)濟電流密度法選擇截面，經(jīng)查《軟導(dǎo)線經(jīng)濟電流密度》曲線圖，由</p><p>　　=5000，得J值為1.00A/mm2。</p&

40、gt;<p>　　則 式（2.8）</p><p>　　所以查《供用電工程》選擇L GJ-95型架空線,其相關(guān)數(shù)據(jù)見表2.4 所示。</p><p>　　表2.4 LGJ-95型架空線參考數(shù)據(jù)</p><p><b>　　2.5.2電阻計算</b></p>&

41、lt;p><b>　　已知 </b></p><p>　　線路阻值 </p><p>　　2.5.3無功功率計算</p><p><b>　　2.5.4電抗計算</b></p><p><b>　　由表2-4得知

42、 </b></p><p>　　則線路電抗 </p><p>　　2.5.5有功損耗及無功損耗</p><p>　　2.5.6載流量校驗 </p><p><b>　　要求，校驗合格。</b></p><p>　　2.5.7電壓損耗校驗</p>&l

43、t;p>　　按設(shè)計要求線路電壓損耗不超過10%，所以校驗合格。</p><p>　　2.6負荷側(cè)有功功率、無功功率及視在功率的計算</p><p>　　變電所負荷側(cè)總的有功功率為： </p><p>　　∑P=P1+P2+P3+P4

44、 式（2.9）</p><p>　　=1500+1500+2700+2800=8500 (kW ) </p><p>　　變電所負荷側(cè)總的無功功率為：</p><p>　　∑Q=P1tan（arccosφ1）+P2 tan（arccosφ2）+P3 tan（arccosφ3）+P4 tan（arccosφ4）

45、 式（2.10）</p><p>　　=1106.9+1307.56+929.68+890.69=4234.83(kVar) </p><p>　　變電所二次側(cè)線 路總有功損耗為：</

46、p><p>　　=157.15+169.54+63.35+21.29=411.24 (kW)</p><p>　　變電所二次側(cè)線路總無功損耗為：</p><p>　　=63.35+94.69+157.15+21.29=336.48 (kVar) </p><p>

47、;　　變電所10KV出線有功功率為：</p><p>　　8911.24(kW)</p><p>　　變電所10KV出線有功功率計算負荷為：</p><p>　　0.85×8911.24=7574.55(kW)</p><p>　　變電所10KV出線無功功率功率為：</p><p>　　4571.31(kVa

48、r)</p><p>　　變電所10KV出線無功功率功率計算負荷為：</p><p>　　0.9×4571.31=4114.18(kVar) </p><p><b>　　變電所計算負荷為：</b></p><p>　　Sca==8619.76（KVA） </p><p

49、>　　2.7主變壓器的選擇</p><p>　　在各級電壓等級的變電所中，變壓器是主要電氣設(shè)備之一，其擔負著變換網(wǎng)絡(luò)電壓進行電力傳輸?shù)闹匾蝿?wù)。確定合理的變壓器容量是變電所安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟運行的保證。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計規(guī)程規(guī)定：為了保證供電的可靠性，變電所一般應(yīng)裝設(shè)兩臺主變，但一般不超過兩臺主變，當只有一個電源或變電所的一級負荷另有備用電源保證供電時，可裝設(shè)一臺主變

50、。因此，本次設(shè)計的變電所采用兩臺主變壓器</p><p>　　主變?nèi)萘康拇_定應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)5－10年發(fā)展規(guī)劃進行。裝設(shè)兩臺及以上主變壓器的變電所中，當一臺斷開，其余一臺主變壓器的容量一般應(yīng)保證全部負荷的70%獲得供電</p><p><b>　　主變壓器的容量</b></p><p><b>　　補償前功率因數(shù)</b>&l

51、t;/p><p><b>　　式（2.11）</b></p><p>　　<0.9需要無功補償</p><p><b>　　臺</b></p><p>　　電力電容器的個數(shù)應(yīng)為6的倍數(shù)，因為電容器集中補償在降壓變電所二次側(cè)且主變壓器一般為兩合，為了使兩合變壓器補償均勻分布，此外電容器臺數(shù)不易過多。

52、結(jié)合上述數(shù)據(jù)確定電容器臺數(shù)為12臺. 所以，選取12臺型號為BWF-50-1W靜電電容器</p><p><b>　　計算容量</b></p><p><b>　　變壓器容量</b></p><p><b>　　式（2.12）</b></p><p>　　根據(jù)負荷情況，為確保系

53、統(tǒng)供電的安全可靠性，保證設(shè)備和人身安全，并考慮經(jīng)濟運行的角度，選定東陵區(qū)變電所主變壓器為 型；兩臺變壓器并列運行，變壓器主要參數(shù)見表2.5所示。</p><p>　　表2.5 主變壓器的參數(shù)</p><p><b>　　變壓器功率損耗</b></p><p><b>　　校驗高壓側(cè)功率因數(shù)</b></p>

54、<p>　　經(jīng)校驗變壓器60kV側(cè)功率因數(shù)小于0.9，不符合設(shè)計規(guī)程要求，需另加補靜電電容器。</p><p><b>　　臺</b></p><p>　　則應(yīng)加補12臺BWF-50-1W靜電電容器，即共補償24臺電容器。繼續(xù)校驗高壓側(cè)功率因數(shù)</p><p>　　表2.6 10KV并聯(lián)電容器成套裝置主要技術(shù)參數(shù)</p>

55、<p><b>　　2.9無功補償校驗</b></p><p>　　所選變壓器參數(shù)如下：</p><p>　　空載損耗：P0 =13.2（kW），空載電流：I0% =0.8；</p><p>　　負載損耗：Pk=50.4（kW），阻抗電壓：Uk% =9；</p><p>　　變壓器有功損耗

56、 </p><p>　　變壓器無功率損耗 </p><p>　　校驗高壓側(cè)功率因數(shù)補償后高壓側(cè)計算負荷</p><p>

57、;　　取無功補償容量QC=1200(kVar)</p><p>　　PR=Pca+△PT=7574.55+44.18=7618.73 (kW)</p><p>　　QR=Qca－QC+△QT=4114.18－1200+477.52=3391.7 (kW)</p><p>　　補償后高壓側(cè)功率因數(shù)</p><p>　　==0.912>0.

58、9</p><p><b>　　滿足設(shè)計要求。</b></p><p><b>　　第三章 電氣主接線</b></p><p>　　3.1對電氣主接線的說明</p><p>　　變電所的電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的重要部分。電氣主接線是主要電氣設(shè)備（如發(fā)電機、變壓器、開關(guān)、互感器、線路、電容器、電抗器

59、、母線、避雷器等）按一定順序要求，連接而成的，分配和傳送電能的總電路，將電路中各種電氣設(shè)備用統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號和文字符號繪制成的電氣聯(lián)接圖，稱為電氣主接線圖。其中分配電能部分即為配電系統(tǒng)圖。</p><p>　　擬定一個合理的電氣主接線方案，不僅對電力系統(tǒng)整體及變電所本身運行的可靠性、對電氣設(shè)備的選擇，配電裝置的布置、靈活性、操作與檢修的安全、繼電保護配置以及今后的擴建，對電力工程建設(shè)和運行的經(jīng)濟性等，都有很大的

60、影響。是電氣工程設(shè)計最基礎(chǔ)的部分。由于主接線的確定，變電所的形式也就隨之而確定下來。</p><p>　　3.2主接線設(shè)計原則</p><p>　　1. 變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用，本變電所屬于電力系統(tǒng)中的一般變電所。</p><p>　　2. 變電所的分期后最終建設(shè)規(guī)模，變電所依據(jù)5-10年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進行設(shè)計。</p><p>　

61、　3. 負荷大小的重要性：本變電所為二次變，一般由兩個電源獨立供電，當任何一個電源消失后，能保證重要負荷繼續(xù)供電。</p><p>　　4. 系統(tǒng)備用容量的大小。</p><p>　　5. 系統(tǒng)專業(yè)對電氣主接線提供的資料。</p><p>　　3.3主接線設(shè)計的基本要求</p><p>　　主接線應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟性三相基本要求。&l

62、t;/p><p>　　供電可靠性是電力生產(chǎn)和電能分配的首要任務(wù)。由于電力系統(tǒng)的發(fā)電、送電和用電是同時完成的，并且在任何時候都保持平衡關(guān)系，無論哪部分故障，都將影響整個電力系統(tǒng)的正常運行。</p><p>　　電氣主接線的可靠性是它的各組成元件，包括一次部分和二次部分綜合。因此除了盡可能選用工作可靠的一次設(shè)備和二次設(shè)備外，還應(yīng)設(shè)計這些設(shè)備的合理連接方式。</p><p>

63、<b>　　3.3.1可靠性</b></p><p>　?。?）斷路器檢修時，不宜影響對系統(tǒng)和設(shè)備供電。</p><p>　?。?）斷路器或母線故障，以及母線檢修時，盡量減少停運的回路數(shù)和停運時間，并保證對一般負荷及全部或部分二級負荷的供電。</p><p>　　盡量避免變電所全部停運的可能性。</p><p><

64、b>　　3.3.2靈活性</b></p><p>　　電力系統(tǒng)是一個緊密聯(lián)系的整體。變電所電氣主接線的運行方式隨整個電力系統(tǒng)的運行要求而改變。因此，所設(shè)計的電氣主接線應(yīng)能靈活地投入和切除某些變壓器、線路等，從而達到調(diào)配電源和負荷的目的；并能滿足電力系統(tǒng)在事故運行方式、檢修運行方式和特殊運行方式下的調(diào)度要求。當需要檢修某些設(shè)備時，應(yīng)能夠很方便地使斷路器、母線及繼電保護設(shè)備退出運行進行檢修，而不影響

65、電力網(wǎng)的運行或停止對用戶的供電。此外，電氣主接線方案還必須能夠容易的從初期接線過度到最終接線，以滿足擴建的要求。</p><p><b>　　3.3.3經(jīng)濟性</b></p><p>　　主接線在滿足可靠性、靈活性的前提下要做到經(jīng)濟合理。</p><p>　?。?）主接線應(yīng)力求簡單，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備。&

66、lt;/p><p>　?。?）要使繼電保護和二次回路不過于復(fù)雜，以節(jié)省二次控制設(shè)備、電纜。</p><p>　?。?）要限制短路電流，以便于選擇廉價的電氣設(shè)備和輕性設(shè)備。</p><p>　　（4）節(jié)省占地面積、合理使用資源。</p><p>　?。?）電能損失減少到最低程度。</p><p>　　并且，為簡化主接線，變電

67、所接入系統(tǒng)的電壓等級一般不超過兩種。</p><p>　　3.4電氣主接線的選擇</p><p>　　本設(shè)計為60/10KV電壓等級的二次變電所，可選擇的接線方式有：</p><p>　　1．有匯流母線的接線。單母線、單母線分段、雙母線、雙母線分段、增設(shè)旁路母線或旁路開關(guān)等。</p><p>　　2．無匯流母線的接線。變壓器-線路單元接線、橋

68、形接線、角形接線等。</p><p>　　6-220KV高壓配電裝置的接線方式，主要決定于電壓等級及出線回路數(shù)。</p><p>　　3.4.1單母線接線 </p><p>　　1.主要優(yōu)點：接線簡單清晰、設(shè)備少、操作方便、便于擴建和采用成套配電裝置。</p><p>　　2.主要缺點：不夠靈活可靠，任一元件故障和檢修，均需使整個配電裝置停電

69、。雖然可用隔離開關(guān)分段，但當一段母線故障時，全部回路仍需短時停電。</p><p>　　3.適用范圍：一般適用一臺發(fā)電機或一臺主變的以下三種情況： </p><p>　?。?）6-10KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回。</p><p>　?。?）35-60KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過3回。</p

70、><p>　　圖3.1單母線接線方式</p><p>　　3.4.2單母線分段</p><p>　　如圖3.1單母線分段接線方式所示。</p><p><b>　　1.優(yōu)點：</b></p><p>　　用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同

71、 </p><p>　　段引出兩個回路，有兩個電源供電；當一段母線 </p><p>　　發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要負荷停電。</p><p><b>　　2.缺點：</b></p><p>　?。?）當一段母線或母

72、線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間停電。</p><p>　?。?）當出線為雙回路時，常使架空線出現(xiàn)交叉跨越。</p><p>　?。?）擴建時需向兩個方向均衡擴建。</p><p><b>　　3.使用范圍：</b></p><p>　?。?） 6-10KV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上。</p

73、><p>　?。?） 35-60KV配電裝置出線回路數(shù)為4-8回。</p><p>　　圖3.2單母線分段接線方式</p><p>　　3.4.3內(nèi)橋接線：</p><p>　　如圖所示3.3內(nèi)橋接線方式</p><p>　　內(nèi)橋接線的特點：線路的投資和切除比較方便，變壓器的投入和切除比較復(fù)雜，所以內(nèi)橋接線使用與較長線路和

74、變壓器不需要經(jīng)常切換的場合。</p><p>　　3.4.4外僑接線：</p><p>　　外僑接線特點：它適用于線路較短和變壓器需經(jīng)常切換的場合，此外，當兩條線路間有穿越功率時，也應(yīng)采用外僑接線，因為這時的穿越功率僅通過橋斷路器，而且還要通過二組成線路斷路器，其中任一臺斷路器檢修或故障時，都將影響穿越功率的傳送。</p><p>　　如圖所示3.4外橋接線方式&l

75、t;/p><p>　　3.4.5母線接線方式的選擇</p><p>　　據(jù)上述各種母線的接線方式的論述，結(jié)合本次變電所的實際情況和負荷分配情況，本次設(shè)計的變電所60KV選擇內(nèi)橋接線方式， 10KV母線選擇單母線分段的接線方式。</p><p>　　第四章 短路電流計算</p><p>　　4.1短路電流計算的目的</p><p

76、>　　(1) 電氣主接線的比較</p><p>　　(2) 選擇導(dǎo)體和電器</p><p>　　(3) 確定中性點接地方式</p><p>　　(4) 計算軟導(dǎo)線的短路搖擺</p><p>　　(5) 確定分裂導(dǎo)線間隔棒的間距</p><p>　　(6) 驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓</p>&

77、lt;p>　　(7) 選擇繼電保護裝置和進行整定計算</p><p>　　4.2短路電流計算時的一般規(guī)定</p><p>　　(1) 驗算導(dǎo)體和電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按本工程的設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成后5—10年）。確定短路電流時，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過程中可能并列運行的接線方

78、式。</p><p>　　(2) 選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋作用的異步電動機的影響和電容補償裝置放電電流的影響。</p><p>　　(3) 選擇導(dǎo)體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點，應(yīng)選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點。對帶電抗器的6—10KV出線與廠用分支線回路，除母線與母線隔離開關(guān)之間閣板前的引線和套管的計算短路點應(yīng)選擇在電抗器前外，其

79、余導(dǎo)體和電器的計算短路點一般選擇在電抗器后。</p><p>　　(4)導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一按三相短路驗算。若發(fā)電機出口的兩相短路或中性點直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路嚴重時，則應(yīng)按嚴重情況計算。</p><p><b>　　4.3短路過程分析</b></p><p>　　所謂“無限大

80、容量系統(tǒng)”僅為一個相對概念。當電源的容量足夠大時，其等值內(nèi)阻抗就很小，此時若在電源外部發(fā)生短路，則整個短路中各個元件的等值阻抗將比電源的內(nèi)阻大的多，因而電源母線上的電壓變化很小，實際計算時甚至可以認為沒有變化，既認為是一個恒壓源，這種電源就稱為無限大容量電源。</p><p>　　(1) 三相短路電源的變化規(guī)律</p><p>　　三相短路后，在短路暫態(tài)過程中，短路電流等于它的周期分量和非

81、周期分量的瞬間值之和，短路電流的非周期分量是隨時間按指數(shù)規(guī)律衰減的。當非周期分量為零時，短路既進入穩(wěn)態(tài)過程，此時穩(wěn)態(tài)短路電流的大小不再變化，這是這種系統(tǒng)短路的顯著特點。</p><p>　　(2) 三相短路沖擊電流</p><p>　　三相短路電流的最大瞬時值出現(xiàn)在短路發(fā)生后約半個周波左右，它不僅與周期分量的幅值有關(guān)，也與非周期分量的起始值有關(guān)，最嚴重的短路情況下，三相短路電流的最大瞬時值

82、稱為沖擊電流ish。 </p><p><b>　　式（4.1）</b></p><p>　　式中： Kch =1+edt 短路電流沖擊系數(shù)。</p><p>　　I——短路電流周期分量的有效值。</p><p>　　一般:高壓電網(wǎng)：Kch=1.8 ish=2.55I

83、 </p><p>　　低壓電網(wǎng)：Kch=1.3 ish=1.84I </p><p><b>　　4.4計算步驟</b></p><p>　　(1) 畫等值電抗圖。</p><p>　　(2) 首先去掉系統(tǒng)中的所有負

84、荷開關(guān)，線路電容，各元件電阻。</p><p>　　(3) 選取基準容量和基準電壓。</p><p>　　(4) 計算各元件的電抗標么值。</p><p>　　(5) 選擇計算短路點。</p><p>　　(6) 繪畫等值電抗圖。</p><p>　　(7) 求各短路點在系統(tǒng)最大運行方式下的各點短路電流。</p&

85、gt;<p>　　(8) 各點三相短路時的最大沖擊電流和短路容量。</p><p>　　(9) 列出短路電流計算數(shù)據(jù)表。</p><p>　　4.5短路電流的計算方法</p><p>　　電力系統(tǒng)短路電流的計算方法通常有三種，即標么值法、短路容量法（又稱MVA法）和有名單位制法（又稱歐姆法），高壓系統(tǒng)中，一般采用標幺值法。</p><

86、;p>　　標么值法的基本原理：標么值又稱為相對單位制，它是各個物理量的實際值與基準值的比值（系數(shù)或百分比）采用標幺制，首要的問題是確定基準值：</p><p><b>　　(1) 基準值：</b></p><p>　　在短路電流的實際計算中，為了方便常選取100MVA或10000MVA作為視在功率基準值，選用某電壓等級的平均額定電壓作為電壓的基準值。所謂線路平均

87、額定電壓，指線路始端最大額定電壓與線路末端最小額定電壓的平均值。</p><p>　　表4.1線路額定電壓與平均額定電壓</p><p><b>　　(2) 標么值</b></p><p><b>　　標么值的定義：</b></p><p>　　容量標么值：

88、 式（4.2）</p><p>　　電壓標么值： 式（4.3）</p><p>　　電流標么值： 式（4.4）</p><p>　　額定標么值：在電氣設(shè)備（如發(fā)電機、變壓器、電抗器及電動機等）的技術(shù)數(shù)據(jù)中，往往

89、給出以其自身額定參數(shù)為基準的標么值。</p><p>　　容量的額定標么值： 式（4.5）</p><p>　　電壓的額定標么值： 式（4.6） </p>&l

90、t;p>　　電抗的額定標么值： 式（4.7）</p><p>　　電流的額定標么值： 式（4.8） </p><p>　　(3) 取基準容量SB=100MVA，基準電壓UB=Uav計算用公式：<

91、/p><p>　　變壓器的電抗： 式（4.9） </p><p>　　線路的電抗： 式（4.10） </p><p>　　標

92、么值轉(zhuǎn)化為有名值： </p><p><b>　　4.6短路電流計算</b></p><p><b>　　系統(tǒng)等值電抗圖</b></p><p><b>　　各元件等值電抗</b></p><p>　　取導(dǎo)線

93、電抗x為0.4/km </p><p>　　(1)發(fā)電機電抗標么值</p><p>　　X1max*=0.375 X2max*=0.4125</p><p>　　(2)發(fā)電機出線電抗標么值</p><p>　　（3）220KV/60KV變壓器電抗標么值</p><p>　?。?）與其相連線路電抗標么值<

94、;/p><p>　　（5）60/10KV變壓器電抗</p><p>　　系統(tǒng)最大運行方式下各點短路電流</p><p>　　當2臺發(fā)電機同時運行，兩臺220/60KV的變壓器并列運行，橋斷路器處于合閘狀態(tài)，系統(tǒng)運行于最大運行方式下</p><p><b>　　等值電抗圖</b></p><p>　　（

95、1）當d1點發(fā)生三相短路時，計算短路電流</p><p><b>　　等值電抗為</b></p><p><b>　　=0.461</b></p><p>　　（2）短路電流標么值 </p><p>　?。?）短路電流有名值</p><p>　　（4）當d2點發(fā)生三相短路時&

96、lt;/p><p><b>　　等值電抗為</b></p><p><b>　　=0.911</b></p><p>　?。?）短路電流標么值 </p><p>　?。?）短路電流有名值 </p><p>　　系統(tǒng)最小運行方式下各點短路電流</p><p&g

97、t;　　當只有發(fā)電廠運行，220/60KV變壓器單臺運行，橋短路器處于分閘狀態(tài)。60/10KV變壓器單臺運行，10KV母線聯(lián)斷線路處于分閘狀態(tài)，系統(tǒng)運行于最小運行方式</p><p><b>　　等值電抗圖</b></p><p>　?。?）當d1點發(fā)生三相短路，計算短路電流</p><p><b>　　=0.8563</b&g

98、t;</p><p>　?。?）短路電流標么值 </p><p>　?。?）短路電流有名值 </p><p>　?。?）當d2點發(fā)生短路</p><p><b>　　=1.7563</b></p><p>　?。?）短路電流標么值 </p><p>　?。?）短路電流有名

99、值</p><p>　　發(fā)生三相短路時的最大沖擊電流和短路容量</p><p>　?。?）沖擊電流的有效值</p><p>　?。?）沖擊電流的瞬時值</p><p><b>　?。?）短路容量</b></p><p><b>　　第五章 總結(jié)</b></p>

100、<p>　　課程設(shè)計是我們每個學(xué)生必須經(jīng)歷的一個環(huán)節(jié)，也是在校期間進行的一次比較系統(tǒng)完整的設(shè)計，是對我們所學(xué)專業(yè)知識與實踐的很好結(jié)合，為我們今后的學(xué)習(xí)打好了堅實的基礎(chǔ)。</p><p>　　按照課程設(shè)計任務(wù)書的要求,通過詳細的分析和規(guī)劃,對60KV二次降壓變電所進行了初步設(shè)計.在設(shè)計過程中,借閱了各種電氣類書籍,查閱相關(guān)資料,從負載損耗、線路損耗、變壓器選型、短路計算、經(jīng)過了多次演算、修改與完善。在這個

101、過程中，使我在大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)知識有了一個較系統(tǒng)的綜合，并對其中的許多問題進行了重新學(xué)習(xí)和加深理解，為將來實際的需要奠定了堅實的基礎(chǔ)。</p><p>　　設(shè)計期間，我學(xué)習(xí)了關(guān)于電力工程設(shè)計、技術(shù)問題研究的程序和方法等，在搜集資料、查閱文獻、方案比較、設(shè)計制圖等方面，都得到了訓(xùn)練。同時，對我國電力工業(yè)建設(shè)的政策觀念和經(jīng)濟觀點也有了初步的了解，為今后培養(yǎng)工程技術(shù)綜合分析能力作好準備。</p><

102、;p>　　在設(shè)計中，使我對知識的運用能力更加熟練、靈活。無論是從短路電流的計算來講，還是從主變的容量、電氣主接線的形式、高壓電氣設(shè)備的選擇等來講，都使我對專業(yè)知識有了系統(tǒng)的掌握，使這些本來散亂的知識聯(lián)系到了一起，使我對變電所的概念有了更深刻的認識。</p><p>　　同時也鍛煉了我自己獨立完成工作的能力，以前，做什么都由老師帶領(lǐng)完成，而在這次設(shè)計中，許多事情都得自己獨立完成。這樣做出來的結(jié)果更讓自己有成就

103、感，感覺自己真正學(xué)到了很多東西。為以后的學(xué)習(xí)奠定了堅實的基礎(chǔ)?；仡欉@次的課程設(shè)計，讓我感慨頗多，從理論到實踐，在這過程中我學(xué)到很多很多的東西，而且鞏固了以前所學(xué)過的知識，學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得

104、是困難重重，在設(shè)計和調(diào)試中出現(xiàn)了許多問題，同時也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。在以后的學(xué)習(xí)過程中，我會做到對所學(xué)的知識深入理解，加強鞏固，做到理論和實際緊密結(jié)合。</p><p>　　總之，這次畢業(yè)設(shè)計讓我受益匪淺，學(xué)習(xí)到了很多東西。當然也有很多不足之處，還需今后努力改正。</p><p><b>　　參考文獻</b><

105、/p><p>　　[1] 熊信銀.發(fā)電廠電氣部分(第三版)，北京:中國電力出版社,2004</p><p>　　[2] 宋繼成.變電所電氣設(shè)計，北京：中國電力出版社，2004</p><p>　　[3] 陳章潮.城市電網(wǎng)規(guī)劃與改造，北京：中國電力出版社，1998.5</p><p>　　[4] 陳文高.配電系統(tǒng)可靠性實用基礎(chǔ)，北京：中國電力出版社

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108、gt;<p>　　[12] 變電所總布置設(shè)計技術(shù)規(guī)定（試行）SDGJ63-84. 中國電力出版社.</p><p>　　[13] 導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計技術(shù)規(guī)定SDGJ14-86. 中國電力出版社.</p><p>　　[14] 電力設(shè)計工程電氣設(shè)備手冊（電氣一次部分上、下）. 水利電力部西北電力設(shè)計院.</p><p>　　[15] 220~500KV

109、變電所設(shè)計技術(shù)規(guī)程SDJ2-88.中國電力出版社.</p><p>　　[16] 電力設(shè)備過電壓保護設(shè)計規(guī)程SDJ7-79. 水利電力出版社.</p><p>　　[17] Gelllings C W.The future of Distribution Automation and Demand-Size Management.EPRI(USA),1992</p><