60KV降压变电所电气部分初步设计

1、随着社会现代化建设的飞速发展，近年来城市电网建设力度亦随之加大，各 地区不同电压等级变电所的建设已成为电力行业中非常重要的一项建设发挥着 重要的作用。本毕业设计论文是60KV降压变电所电气部分初步设计。为了保证供电的可靠 性和一次性满足远期负荷的要求，按照远期负荷规划进行设计建设，从而保证变 电所能够长期可靠供电。根据毕业设计任务书的要求，综合所学专业知识及变电所设计等书籍的 有关内容，设计过程中完成了10KV出线的选择、无功补偿、主变选择、电气主接 线的拟定、短路计算、主变压器继电保护、电气设备选择、配电装置的规划和防 雷保护的规划等主要工作。在此期间，遇到的种种问题均通过反复比较、验算，

2、并请教老师得以解决。毕业设计论文由设计说明书、设计计算书、一套图纸（电 气主接线图、防雷保护图）组成。内容较为详细，对今后扩建有一定的参考价值。关键词：主变压器继电保护、短路计算、设备选择AbstractWith the develop ing of the society,the power n etwork con struct ion isexpa nding in the city in rece nt years. The con struct ion of every substatio n has bee nesse nti onal engin eeri ng duri ng

3、the electric powerCon structi on in the urba n ,It programs an importa nt effect in thedevelop ing cha nging society.This graduate desig n thesis is a 60 KV decli ning to press to cha ngeto give or get an electric shock an electricity parts of first stepsdesig n.For the sake of depe ndable that guar

4、a ntee the power supply with a requestthat contented Iong-term burthen, carries according to the forward the program mingproceed ing desig n developme nts, from but guara ntee to cha nge to give or get anelectric shock can Ion g-term depe ndable power supply.Desig n the request of the missi on book

5、accord ing to the graduate,synthesizea programming for learningprofessionknowledge andschanging giving or get an electric shock thedesigned waiting dogs-ear relevantlycontents, designing in the process completing lord changingchoice, electricity lordconnecting lineardraw- up, short circuitcomputi ng

6、, electricityequipme ntschoos ing, going together withelectricity equip ing, after give or get an electric shock the protecti on with theprogramming of the automatic device with defend protective programming in thunderetc. main work.Here period, all kinds problems that meet all passes to compare, ch

7、eckto calculate aga in and aga in, and ask the can solution in teacher.Graduate to designthe thesis from design the manual, design calculation book, a set of diagramspaper( the electricity lord conn ects the line diagram, total flat surface arran ges thediagram and go together with electricity equip

8、 cross sect ion diagram, defe nd thun derprotecti on diagram)con stitute.The contents is more detailed, tofrom now on exte nd to con sults certa inly valueKey words:Main transformerrelayprotection；Short circuit;The choice of the equipmentscalculati on第1章绪论.1第2章负荷分析及计算.22.1负荷分类及定义 .22.2标准件厂10kV出线分析及计

9、算 .22.2.1电阻计算.32.2.2无功功率计算.32.2.3电抗计算.32.2.4有功损耗及无功损耗 .32.3机械加工厂10kV出线 .42.3.1电阻计算.42.3.2无功功率计算.42.3.3电抗计算.42.3.4有功损耗及无功损耗.52.4农药厂10kV出线 .52.4.1电阻计算.62.4.2无功功率计算.62.4.3电抗计算.62.4.4有功损耗及无功损耗.62.5汽车厂10kV出线.62.5.1电阻计算.72.5.2无功功率计算.72.5.3电抗计算.72.5.4有功损耗及无功损耗.72.6粮食加工厂10kV出线 .82.6.1电阻计算.82.6.2无功功率计算.92.6.

10、3电抗计算.92.6.4有功损耗及无功损耗.92.7玩具厂10kV出线.92.7.1电阻计算 .102.7.2无功功率计算.102.7.3电抗计算.102.7.4有功损耗及无功损.102.8电气开关厂10KV出线 .112.8.1电阻计算.112.8.2无功功率计算.112.8.3电压计算.112.8.4有功损耗及无功损耗.122.9铝制品厂10KV出线 .122.9.1电阻计算 .122.9.2无功功率计算.132.9.3电抗计算.132.9.4有功损耗及无功损耗.132.10汽水厂10kV出线.132.10.1电阻修正.142.10.2无功功率计算 .142.10.3电压损耗.142.10

11、.4有功损耗及无功损耗 .142.11水泥厂10kV出线.152.11.1电阻修正.152.11.2无功功率计算 .152.11.3电压损耗.152.11.4有功损耗及无功损耗 .162.12负荷侧有功功率、无功功率及视在功率的计算 .16第3章变压器台数容量及补偿确定 .183.1主变压器的选择.183.2计算功率因数.193.3静电补偿电容器选择 .20第4章电气主接线.214.1对电气主接线的说明 .214.2主接线设计原则.214.3主接线设计的基本要求 .214.3.1可靠性.224.3.2灵活性.224.3.3经济性.224.4电气主接线的选择.22441单母线接线.234.4.2

12、单母线分段.234.4.3内桥接线：.244.4.4外侨接线：.254.4.5母线接线方式的选择.25第5章短路电流计算.265.1短路电流计算的目的 .265.2短路电流计算时的一般规定 .265.3短路过程分析 .265.4计算步骤.275.5短路电流的计算方法.275.6短路电流计算 . 错误!未定义书签。第6章电气设备选择及校验.326.1高压电气选择的一般要求 .326.1.1一般原则.326.1.2技术条件.326.1.3环境条件.336.1.4环境保护.346.2断路器的选择.356.2.1高压侧断路器的选择 .356.2.2变压器10kV入口处断路器与母联断路器的选择.366.

13、2.3 10 kV出线断路器的选择.366.3隔离开关的选择.376.3.1高压侧隔离开关的选择 .376.3.2变压器10kV出口隔离开关和母联隔离开关的选择.386.4互感器的选择.396.4.110kV母线上电压互感器的选择 .396.4.2 60 kV高压侧电压互感器的选择 .406.5电流互感器的选择.406.5.1 60 kV侧电流互感器的选择与校验 .406.5.2变压器10kV出口、母线及母联断路器回路电流互感器的选择.416.5.3 10KV出线架空线上电流互感器的选择 .426.6避雷器的选择 .42661避雷器的保护原理.42662避雷器的要求.426.6.3避雷器的分类

14、.436.7开关柜的选择 .436.8汇流母线的选择与校验.446.8.1母线材料、类型、分布方式及截面的选择 .44用最大长期工作电流法选择母线截面 .44第7章主变压器继电保护设计.467.1变压器的过电流保护 .467.2变压器的电流速断保护 .477.3变压器的差动保护 .487.3.1差动保护的基本原理 .487.3.2变压器差动保护中的不平衡电流及其减少措施 .487.3.3由变压器接线而引起的不平衡电流及其消除措施 .487.3.4由变压器励磁涌流引起的不平衡电流及其减小措施.497.3.5变压器差动保护动作电流的整定 .497.3.6差动保护整定计算 .50第8章防雷保护设计.

15、528.1雷电的危害.528.2防雷保护装置.528.3避雷针的确定.52第9章结论.54参考文献.55致谢.56附录.57电能是社会主义建设和人民生活不可缺少的重要的能源，电力工业在国民经 济中占有十分重要的地位，电能是由发电厂供给，因为考虑经济原因，发电厂大 多建在动力资源比较丰富的地方，而这些地方又常远离大中性城市和工厂企业， 这样需要远距离输送，经过升、降压变电所进行转接，在进一步的将电能分配到 用户和生产企业。本毕业设计论文为东陵区二次变电所电气部分设计，要求所设计的变电所能 长期可靠为其负荷供电。设计过程中遵循国家的法律、法规，贯彻执行国家经济 建设的方针、政策和基本建设程序，运用

16、系统工程的方法从全局出发，正确处理 生产与生活、安全与经济等方面的关系，实行资源的综合利用，节约能源和用地， 对生产工艺、主要设备和主体工程要做到可靠、适用、先进。在上述原则基础上，明确设计的目的，逐步完成10kV出线的选择、无功补偿、 主变的选择、电气主接线的拟定、短路电流的计算、电气设备选择、主变压器继 电保护、防雷保护规划、绘制图纸等主要工作，形成较为完整的论文。设计工作是工程建设的关键环节。 做好设计工作，对工程建设的工期、质量、 投资费用和建成投产后的运行安全可靠性和生产的综合经济效益，起着决定性的 作用。在设计过程中，通过参考一系列相关书籍，并在指导教师的耐心帮助下圆 满完成设计任

17、务，在此表示衷心的感谢。第 2 章 负荷分析及计算2.1 负荷分类及定义一级负荷：中断供电将造成人身伤亡或重大设计损坏，且难以挽回，带 来极大的政治、经济损失者属于一级负荷。一级负荷要求有两个独立电源供 电。二级负荷：中断供电将造成设计局部破坏或生产流程紊乱，且较长时间 才能修复或大量产品报废，重要产品大量减产，属于二级负荷。二级负荷应 由两回线供电。但当两回线路有困难时（如边远地区），允许有一回专用架空 线路供电。三级负荷：不属于一级和二级的一般电力负荷。三级负荷对供电无特殊 要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。2.2 标准件厂 10kV 出线分析及计算已知线路的长度为2km,单回供电

18、，远期最大负荷COS=0.9，最大负荷利用小时Tmax=4000。1 讦一1=、3UNCOS1.3 10 0.9按照经济电流密度法选择截面，经查软导线经济电流密度曲线图，由丁噺二厶。，得J 1.16A/mm2。c I1160.38A2S_2138.26mmJ 1.16A/mm2表 2.1 LGJ-150 型架空线参考数据2截面积mm电阻（20C）/km电抗/km载流量（80C）1500.2110.3583872500kW功率因数式（2.1）2500则J 1.16A/mm式（2.2）所以查供用电工程选择LGJ-150型架空线,其相关数据见表2.1所示221 电阻计算=0.0036,r200.43

19、2 /km，则修正电阻为2.2.2 无功功率计算Q1P tan1P tan(arccos1)=2500 tan(arccos0.9)=1210.8kvar2.2.3 电抗计算由表2-1得知人 0.358/km2.2.4 有功损耗及无功损耗PNQNUN2 2(2.5)(1.21)10234.3kw55.23k var(t 20)0.211 1 0.0036(35 20)0.222/ km线路阻值rl0.222 20.445QN(2.5)2(1.21)21020.716则线路电抗X xtl 0.358 20.7160.445由表2-2得知xt0.377 /km2.3 机械加工厂 10kV 出线已知

20、线路的长度为3km,单回供电，远期最大负荷COS =0.85，最大负荷利用小时Tmax=4500。I2=-P2二十-2600=176.61AS/3UNCOS2879.8=1143.7AKrelILmax1.3 879.8=1143.7AKrel(KaperKssfiU fph)IK max1944.8A继电器动作电流IOP J jb js确定基本侧线圈匝数Wg jb jsWgjbz取6匝KcomIOP jb js9.72A“TAAwbP d-7(匝)6.171OPJ jbjsWodz4Wph jb z2实际动作电流非基本侧线圈匝数Wphfijs严WgjbzWodz2.2412N f1取 Wph

21、fiz2匝校验相对误差fph0.05所以校验合格灵敏度校验Ikmin2.7KA Ksen2.3Iop jb zKsen2 所以校验合格IOP J jb zAwb10A1OP jbzKcom1OP J jb z2000AWph fi jsWph fi zWph fi jsWodz2.24 22.2440.038第 8 章防雷保护设计8.1 雷电的危害雷电的破坏作用主要是雷电波过电压引起的，主要表现在以下几个方面:雷电流产生的热量，可能烧断导线和烧毁电力设备；雷电流产生的电动力，可摧毁设备、杆塔、建筑物和伤害人;燃烧，造成人身伤亡和设备损坏。另外雷电的闪落放电，可能烧坏绝缘子，使断路器跳闸，造成停

22、电事故8.2 防雷保护装置变配电所的防雷保护，包括对直击雷的保护和对沿电力线路入侵的雷电侵入 波保护。实际运行表明，对于变配电所防直击雷的保护避雷针和避雷器是很有效的， 雷电波入侵则必须装设阀型避雷器保护，防雷保护涉及应认真调查地质地貌气象 环境等条件和雷电的活动规律，以及被保护物的特点等，因地制宜地采取防雷保 护措施，做到安全可靠、技术先进、经济合理等8.3 避雷针的确定根据本变电所的设计要求，可选择4根避雷针放在变电所的四角（见防雷保 护图），由于60侧进线的门形架最高为9，所以就以最高的门形够架为基础，为 了避免反击避雷针应距离变电所5,其布置见图相邻避雷针间距。3.雷电的电磁效应雷电过

23、电压将会使电气绝缘被击穿，甚至引起火灾和1雷电的热效应2雷电的机械效应ai50M, a250M对角线避雷针距离D . ai2a2270.7M避雷针有效高度，可根据式则得D8.8M8所以避雷针的高度为h hahx8.8917.8M在高度上的保护半径为：1.6harxhx1 h僖少 9.35M1 旦17.8式（8.1）式（8.2）式（8.3）式（8.4）又因为鱼ha十熬5.68，hX90.5117.8查防雷保护装置中的曲线图可知b1xb2x0.375 8.83.3m所以变电所全部在保护范围之内，故h 18m第 9 章结论毕业设计是我们每个毕业生必须经历的一个环节，也是在校期间进行的一次 比较系统完

24、整的设计，是对我们所学专业知识与实践的很好结合，为我们今后的 学习和工作打好了坚实的基础。在设计中，使我对知识的运用能力更加熟练、灵活。无论是从短路电流的计 算来讲，还是从主变的容量、电气主接线的形式、高压电气设备的选择等来讲， 都使我对专业知识有了系统的掌握，使这些本来散乱的知识联系到了一起，使我 对变电所的概念有了更深刻的认识。同时也锻炼了我自己独立完成工作的能力， 以前，做什么都由老师带领完成, 而在这次设计中，许多事情都得自己独立完成。这样做出来的结果更让自己有成 就感，感觉自己真正学到了很多东西。为以后的工作奠定了坚实的基础。总之，这次毕业设计让我受益匪浅，学习到了很多东西。当然也有很多不足 之处，还需今后努力改正。参考文献1熊信银发电厂电气部分（第三版），北京：中国电力出版社，20042宋继成.变电所电气设计，北京：中国电力出版社，20043陈章潮.城市电网规划与改造，北京：中国电力出版社，1998.54陈文高.配电系统可靠性实用基础，北京：中国电力出版社，1998.6范明天，张祖平，岳宗斌译.（英）E.Lakervi E.J.Holmes著.配点网络 规划与设计.北京：中国电力出版社，2000.86范锡普.发电厂电气部分（第二版）.水利电