电气课程设计

1、 长沙理工大学CHANGSHA UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY能能源源与与动动力力工工程程学学院院课课程程设设计计说说明明书书题目：题目：升压配电装置平面布置图（方案升压配电装置平面布置图（方案 A A） 班 级： 姓 名： 学 号： 指导老师： 时 间： 目目 录录1.课程设计的目的.12.课程设计的要求.13.风电场电气主接线图(方案 A).24.配电装置的图示.25.配电装置的设计要求.3 5.1 满足安全净距的要求.3 5.2 配电装置安全净距校验.4 5.3 施工、运行和检修的要求.56.屋外配电装置. .6 6.1 屋外配电装置的分类及

2、特点.6 6.2 屋外配电装置的选型.7 6.3 屋外配电装置的布置原则.87.升压配电装置平面布置图的设计.8 7.1 设计思路.8 7.2 设计过程.8 7.3 设计结果.108.课程设计小结.109.参考文献.1110.附图.1211.1.课程设计的目的课程设计的目的 风电场电气工程是风动专业一门非常重要的专业课，有着新概念多、内容抽象、实践性强、内容多等特点。课程设计是对学生所学课程内容掌握情况的一次自我验证，有着极其重要的意义。通过课程设计能提高学生对所学知识的综合应用能力，能全面检查并掌握所学内容。通过本课程的课程设计，使学生巩固风电场电气工程的基础理论知识和基本计算方法，了解电力

3、工业的内在关系和电气系统设计原理，熟悉电力行业规范和标准，具备应用理论知识分析和解决实际问题的能力和工程意识，为将来从事工程设计、设备安装、系统调试、维护保养等工作打下良好的基础。本次课程设计1 班电气系统设计部分负责两种电气主接线方案 A 和 B 的设计，并且与 2 班负责电气部分同学配合，对所设计的方案进行经济性分析计算，最后画出电气一次主接线图机升压变电站配电装置布置图。作为小组成员，我的主要任务是设计升压配电装置平面布置图。后面将主要介绍升压变电站配电装置布置图的设计思路及设计结果。2.2.课程设计的要求课程设计的要求(1)掌握风电场电气主接线设计的基本要求。(2)掌握发电厂电气主接线

4、的几种常用接线方式并能分析各接线方式的特点。 (3)熟悉各种电气主接线方案的经济性能比较方法。(4)掌握几种主要电气设备的选型计算方法。(5)掌握配电装置布置的基本要求，并能画出简单的配电装置布置图。23.3.风电场电气主接线风电场电气主接线( (方案方案 A)A) 电气主接线方案 A 采用单母线分段接线的方法，同时采用两台主变压器进行升压配电，升压配电装置出线端采用内桥接线方式，保证了线路的可靠性。电气主接线设计图如下：4.4.配电装置的图示配电装置的图示配电装置不仅仅包括母线、断路器、隔离开关、互感器等电气设备，还可能包括继电保护装置、测量表计以及架构、电缆沟、房屋通道等辅助设备。它是集电

5、力、结构、土建等技术于一体的整体装置，最终用于实现发电机、变压器、线路等回路的连接。不同于电气主接线图对于电路的抽象描述，为描述配电装置自身的结构形状，配电装置的图示常采用平面布置图+断面图的描述方式。所以，配电装置的图示能够更加详细的反映出各个电器设备的3具体接线方式和电器距离。5.5.配电装置的设计要求配电装置的设计要求 5.15.1 满足安全净距的要求满足安全净距的要求 不同的电气设备之间、电气设备的不同相之间都要求保持足够的距离以满足绝缘的要求，即满足最小安全净距的要求，最小安全净距指在这一距离下，无论是在正常最高工作电压或出现内、外部过电压时，都不至使空气间隙被击穿。最小安全净距 A

6、 类分为 A1 和 A2 值，A1 和 A2 值是根据过电压与绝缘配合计算，并根据间隙放电试验曲线来确定的，而B、C、D、E 等类安全净距是在 A 值的基础上再考虑运行维护、设备移动、检修工具活动范围、施工误差等具体情况而确定的。（1）A 值：A1带电部分至接地部分之间的最小电气净距； A2不同相的带电导体之间的最小电气净距。（2）B 值：B1带电部分至栅状遮栏间的距离和可移动设备在移动中至带电裸导体间的距离，即 11750()(61)BAmm式中 750考虑运行人员手臂误入栅栏时手臂的长度。B2带电部分至网状遮栏间的电气净距，即 213070()(62)BAmm式中 30考虑在水平方向的施工

7、误差；70指运行人员手指误入网状遮栏时，手指长度不大于此值。 （3）C 值： C 值为无遮栏裸导体至地面的垂直净距。保证人举手4后，手与带电裸导体间的距离不小于 A1 值，即12300200()(63)CAmm式中 2300运行人员举手后的总高度；200屋外配电装置在垂直方向上施工误差。（4） D 值：D 值为不同时停电检修的平行无遮栏裸导体之间水平净距，即11800200()(65)DAmm式中 1800考虑检修人员和工具的允许活动范围，200考虑屋外条件较差而取得裕度。（5）E 值：E 值为屋内配电装置通向屋外的出线套管中心线至屋外通道的距离。35kV 及以下取 E=4000mm；60kV

8、 及以上，E= A1+3500 (mm)，并取整数值，其中 3500 为人站在载重汽车车厢中举手的高度。5.25.2 配电装置安全净距校验配电装置安全净距校验(1) 配电装置中，电气设备的栅状遮栏高度不应低于 1200mm，栅状遮栏至地面的净距以及栅条间的净距应不大于 200mm。(2) 配电装置中，电气设备的网状遮栏高度不应低于 1700mm，网状遮栏网孔不应大于 40mm40mm。(3) 位于地面（或楼面）上面的裸导体导电部分，如其尺寸受空间限制不能保证 C 值时，应采用网状遮栏隔离。网状遮栏下通行部分的高度不应小于 1900mm。55.35.3 施工、运行和检修的要求施工、运行和检修的要

9、求 配电装置的设计要考虑现场施工的便利，结构在满足安全运行的前提下应该尽量予以简化，并考虑构件的标准化和工厂化，减少架构类型以节省三材、缩短工期，同时配电装置的施工工艺布置设计应考虑土建施工误差，确保电气安全距离的要求，分期建设和扩建过渡的便利也是配电装置的设计必须考虑 在运行中应考虑各级电压配电装置之间，以及它们和各种建筑物之间的距离和相对位置，应按最终规模统筹规划，充分考虑运行的安全和便利。在检修工作中应充分考虑检修中人员及具体检修作6业对于安全的影响，以保证人员和检修机械在保证足够安全净距的情况下的作业方便。6.6.屋外配电装置屋外配电装置 6.16.1 屋外配电装置的分类及特点屋外配电

10、装置的分类及特点根据电气设备和母线布置的高度，屋外配电装置可分为中型配电装置、高型配电装置和半高型配电装置。（1）中型配电装置 中型配电装置是将所有电气设备都安装在同一水平面内，并装在一定高度的基础上，母线所在的水平面稍高于电气设备所在的水平面，母线和电气设备均不能上、下重叠布置。（2）高型配电装置高型配电装置是将一组母线及隔离开关与另一组母线及隔离开关上下重叠布置的配电装置。（3）半高型配电装置半高型配电装置是将母线置于高一层的水平面上，与断路器、电流互感器、隔离开关上下重叠布置 6.26.2 屋外配电装置的选型屋外配电装置的选型（1）中型配电装置。一般用在非高产农田地区及不占良田和土石方工

11、程量不大的地方，宜在地震烈度较高的地区采用。（2）高型配电装置。一般在下列情况宜采用高型： 配电装置设在高产农田或地少人多的地区； 由于地形条件的限制，场地狭窄或需要大量开挖、回填土石方的地方； 原有配电装置需要改建或7扩建，而场地受到限制。在地震烈度较高的地区不宜采用高型。高型配电装置适用于 220kV 电压等级。（3）半高型配电装置。适用于 110kV 电压等级。 6.36.3 屋外配电装置的布置原则屋外配电装置的布置原则（1）母线及构架屋外配电装置的母线有软母线和硬母线两种。软母线可选用较大的档距，但一般不超过三个间隔宽度，硬母线常用的有矩形和管形。矩形母线用于 35kV 及以下配电装置

12、，管形则用于 110kV 及以上的配电装置。屋外配电装置的构架，可用型钢或钢筋混凝土制成。（2）电力变压器电力变压器外壳不带电，故采用落地布置，安装在变压器基础上。变压器基础一般制成双梁形并铺以铁轨，轨距等于变压器的滚轮中心距。（3）高压断路器按照断路器在配电装置中所占据的位置，可分为单列、双列和三列布置。断路器有低式和高式两种布置。低式布置的断路器安装在 0.51m 的混凝土基础上，在中型配电装置中，断路器和互感器多采用高式布置（4）避雷器110kV 及以上的阀型避雷器多落地安装在 0.4m 的基础上。磁吹避雷器及 35kV 阀型避雷器一般采用高式布置。8（5）隔离开关和互感器 隔离开关和互

13、感器均采用高式布置，其要求与断路器相同。（6）电缆沟 屋外配电装置中电缆沟的布置，应使电缆所走的路径最短。（7）道路 为了运输设备和消防的需要，应在主要设备近旁铺设行车道路。7.7.升压配电装置平面布置图的设计升压配电装置平面布置图的设计7.17.1 设计思路设计思路 我们根据风电场电气系统教材里面的设计方法和电力系统设计手册相关知识，为了满足施工、运行和检修的要求，配电装置的设计要求，安全净距的要求以及经济性考虑，针对升压配电装置的配电和布置计算出了安全净距电气设备的布置位置，之后画出升压站配电装置平面布置图。 7.27.2 设计过程设计过程 升压站配电装置配送的是从变压器高压侧出来的 11

14、0KV 电压等级，根据要求，在 110KV 配电装置中，在地震烈度低于 8 度的地区，采用户外支持式管母线，中型配电装置方案。该方案具有架构简单，运行维护方便，布置清晰，刚才耗量少等优点。我们采用屋外配电方式，由屋外配电装置的安全净距表可以得出以下数据：A1=1000mm A2=1100mm B1=1750mm B2=1100mm C=3500mm D=3000mm 9 设计采用架构、断路器、隔离开关、电路互感器、电压互感器、避雷器和避雷针、端子箱等电气设备。再通过母线将电能分配出去，然后根据设计说明书给出的数据，确定进出线回路数，将其连接成完整的回路。 查找电力系统设计手册关于 35-500

15、KV 中型配电装置的有关尺寸中的表 5-1 可得 110KV 配电装置的有关尺寸，如下表所示110KV110KV 配电装置的有关尺寸列表（配电装置的有关尺寸列表（mmmm）弧垂线间距离架构高度架构宽度项目母线进出线 型母线架门型母线架进出线架母线架进出线架双层架 型母线架门型母线架进出线架110KV 电压等级有关尺寸900-1100900-110030002200220073001000013000600080008000项目架构至电流互感器电流互感器至断路器断路器至电缆沟电缆沟至隔离开关110KV 电压等级有关尺寸2500200017001500 确定好安全净距和各种电气设备之后，我们开始用

16、 AutoCAD 进行画图，按照具体的尺寸进行缩放之后，画出配电装置的平面布置10图。在用 AutoCAD 绘制平面图时，我先将各电气设备按照一定的比例画出，再讲他们定义成块，这样下次用的时候可以直接插入块，这样简化画图的过程，可以很方便快捷的画出平面图，之后再图中测量出具体尺寸，然后再修改哦为自己所需要的尺寸，绘出最终的平面图。 7.37.3 设计结果设计结果 由 AutoCAD 将配电装置平面布置图画出，再根据选择的尺寸将实际尺寸标注在图上，得到了下面的设计图。8.8.课程设计小结课程设计小结作为此次课程设计电气部分的小组长，我感觉挺累的，刚开始很多东西别人不会，我也不会，然后别的同学就都

17、会来问我该怎么做，所以我只能比他们要多看课本和查很多其他的相关资料，比如11说电力系统设计手册、电气设备选择、风电场电气设计标准化等资料，信息很多，然后告诉他们该怎么做，有时候还得经常跑去打印资料什么的，觉得挺辛苦的，不过经过两周的课程设计之后，我感觉学到了很多东西，不仅巩固了书本上的知识，还学到了很多书本上没有的知识，对风电场电气工程也有了一定的理解，之后我按照老师给的课程设计的任务书，把自己的任务升压站配电装置平面布置图（方案 A），经过不断地看书和查资料，最终把平面布置图画出来了，虽然可能还有很多问题，但是我感觉自己还是尽力去做了。总之这次课程设计让我收获了很多，当然也包括同学之间的这份友谊，但是我还得反思一下，在课程实际过程中，可能没有为每位同学都尽到责任，有时候也有做的很不好的地方，因为有些东西我也不懂，只能叫他们自己去查资料,我希望以后会做的更好。9.9.参考文献参考文献1 中电联. 风力发电场设计技术规范(DLT_53832007) ；2 风电场接入电力系统技术规定（GB/T 19963-2011） ；3 国家电网公司. 风