091网院电气工程专业本科毕业设计指导讲座

1、一、 毕业设计的目的和要求1、 目的：应用在农大网院电气专业所学基础理论和专业知识解决工程实际问题，培养自学能力、发现问题和解决工程实际问题的能力。2、 要求：依据国家可持续发展、能源、环保和土地政策；电力工程设计的有关规程、规定；大学所学的专业知识独立完成毕业设计给定的毕业设计任务。二、 原始资料： 1、待设计的变电站的电压等级为：110kV、35kV、10kV。2、电力系统接线及参数如图所示，待设计的变电站为丙变电站，是一个110系统的枢纽变电站。 电力系统接线图及其参数3、五年规划负荷（1）35kV电压级：架空出线6回，最大输送功率5MW，送电距离30km，功率因数,、类负荷所占比例为6

2、0.负荷同时率取0。9。 (2) 10kV电压级：架空出线10回， 最大输送功率2MW，送电距离6km，功率因数,、类负荷所占比例为70.负荷同时率取0。9。4、自然条件：站址为农田，土质为沙质黏土，土壤电阻率.海拔高度.处于类气象区。5、各电压级进出线方向 110kV进线为同一方向；35kV出线为两个方向；10kV出线为多方向。6、各电压级母线后备保护的动作时间：10kV母线1s；35kV母线2s；110kV母线3s。7、依据负荷曲线，变电站最大负荷利用小时数。8、电力系统直流分量电流衰减时间常数，（冲击系数）。三、110kV降压变电站设计1、主接线的确定（1） 确定主变压器台数及容量：四回

3、电源进线两个电压等级的负荷出线，一般采用两台变压器或三台变压器（要进行经济技术比较）；现确定采用两台变压器。一台变压器的容量：当一台变压器运行时能满足、负荷的要求，并考虑负荷的同时率35kV、10kV电压级、类最大负荷：S35= S10= S=25.25MVA+14MVA=34.25MVA选择两台2*SFS740000/110 变压器。 空载损耗为：46kW 、负载损耗:高低为175kW、阻抗电压%：U1-2%=10.5;U1-3%=17;U2-3。（2） 变电站的主接线 110kV电压及有四回进线采用双母线;35kV电压级有6回出线，采用单母线分段;10kV电压级有10回出线采用单母线分段接

4、线.变电站的接线图如图所示.2、 三相短路电流计算 （1）、依据电力系统接线图及参数做电力系统等值网：选、。短路电流计算不考虑负载，用于短路计算的电力系统接线图如下图所示。短路点确定为D1、D2、D3、D4、D5分别为110kV母线、35kV母线、10kV母线、35kV出线末端和10kV出线末端。系统最大运行方式为设备线路都投入，最小运行方式为两个电源双回进线均为一回进线 用于短路电流计算的电力系统接线图 用于短路电流计算的电力系统等值电路图（最大运行方式）=50km变压器电抗计算)=)(6.5+17-10.5)=)(10.5+6.5-17)=18（2）、向短路点D1简化,求D1点短路电流=(

5、+=(+求火电厂G1和水电厂对短路点的计算电抗=(3)T=0秒时的短路电流=T=0秒时短路电流的有名值=时的短路电流,用对应发电厂的计算电抗查具有自动电压调整器的短路曲线有名值分别为:乘以各自电厂电流的基值T=时D1点总短路电流的有名值(3)向D2点简化,求D2点短路电流 等值电路 对D2点简化 D2点短路电流标幺值 D2点短路电流的有名值 (4)向D3点简化,求D3点短路电流+）D3点短路电流的标幺值D3点短路电流的有名值(5)向D4点简化并求D4点短路电流+D4点短路电流的标幺值D4点短路电流的有名值(6)向D5点简化并求D5点短路电流 D5点短路电流的标幺值 D5点短路电流的有名值=三相

6、短路电流计算结果 短路点 D1 D2 D3 D4 D5短路电流冲击值kA 18.87 19.38 513、电气设备选择 110kV、35kV电压级采用屋外配电装置；10kV电压级采用屋内配电装置。（1）、母线及变压器至母线间引线的选择 按经济电流密度选择导线截面，按正常发热及短路条件校验热、动稳定度。由于最大负荷利用小时数为5000小时，可查得相应的经济电流密度：10kV、35kV、110kV电压级LJ、LGJ、LGJ经济电流密度分别为：0.9;1;1.1. 110kV: LGJ-210在+长期允许载流量为584A>211A满足正常运行要求 短路发热校验:110kV电压级后备保护动作时间

7、为3s>1s，不考虑短路电流非周期分量电流的影响。短路电流周期分量电流的热效。 热稳定的最小截面110kV进线按一回进线带两台变压器考虑，不考虑穿越功率（略） 35kV电压级母线选择：按一台变压器额定容量计算A选择2LGJ-300正常发热校验 导体最高运行温度为的允许电流满足要求.短路发热校验 35kV出线导线截面选择选择LGJ-120正常发热校验 导体最高运行温度为的允许电流满足要求.短路发热校验 10kV硬母线选择 一台变压器供10kV全部负荷 选择硬铝母线125，最高温度为40C0时温度修成系数为k=允许电流为2063A,40C0时的允许电流Iy=K2063=1671满足要求 短路

8、发热校验导体电动力的计算 电动力选择支持绝缘子ZA-10，能承受最大破坏力375kg848N.10kV出线的选择10kV出线的额定电流,矩形铝导线的截面为=153mm2选择矩形铝导线截面63*8.平放时的允许电流为995A,最高温度为40C2的温度系数为0.81.允许电流为:Iy=995*0.81A=806A短路时热稳定截面2 （2）断路器选择 一般1035kV选用真空短路器，35110kV电压级选用短路器。按额定条件选择，按短路条件校验。110kV进线断路器选择：考虑一回进线带两台变压器断路器的额定电流：选用断路器. 其参数：额定开断电流40kA、耐冲击电流80kA、3s热稳定电流31.5k

9、A,均满足要求. 名称 计算值SFMT-110/2000参数 电压kV 110 110 电流A 420 2000 切断电流kA 7.4 40 短路电流冲击值kA 18.87 80 3s热稳定电流kA 7.4 (以后所选择的断路器和隔离开关都应列表比较)35kV进线断路器选择断路器的额定电流选用。 其参数：额定开断电流24。8kA、耐冲击电流63。4Ka、4s热稳定电流kA,均满足要求.35kV出线断路器选择断路器的额定电流选用。 其参数：额定开断电流kAKa、4s热稳定电流kA,均满足要求.10kV进线断路器选择选用：进线 出线-10/1000。 均满足要。 （3）隔离开关 与断路器同 ； ；

10、 ，。 （4）35kV中性点消弧线圈选择 35kV电压级的电容电流,变电站35kA电压设备及架空线路对地的电容电流 35kV电压级中性点消弧线圈的容量 选择消弧线圈两台2*XD-550/35. (5)、电压互感器的选择 每个电压级的母线安装两台电压互感器 110kV电压级选择 35kV电压级选择 10kV电压级选择 校验准确级（6） 电流互感器的选择 校验用于继电保护110kV电压级电流互感器的10误差。（7） 避雷器的选择（8） 站用变压器的选择 统计变电站的用电负荷（空调、照明、充电机等）再考虑施工用电选择1 4配电装置设计 110kV、35kV电压级采用屋外中型布置、10kV电压级采用屋

11、内小车式开关柜如图所示 4006004000500020006*800800400400200200400700 35020020030020040055011000150010005503650200040040050050004004007008000800020040020025025025014008001004002004004005008001500 配电装置设计可以绘制110kV电压级变压器进线剖面图和10kV配电装置配置图。5、 变电站接地网的设计(1)确定允许接地电阻；接触电势和跨步电势允许接地电阻。 当接地短路电流I>4kA时，允许接触电势允许跨步电势=350V 变电

12、站的面积S=10、土壤电阻率 、类气象区。接地网采用长孔均压带。单相接地短路电流7kA(2)接地电阻计算(3)边角接触电势=边角跨步电势跨步系数. 跨步电势 6004000500020006*800800400400200200400700 350200200300200400550110001500100055036502000400400500500040040070080002004002002502502501400800100400200400400500800150012501000700100080012508006008008008000 6、防雷设计 （1）防侵入波设计11k

13、V电压级进线全线加装避雷线，侵入波斜角.35kV电压级出线加装2km的避雷线的进线段,侵入波的倾斜角。在有多条进出线的条件下查从避雷器到被保护变压器的最大允许距离：110kV电压级为160m、35kV电压级为80m从变电站的平面布置图可以看出是满足要求的。 10kV- 35kV-6*Y%WZ-51/135 110kV-6*FZ-110 （2）防直击雷用避雷针的设计 根据规程110kV的构架可以安装避雷针，因而本变电站在110kV构架上安装两根25m避雷针，另装4根25m独立避雷针。满足防护直击雷的要求。7、继电保护配置和计算 依据继电保护规程110kV电压级的输电线路应加装距离三段、零序三段及

14、自动重合闸；35kV电压级的配电线路应加装电流三段、绝缘监视及自动重合闸；10kV电压级出线应加装电流二段、绝缘监视及自动重合闸；变压器应加装差动保护、瓦斯保护、过电流保护、零序过电流保护及过负荷保护；10kV补偿电容器应加装电流速断保护、零序电压保护及过电流保护。（1）、110kV电压级进线距离三段、零序三段可不进行计算（2）35kV电压级出线应进行电流三段保护整定计算，电流限时速断可按灵敏度计算（3）10kV出线应进行电流二段计算 假设在线路的末端接一台1MVA的大变压器。重新计算变压器低压侧三相短路电流。（4）变压器保护整定计算 考虑单台运行时最小短路电流（不考虑系统运行方式改变） （5

15、）补偿电容器保护整定计算计算结果绘制一张简单的变电站继电保护配置图。8、变电站年运行费用的计算 其目的是要知道变电站每年应该有多少利润.（1）、计算变电站的投资 包括：设备费、建设费（土地费）、安装运输保管费调试等费用。若用参考书的资料应加大50以上（2）、变压器年损耗费 分为铁损和铜损两部分。固定损耗铁损：8760、变动损耗铜损：最大损耗时间T=5000s乘以变压器最大负荷时的损耗(三个绕组分别求) （3）、年大修和小修费不考虑利息、人工工资及其他费用（投资偿还年限为10年）四、 降压变电站设计说明书1、 设计的原始依据2、 按毕业设计要求全面完成了毕业设计-优秀成果3、 变电站设计的每一部分的简单说明依据与合理性，有新意的部分可以展开4、 不足和展望，感谢五、 降压变电站的计算书：变压器台数和容量计算、短路电流计算、设备选择计算、防雷接地计算、继电保护整定计算、年运行费的计算等。 变电站设计说明书及计算书应按规定书写。大纲或初稿需交给指导教师审阅。以上变电站设计在10kV电缆出线时可计算电容电流的补偿、可对电流互感器误差进行校验、对防雷接地保护的展开、继电保护配置计算的展开、站用电设计展开、10kV无功补偿的计算、10kV加装进线电抗器和出线电抗器的计算等。 附：变电站接地设计一 、变电站允许接地电阻、接触电势和跨步