1、红安 60KV 降压变电所电气工程初步设计- 1 -目 录中文摘要 .IAbstract .II第一篇 说明书 .- 1 -1 引言 .- 1 -2 变电所设计原则 .- 2 -2.1 总则 .- 2 -2.2 所址选择和所区规划 .- 2 -2.3 电气部分 .- 3 -3 10KV 架空导线截面选择及校验 .- 4 -3.1 导线截面的选择 .- 4 -3.2 导线截面的校验 .- 6 -4.1 无功功率的平衡 .- 8 -4.2 无功补偿的意义 .- 8 -4.4.1 线路的功率损耗的计算 .- 9 -6 确定变电所主接线 .- 15 -6.1 对电气主接线的基本要求 .- 15 -6.
2、2 变电所主接线设计原则 .- 15 -6.3 变电所主接线的设计步骤 .- 16 -6.4 主接线的选择 .- 16 -7 短路电流计算 .- 20 -7.1 短路的定义及类型 .- 20 -7.2 计算短路电流的目的 .- 20 -7.3 短路的原因 .- 20 -7.5 短路电流的计算 .- 21 -8 电气设备选择 .- 23 -8.1 电气设备选择的一般原则 .- 23 -8.2 断路器的选择 .- 23 -8.3 隔离开关选择 .- 25 -8.4 互感器选择 .- 27 -8.5 避雷器的选择 .- 29 -8.6 汇流母线的选择 .- 29 -8.7 熔断器的选择 .- 32
3、-8.8 高压开关柜的选则 .- 33 -9 确定室外设备布置方式 .- 35 -9.1 高压配 电装置和设计原则及要求 .- 35 -9.2 设备的配置 .- 36 -9.3 配电装置的选择 .- 38 -10 防雷保护设计 .- 39 -10.1 变电所直击雷的过电压保护 .- 39 -10.2 变电所直击雷保护的基本原则 .- 39 -沈阳工程学院毕业设计(论文)- 2 -10.5 避雷针的设计 .- 40 -第二篇 计算 书 .- 42 -1. 10KV 架空线路选择 .- 42 -1.1 制订厂(双回路) .- 42 -2.1 .- 53 -3.1 主变容量的选择 .- 57 -1.
4、0 .- 57 -3.2 变压器有功和无功损耗 .- 57 -5.2 系统各参数电抗标幺值 .- 61 -7 防雷保护计算 .- 77 -结论 .- 80 -致谢 .- 81 -参考文献 .- 82 -附录 .- 83 -A1.1.- 83 -红安 60KV 降压变电所电气工程初步设计I中文摘要本毕业设计论文是红安降压变电所电气工程（部分）初步设计。 待设计变电所为地区公用变电所，电压等级为 60KV/10KV，60KV 侧有两回进线，另外有两回转供线，10KV 侧有出线段 13 回。设计要求变电所功率因数在 0.9 以上，所有用户 10KV 线路入口处的电压偏移为 5%，电压损耗不超过 8%
5、。60KV 侧电气设备的选择:变压器、隔离开关、高压断路器、母线、电压互感器、电流互感器、避雷器。10KV 侧电气设备的选择:高压熔断器、所用变、隔离开关、高压断路器、母线、电压互感器、电流互感器、避雷器、开关柜。变压器的选择包括：所有 10KV 线路的导线；静电补偿电容器；主变压器的台数、容量、型号等主要技术数据的确定；电气主接线主要介绍了电气主接线的重要性、设计依据、基本要求、各种接线形式的优缺点以及主接线的比较选择，并制定了适合本所要求的主接线。变电所用接线包括：变电所接线的总要求以及变电所母线接线设计。短路电流计算是最重要的环节，本论文详细的介绍了短路电流计算的目的、假定条件、一般规定
6、、元件参数的计算、网络变换、以及各短路点的计算等知识。高压电气设备的选择包括母线、高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器的选择原则和要求，并对这些设备进行校验和产品相关介绍 。而根据本论文所介绍的高压配电装置的设计原则、要求和 60KV 的配电装置，决定此次设计对本厂采用分相中型布置。继电保护和自动装置的规划，包括总则、自动装置、一般规定主变压器、母线等设备的保护，而变电所的防雷保护则主要针对避雷针和避雷器的设计，要确定避雷针的位置、个数、高度、进线保护长度。关键字：变电所 电气工程 设计沈阳工程学院毕业设计(论文)IIAbstractThis graduation design is
7、a hongan Secondary Substation Electrical Engineering (part) Design. Whole thesis besides summary graduate to design the book outside, returned the expatiation every kind of most basic request that equipments choose with principle according to. The choice of the transformer includes: Main transformer
8、 use the main technique in number, capacity, model number.etc. in set data of the transformer to really settle; The electricity lord connected the line to introduce primarily the electricity lord connects the linear importance, design according to, the basic request, every kind of merit and shortcom
9、ing and lords that connect the line form connects the linear choosing more, the lord that combine to establish the in keeping with my plant the request connects the line; The factory connects with the electricity the line includes: The factory connect the linear total request and factory to connect
10、the line design with the mother line with the electricity. The short-circuit galvanometer is regarded as the most important link, this thesis introduced the calculating purpose in short-circuit electric current, assumption term, general provision, the calculation, network transformation of a paramet
11、er detailedly, and each calculation etc. knowledge that short circuit order; The choice of the high pressure electricity equipments includes the mother line, high pressure breaks the road machine and insulate the switch, electric current to feels with each other the machine, electric voltage feels w
12、ith each other the choice principle of the machine, high pressure switch cabinet with request, and proceed to these equipmentseses the school check with the related introduction in product. But go together with the design principle of the electricity device, request to go together with the electrici
13、ty device with 60 KV according to this thesis a high pressure for introducing, decide this time design to adopt the cent the mutually medium-sized arranging to the my plant. After electricity protection with the programming of the automatic device, include total, automatic device, general provision
14、with the protection of generator, transformer, mother line etc. equipments, but power plant with change to give or get an electric shock a design for defending thunder protecting then primarily aiming at lightning rod with lightning arrester. Key word: Secondary Substation Electric Engineering Desig
15、n红安 60KV 降压变电所电气工程初步设计- 1 -第一篇 说明书1 引言当今电能已经成为人类历史发展的主要动力资源，要科学合理地驾驭电力必须从电力工程的设计原则和方法上来理解和掌握其精髓，提高电力系统的安全可靠性和运行效率，从而达到降低成本、提高经济效益的目的。随着国民经济的发展，电网装机容量迅速增长，电力供应问题就十分重要了，所以变电所的设计是非常重要的。众所周知，变电站是电力系统中不可缺少的重要环节，它担负着电能转换和电能重新分配的重要任务。对电网的安全运行起着举足轻重的作用。变电所的类型很多种，有枢纽变电所、中间变电所、地区变电所等。此次设计是常规设计，设计题目是红安 60kv 降压
16、变电所电气工程初步设计。按照国家规定和设计要求，进行了 10kv 导线的选择、静电补偿电容器的选择、变压器的选择、主界线的确定、准确的短路计算、设备选择等等，并进行了严格的校验。所设计的变电所可以满足电网运行的安全性和可靠性。现在大容量发电机组的不断投运、超高压远距离输电和大电网的出现，使电力系统的安全控制更加复杂。电力建设的更新与改造显得十分重要。十余年来，国内外都对变电站综合自动化技术展开了讨论和研究。随着自动化技术的发展，变电站综合自动化技术得到了迅速发展，有许多新概念、新理论设计的变电站综合自动化系统投入运行。展现了极强的生命力，并成为我国电力工业推行技术进步的重点之一。电能是目前使用
17、的最重要能源，其优点很多。电力工业的发展与国民经济的发展有密切的关系。这就要求电网有较高的供电质量、供电可靠性和安全性。而变电站在电网中的地位又十分重要，因此变电所建设的前景是美好的。沈阳工程学院毕业设计(论文)- 2 -2 变电所设计原则2.1 总则1 电所的设计必须贯彻执行党的有关方针、政策，设计中应不断终结实践经验，在保证安全运行、经济合理的条件下，力求接线简化，布置紧凑和逐步提高自动化水平，并积极慎重地采用新技术。2 变电所应根据 510 年电力系统发展规划进行设计，枢纽变电所连接的电源数和回路数，还应该根据电力系统运行完全和经济等条件确定。2.2 所址选择和所区规划2.2.1 所址选
18、则1 所址的选择应符合下列要求： 接近负荷中心； 不占或少占农田； 便于各级电压线路的引入和引出,架空线路走廊应与此同时确定； 交通运输方便； 尽量不设在空气污秽地区,否则采用防污措施或设在污秽源上风道； 所址不应为积水淹没，并有足够排洪设施； 生活和生产用水的可靠水源；。 确实所址时应考虑对邻近设施的影响。2 为了减少所占面积或地区面积受到限制时，配电装置中尽量采用少占地的电网或布置采用高型或半高型方式等。2.2.2 管线的布置各地下管线之间和地下管线与建筑物，构筑物，道路之间最小净距，应根据敷设和检修的要求。建设物的基础的构造，管线的埋设深度，检修的位置及当地其他条件确定其最小距可参照，
19、变电所设计技术规程的“附录-”所列数值。2.2.3 所区内、外通道变电所应有道路与外部公路连接，其路面宽度一般不小于 3.5 米，变电所内应设置环行道路或回车道、环行道，路面宽度一般为 3 米，由变电所大厅至主变电器的道路可红安 60KV 降压变电所电气工程初步设计- 3 -适当加宽。变电所内应设巡视小道，并可利用电缆沟盖板作为部分巡视小道。2.3 电气部分2.3.1 主变压器1 变电所中一般装设两台变压器，如只有一个电源或变电所可由中、低压侧电力网取得备用电源，可装设一台主变压器。2 变电所主变压器一般采用三相式变压器，其容量应根据电力吨度年个 510 年的发展规划进行选择，装有两台以上主变
20、压器变电所中，当一台断开时，其余主变压器的容量一般保证 70%的全部负荷，但应保证用户的一级负荷和大部分二级负荷。3 电力潮流变化和电压偏移大的变电所，如经计算，普通变压器不能满足电力系统和用户对电压的要求，应尽量采用有载调压变压器，当电力系统运行确有需要时，可装设单独的调压变压器。2.3.2 主接线（1）变电所的主接线应根据变电所在电力系统中的地位，回路数，设备特点及负荷性质等条件确定，并应满足运行可靠、简单灵活，操作方便和节约投资等要求。（2）当能满足运行要求时，变电所高压侧应尽量采用断路器较少或不用断路器的接线,如线路变压器组或桥型接线等。当能够满足电力系统中继电保护的要求时，也可采用线
21、路分支接线，如有扩建的要求，在布置上应为过度到最终接线准备条件。（3）3560KV 干线配电装置中当出线为 2 回时，一般采用桥型接线,当出线为 2 回以上时，一般条件采用分段单母线接线，出线回数较多连接电源较多，负荷大或污秽的环境中的 3560KV 屋外配电装置，可采用双母线接线 6KV 和 10KV 配电装置中，可设置一般采用单母分段母线和单母线接线。（4）当地区电力网或用户不允许停电检修线路断路器时，采用单母线或分段单母线的6 千伏和 10 千伏配电装置中，可设置旁路母线。（5）接在母线上的阀型避雷器和电压互感器，一般合用一组隔离开关接在变压器引线上的阀型避雷器回路中，一般不装设隔离开关
22、。（6）大容量变电所中为限制 6KV 和 10KV 出线上短路电流一般采用下列措施之一。变压器分列运行。 1在变压器回路中装设分裂电抗器或电抗器。 2采用低压侧为分裂绕组的变压器。 3（7）在出线上装设电抗器的 6KV 和 10KV 配电装置中，向不同用户供电的两回线可共用一台断路器和一组电抗器，但每回线上应各装一组出线隔离开关。沈阳工程学院毕业设计(论文)- 4 -3 10KV 架空导线截面选择及校验架空线是软导体，架空线的选择主要是截面选择，而架空线路的型号则视具体情况而定。而在导体截面选择时应针对不同的电力网特点，灵活运用技术经济条件，只有这样选出的导线才是合理的。 架空线路一般用裸导线
23、，其结构型式主要有单股线、多股绞线、钢芯铝绞线、扩径导线、空心导线、分裂导线几种。常用架空线的型号、规格，由材料、结构的汉语拼音的第一个字母在写表示，额定载流截面积（mm 2）和钢线部分额定截面积（mm 2）等几部分组成，字母含义为：T铜 L铝 G钢 J多股绞线 LH铝合金 F防腐型等。本线路设计采用 LGJ 型架空线，含义为机械强度为普通型的钢芯铝绞线。配电装置中软导线的选择，应根据（环境温度、日照、风速、污秽、海拔高度）和回路负荷电流、电晕、无线电干扰等条件，确定导线的截面和导线的结构型式。在含盐量较大的沿海地区或周围气体对铅有明显腐蚀的场所，应尽量选用防腐型铝铰线。当负荷电流较大时，应根
24、据负荷电流选择较大截面的导线。在电压较高时，为保持导线表面的电场强度，导线最小截面必须满足电量的要求，可增加导线外径或增加每相导线的根数。对于 220KV 及以下的配电装置，电晕对导线截面一般不起决定作用，故可根据流选择导线截面。导线的结构型式可采用单根钢芯铝铰线或由钢芯绞线组成的复导线。注:本次设计采用的是钢芯铝铰线。3.1 导线截面的选择导线截面可按最大长期允许电流或经济电流密度选择。对负荷利用小时数大（通常指5000h），传输容量大，长度在 20m 以上的导体，如发电机，变压器的连接导体，其maxT截面一般按经济电流密度选择，而配电装置的汇流母线通常在正常运行方式下，传输容量不大，可按长
25、期允许电流来选择。根据电力工程电气设计手册架空电力线路的导线截面积选择 10KV 及以下架空配电线路，以及负荷不大，供电距离较远，最大负荷利用小时较传输容量大的回路，均应按经济电流密度法选择导线截面。注:本次设计采用经济电流密度法选择导线截面。3.1.1 按最大长期工作电流选择母线所在回路的最大长期工作电流 应不大于导体长期发热的允许电流 ,即.maxwI alI红安 60KV 降压变电所电气工程初步设计- 5 -式(3-1).maxwIKalI式中: 相对于母线允许温度和标准环境条件下导体长期允许电流l综合修正系数与环境温度和导体连接方式（如螺栓连接、超声波搪锡搭连等）有关，可查有关系数3.
26、1.2 按经济电流密度选择按经济电流密度选择架空线截面可使年综合费用最低。年综合费用最低，年综合费用包括电流通过导体产生的年电能损耗费。导体投资和折旧费、利息等。从降低电能损耗角度看导线截面越大越好，从降低投资，折旧费和利息费的角度看，则希望截面越小越好。综合这些因素，使年综合费用最小时所对应的导线截面称导线的经济截面，对应的电流密度称为经济电流密度母线的经济截面可由下式决定： 式（3-2）Jmax.IwS式中： 母线的经济截面（mm 2）；S经济电流密度（A/ mm 2）；J正常工作时的最大长期工作电流（A）。.maxWI= 式（3-3） .maxWIcos3NUP式中： 本线路的有功功率（
27、KW）；P本线路的额定电压 (KV)；NU本线路的功率因数。cos注:当双回路时， = 式（3-.maxWIcos32/NUP4）当单回路时， 沈阳工程学院毕业设计(论文)- 6 -= 式（3-.maxWIcos3NUP5）选出标准截面应接近于计算截面，然后用求得的导线标准截面的实际 、 计算实1rx际线路的实际电压损失。再与允许电压损耗相比较，判断选择是否适合。3.2 导线截面的校验导线截面校验方法一般包括电晕电压校验、机械强度校验、热稳定校验、导体载流量的校验、电压损耗校验。电晕电压校验：电晕放电将引起电晕损耗、无线电干扰、噪声干扰和金属腐蚀等不利现象。电晕的产生与电压等级及导体的直径有很
28、大关系。只有在 110KV 及以上电压等级才需要校验电晕电压，本次设计的是 10KV 线路电压等级不够所以不用进行电晕电压校验。机械强度校验：导线截面应保证一定的机械强度。由于架空线在运行时要承受一定的机械负载，所以要求导线截面不可过小。否则难以保证应有的机械强度。通常根据重要程度将架空线分成三个等级：35KV 以上线路为 I 类线路，1-35KV 为类线路，1KV 以下为类线路,只有 35KV 及以上的线路才需要校验。本次设计属于类线路单股导线导体材料为钢筋铝绞线，所以不用进行机械强度校验。热稳定校验：本次设计选择的是组合导线是按照经济电流密度法选择，起且热稳定能满足要求，所以一般不作热稳定校验。综上所述，只进行导体载流量校验和电压损耗校验即可。3.2.1 按导体载流量校验按导体载流量校验时，允许温度为钢芯铝绞线取+70验算时的周围空气温度采用当地取高年平均气温，架空电力线路的导线截面应使导线的最大长期工作电流 。小max.Iw于其持续工作电流 ，即 。IalmaxWIl长期允许电流 修正式如下：式（3-6) 0alk-修正系数；k-导体或电气设备正常发热允许最高温度设计中 ；al CQal70-环境最高温度 38 ；0C-导体额定的温度 25 。0
