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1、辽 宁 工 业 大 学建筑配电与照明课程设计（论文）题目： 35KV10KV变电所初步设计 院（系）：软件科学与工程学院专业班级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称： 副教授 起止时间： 09-11-9至11-22 课程设计（论文）任务及评语院（系）：软件科学与工程学院 教研室：电气学 号学生姓名专业班级课程设计（论文）题目35KV10KV变电所初步设计课程设计（论文）任务1) 负荷计算2) 无功补偿方案确定3) 变压器台数及容量的确定4) 根据电源及负荷情况确定主接线方案5) 短路计算6) 电气设备选择与校验7) 继电保护和自动装置的规划设计8) 防雷与接地设计9) 绘制相关图纸指
2、导教师评语及成绩平时考核： 设计质量： 论文格式： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日目 录第1章课程设计目的与要求11.1 课程设计目的11.2课程设计的预备知识11.3 课程设计要求1第2章课程设计内容22.1 原始资料22.2无功补偿方案的确定32.3变压器台数及容量的确定32.4根据电源及负荷情况确定主线方案42.5短路计算52.6电气设备选择与校验72.7继电保护和自动装置的规划设计82.8防雷与接地设计92.9绘制相关图纸10课程总结11参考文献12第1章 课程设计目的与要求1.1 课程设计目的本毕业设计课题主要综合训练学生运用供配电技术、高低压电器技术、建筑电气等专业知识，完成
3、35kV/10kV变电所的扩大初步设计，力求做到技术先进、经济合理、安全可靠。培养学生独立思考、独立收集资料、独立设计的能力；培养分析、总结及撰写技术报告的能力。1.2课程设计的预备知识熟悉供配电技术、高低压电器技术等课程的相关知识。1.3 课程设计要求按课程设计指导书提供的课题，根据第下表给出的基本要求及参数独立完成设计，课程设计说明书应包括以下内容：1）文中的要语言简练通顺，图表规范正确2）文中的图形和符号尽量采用IEE标准3）课程设计论文在4000字左右4）课程设计论文内容完整、字迹工整、图表整齐规范、数据详实5）课程设计论文应按学院的统一要求格式打印装订成册设计技术参数工作量工作计划1
4、、 两路电源，架空线引进。、出口线路共回，采用架空线或电缆由设计者决定。具体参数和要求见原始资料。1负荷计算。2无功补偿方案确定。变压器台数及容量的确定。根据电源及负荷情况确定主接线方案短路计算。电气设备选择与校验继电保护规划设计自动装置的规划设计防雷与接地设计绘制电路图。第一周：周一：收集资料。周二：负荷计算周三：无功补偿方案确定。周四：变压器台数及容量的确定。周五：确定主接线方案第二周：周一：短路计算周二：电气设备选择与校验周三：继电保护规划设计。周四：防雷与接地设计周五：总结并撰写说明书。第2章 课程设计内容2.1 原始资料变电所10KV各用户负荷情况由下表给出。用户名称最大负荷（kw）
5、cos回路数附注Tmax(h)红旗机械厂30000.82有重要负荷5000农机厂20000.82有重要负荷5000电视机厂20000.82有重要负荷5500农电一号15000.81类负荷4000农电二号15000.81类负荷4000市区一号15000.82有重要负荷4500市区二号20000.82有重要负荷4500市区三号20000.81类负荷4500食品厂15000.81类负荷5000负荷的同时系数取0.9，有功负荷率取0.75；无功负荷率取0.8。要求变电所的平均功率因数补偿到0.9以上。动力支路负荷计算： 母线有功计算负荷： 无功计算负荷：最大运行方式：2.2无功补偿方案的确定 无功补偿
6、应根据就地平衡和便于调整电压的原则进行配置，采用集中补偿的方式，集中安装在变电所内有利于控制电压水平。向电网提供可调节的容性无功。以补偿多余的感性无功，减少电网有功损耗和提高电压。以下是本变电所无功补偿容量及计算负荷： 补偿前： 取=0.75，=0.8，则补偿前的平均功率因数 = 补偿后功率因数提高到，所需电容器的无功补偿容量为： = =1616.527 补偿后的供电系统的计算负荷为： 2.3变压器台数及容量的确定为保证供电可靠性，变电站一般装设三台主变，当只有一个电源或变电站可由低压侧电网取得备用电源给重要负荷供电时，可装设一台或两台。本设计变电站用户有多个重要负荷故设置三回电源进线，且低压
7、侧电源只能由这三回进线取得，故选择三台主变压器。变压器容量的选取，要根据各个厂用电性质的不同，分别统计出各类用电设备的额定功率(自然功率因数不同的设备，分别统计)再根据它们各自的同时率和效率的不同，计算出电力需求容量。一般可按下式计算：变压器容量同时率是指同一时间用电设备的实际容量占总额定容量的百分比。根据计算结果，并考虑到今后的发展会地，选择靠近国家标准系列容量的变压器。变电站主变压器容量一般按建站后510年的规划负荷考虑，并按其中一台停用时其余变压器能满足变电站最大负荷的50%70%（35110KV变电站为60%），或全部重要负荷选择。即 式中 N变压器主变台数2.4根据电源及负荷情况确定
8、主线方案 为了在输电过程中输电出现问题容易解决方便安装，因此选用架空线为主要输电线路，具体安装要求如下：接线方案：2.5短路计算 电路短路后，其阻抗值比正常负荷时电路的阻抗值小得多，因此短路电流往往比正常负荷电流大许多倍。在大容量电力系统中，短路电流可高达几万安培或几十万安培。如此大的短路电流对电力系统将产生极大的危害。由此可见，短路的后果是非常严重的，因此供电系统在设计、安装和运行中，都应该尽力设法消除引起短路故障的一切因素。在发电厂和变电所的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。其计算的目的主要有以下几方面： (1)在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确定某一接线是否需要采
9、取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。 (2)在选则电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。例如：计算菜一时刻的短路电流有效值，用以校验开关设备的开断能力和确定电抗器的电抗值；计算短路后较长时间短路电流有效值，用以校验设备的热稳定；计算短路电流冲击值，用以校验设备动稳定。(3)在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相对地的安全距离。 (4)在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。 (5)接地装置的设计，也需用短路电流。利用标幺值法来计算短路电流如下图，求变
10、电所10KV高压母线上（K-1点）和0.4kV低压母线上（K-2点）短路的三相短路电流和短路容量。（1）确定基准值 （2）确定短路回路中各元件电抗标幺值 电力系统（）=100/500=0.2 架空线路（W1）（） =0.38 电缆线路（）（） = 电力变压器（） =（4）求K-1点的短路回路总电抗标幺值和三相短路电流和三相短路容量 总电抗标幺值 三相短路电流周期分量的有效值（） = 三相短路容量（）=100/1.924=52.0MVA （5）求（K-2）点的短路回路总电抗标幺值和三相短路电流，三相短路容量 总电抗标幺值 三相短路电流周期分量的有效值（） =144/6.42=22.43kA 三相
11、短路容量（） =100/6.42=15.54MVA 三相短路冲击电流；最大有效值=1.84 =1.092.6电气设备选择与校验除需满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑便于安装调试的运行维护，并经技术经济比较后才能确定。断路器的选择及效验条件如下：UzdUg；IeIg;热稳定效验Ie2.t.tI2.t动稳定效验iceidf隔离开关的主要用途：隔离电压，在检修电气设备时，用隔离开关将被检修的设备与电源电压隔离，以确保检修的安全。道闸操作，投入备用母线或旁路母线以及改变运行方式时，常用隔离开关配电断路器，协同操作来完成。分、合小电流。隔离开关的主要用途：隔离电压，在检修电气设备时，用隔离开关将被检
12、修的设备与电源电压隔离，以确保检修的安全。倒闸操作，投入备用母线或旁路母线以及改变运行方式时，常用隔离开关配合断路器，协同操作来完成。分、合小电流。隔离开关选择和校验原则是：UzdUg；IeIg；Ie2.t.tI2.tichidf2.7.3电流互感器的选择电流互感器的选择和配置应按下列条件： 型式：电流互感器的型式应根据使用环境条件和产品情况选择。对于620kV屋内配电装置，可采用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构的电流互感器。对于35kV及以上配电装置，一般采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器。UzdUg；IeIg；校验动稳定2ImKemich校验热稳定I2.teq（Im.kth）2.t2.7
13、继电保护和自动装置的规划设计继电保护的设计任务主要是：根据供电系统的网络结构、接线方式及负荷性质等条件，选定系统各元件(进线、变压器、馈线等)的保护方式及各种保护装置的配合方式，进行各保护装置的整定计算及灵敏度校验，拟制出保护装置的原理图及施工接线图，选择所用继电器及辅助装置的型号，提出设备订货清单等。 保护装置的相互配合是保证供电系统安全运行的重要因素。在各种不同运行方式下，各元件的保护装置之间在灵敏度和动作时限上应得到配合。所谓灵敏度配合就是保护范围的配合，即在各种可能出现的运行方式下，装在元件本侧的带时限动作的保护装置的保护范围，应小于装在相邻元件上同它相配合的保护装置的动作范围。 为了
14、保证保护装置动作的选择性，必须同时满足灵敏度和动作时限相互配合的要求。只满足某一方面都可能导致保护装置的非选择性动作。例如在图81(a)中，保护装置A的时限特性用虚线表示，保护装置B的时限特性用实线表示；就图中所示情况而言，保护装置A第三段的保护范围小于保护装置B第三段的保护范围，即在灵敏度上已得到配合。但保护装置A第三段的时限等于保护装置B的第二段时限，即两者在动作时限上没有配合好，因此在D点发生短路故障时，保护装置A与B将同时动作，不能保证选择性。 2.8防雷与接地设计变电所的直击雷保护过电压保护可采用避雷针或避雷线。变电所的主厂房主控制室和配电装置室一般不装设直击雷保护装置。为保护其他设
15、备而装设的避雷针，不宜装在独立的主控制室和35kV及以下变电所的屋顶上。但采用钢结构或钢筋混凝土结构等有屏蔽作用的建筑物的车间变电所可不受此限制。雷电话动特殊强烈地区的主厂房、主控制室和配电装置室宜设直击雷保护装置。 主厂房如装设避直击雷保护装置或为保护其他设备而在主厂房上装设避雷针，应采取加强分流、装设集中接地装置、设备的接地点尽量远离避雷针接地引下线的入地点、避雷针接地引下线尽量远离电气设备等防止反击的措施，并宜在靠近避雷针的发电机出口处装设一组旋转电机阀式避雷器。主控制室、配电装置室和35kV及以下变电所的屋顶上如装设直击雷保护装置时，若为金属屋顶或屋顶上有金属结构，则将金属部分接地；若
16、屋顶为钢筋混凝土结构，则将其焊接成网接地；若结构为非导电的屋顶时，则采用避雷带保护，该避雷带的网格为810m，每隔1020m设引下线接地。 上述接地引下线应与主接地网连接，并在连接处加装集中接地装置。 峡谷地区的发电厂和变电所宜用避雷线保护。 已在相邻高建筑物保护范围内的建筑物或设备，可不装设直击雷保护装置。 屋顶上的设备金属外壳、电缆金属外皮和建筑物金属构件均应接地。2.9绘制相关图纸 一层平面布置： 二层平面布置： 课程总结通过这次实训，使我对变电所有了更加深刻的了解，在做课设之前我们要对变电所有个初步的了解，要有一个清晰的思路和系统流程图，在设计线路时，不能妄想一次把整个系统设计好，反复
17、修改和不断改进才是成功的必经之路，一个系统的完美与否不仅仅是实现功能，而是让人能看明白你的思路。在实习过程中遇到问题是很正常的，我们要仔细分析清楚，查阅资料，及时结局遇到的问题。这次设计，提高了我的动手和动脑能力，更让我们体会到了理论与实践相结合的重要性，使我得到了一次用专业知识、专业技能分析和解决问题全面系统的锻炼。使我在电气方面的基本原理和设计思路技巧的掌握方面都能向前迈了一大步。参考文献1) 黄纯华 工厂供电 天津大学出版社 2001.62）苏文成 工厂供电 机械工业出版社 19813）戈东方 电力工程电气设计手册 水利电力出版社 19994）姚锡禄 工厂供电 电子工业出版社 2003.65）翁双安 供电工程 机械工业出版社 2004.66）雍 静 供配电系统 机械工业出版社 2004.97）余健明 供电技术 机械工业出版社 2004.78）刘复欣 建筑供电与照明 中国建筑工业出版社 2004.3
