1、 .PAGE17 / NUMPAGES21建筑供電與照明課程設計（論文）題目：35kV10kV變電所初步設計摘 要電能是發展國民經濟的基礎，是一種無形的、不能大量儲存的二次能源。電能的發、變、送、配和用電，幾乎是在同一瞬間完成的，須隨時保持功率平衡。要滿足國民經濟發展的要求，電力工業必須超前發展，這是世界電力工業發展規律，因此，做好電力規劃，加強電網建設，就尤為重要。電力變電所又分為輸電變電所、配電變電所和變頻所。這些變電所按 HYPERLINK :/baike.baidu /view/605393.htm t _blank 電壓等級可分為中壓變電所（60千伏與以下）、高壓變電所（110220

2、千伏）、超高壓變電所（330765千伏）和特高壓變電所（1000千伏與以上）。按其在 HYPERLINK :/baike.baidu /view/17169.htm t _blank 電力系統中的地位可分為樞紐變電所、中間變電所和 HYPERLINK :/baike.baidu /view/105503.htm t _blank 終端變電所。關鍵詞：變電所電壓調整電變電所配電變電所課程設計目的與要求1.課程設計目的本畢業設計課題主要綜合訓練學生運用供配電技術、高低壓電器技術、建筑電氣等專業知識，完成35kV/10kV變電所的擴大初步設計，力求做到技術先進、經濟合理、安全可靠。培養學生獨立思考、

3、獨立收集資料、獨立設計的能力；培養分析、總結與撰寫技術報告的能力。2課程設計的預備知識熟悉供配電技術、高低壓電器技術等課程的相關知識。3 課程設計要求按課程設計指導書提供的課題，根據下表給出的基本要求與參數獨立完成設計，課程設計說明書應包括以下容：1）文中的要語言簡練通順，圖表規正確2）文中的圖形和符號盡量采用IEE標準3）課程設計論文在4000字左右4）課程設計論文容完整、字跡工整、圖表整齊規、數據詳實5）課程設計論文應按學院的統一要求格式打印裝訂成冊 設計技術參數工作量工作計劃兩路電源，架空線引進。、出口線路共回，采用架空線或電纜由設計者決定。具體參數和要求見原始資料。1負荷計算。2無功補

4、償方案確定。變壓器臺數與容量的確定。根據電源與負荷情況確定主接線方案短路計算。電氣設備選擇與校驗繼電保護規劃設計自動裝置的規劃設計防雷與接地設計繪制電路圖。第一周：周一：收集資料。周二：負荷計算周三：無功補償方案確定。周四：變壓器臺數與容量的確定。周五：確定主接線方案第二周：周一：短路計算周二：電氣設備選擇與校驗周三：繼電保護規劃設計。周四：防雷與接地設計周五：總結并撰寫說明書。目 錄 TOC o 1-3 f h z HYPERLINK l _Toc308804422第1章 緒論 PAGEREF _Toc308804422 h 1HYPERLINK l _Toc3088044231.1 供配電

5、技術概況 PAGEREF _Toc308804423 h 1HYPERLINK l _Toc3088044241.2 本文設計容 PAGEREF _Toc308804424 h 2HYPERLINK l _Toc308804425第2章 負荷計算與無功補償 PAGEREF _Toc308804425 h 3HYPERLINK l _Toc3088044262.1 原始資料 PAGEREF _Toc308804426 h 3HYPERLINK l _Toc3088044272.2 負荷計算 PAGEREF _Toc308804427 h 3HYPERLINK l _Toc3088044282.3

6、 無功補償 PAGEREF _Toc308804428 h 4HYPERLINK l _Toc3088044292.4 變壓器臺數與容量選擇 PAGEREF _Toc308804429 h 5HYPERLINK l _Toc3088044302.4.1 變壓器臺數選擇 PAGEREF _Toc308804430 h 5HYPERLINK l _Toc3088044312.4.2 變壓器容量確定 PAGEREF _Toc308804431 h 5HYPERLINK l _Toc308804432第3章 導線與電氣設備選擇 PAGEREF _Toc308804432 h 7HYPERLINK l

7、_Toc308804433第4章 繼電保護規劃設計 PAGEREF _Toc308804433 h 11HYPERLINK l _Toc308804434第5章 防雷保護設計 PAGEREF _Toc308804434 h 13HYPERLINK l _Toc308804435第6章 課程設計總結 PAGEREF _Toc308804435 h 16HYPERLINK l _Toc308804436參考文獻 PAGEREF _Toc308804436 h 17緒論供配電技術概況據中國電力報日前報道，未來五年，國家電網發展的重點是在特高壓試驗示工程的基礎上，加快特高壓電網建設，提高跨區輸電能力。

8、此前，國家電網公司負責人也指出，加快建設以特高壓電網為核心的堅強國家電網，將成為國家電網公司“十一五”發展期間的重點。“特高壓電網”，是指1000千伏的交流或800千伏的直流電網。目前，中國超高輸電線路以220千伏、330千伏、500千伏交流輸電和500千伏直流輸電線路為骨干網架。全國已經形成5個區域電網和南方電網。“特高壓電網”在國家電網公司2005年工作會議上已經被作為戰略構想提出，即建設“跨區域、大容量、遠距離、低損耗的特高壓骨干網架”。國家電網公司已經就建設以特高壓為核心的堅強國家電網，形成了一個初步框架以晉、陜、蒙、寧煤電基地和西南水電基地開發為前提，構建華中、華北同步的堅強核心電網

9、。國家電網公司規劃中的特高壓骨干網架，跨區域的輸送能力將占到全國裝機總容量的25%左右。國家電網力推特高壓的決心不言而喻，但各方反對的聲音也一直不斷。從技術來看，國際大電網會議現在仍將特高壓定為“待成熟技術”，目前，特高壓輸電技術在國際上也沒有商業化運行的業績。此前，只有前聯和日本建成過1000千伏的特高壓交流輸電線路。但是，日本特高壓線路建成后一直按500千伏降壓運行。前聯解體后，俄羅斯的特高壓線路也開始降壓運行。意大利興建的特高壓實驗工程有兩座聯絡變電所和20公里線路，但由于用電量未見增長，也未納入商業運行線路。同時，特高壓電網在輸電線路走廊的選擇、桿塔結構、導線截面、分裂導線根數與分裂間

10、距等方面，將涉與到電磁環境、可聽噪聲、無線電干擾等環保問題。本文設計容1、某企業為保證供電需求，要求設計一座35KV降壓變電所，以10KV電纜給各車間供電，一次設計并建成。2、距本變電所6Km處有一系統變電所，由該變電所用35KV雙回路架空線路向待定設計的變電所供電，在最大運行方式下，待設計的變電所高壓母線上的短路功率為1000MVA 。3、待設計的變電所10KV無電源，考慮以后裝設的組電容器，提高功率因素，故要求預留兩個間隔。4、設計本變電所的主電路，論證設計方案是最佳方案，選擇主變壓器的容量和臺數；5、設計本變電所的自用電路，選擇自用變壓器的容量和臺數；6、選擇斷路器和隔離開關；7、負荷計

11、算與無功補償；負荷計算與無功補償原始資料變電所10KV各用戶負荷情況由下表給出。用戶名稱最大負荷（kw）cos回路數附注Tmax(h)機械廠20000.82有重要負荷5000農機廠20000.82有重要負荷5000電視機廠20000.82有重要負荷5500農電一號10000.81類負荷4000農電二號10000.81類負荷4000市區一號10000.82有重要負荷4500市區二號20000.82有重要負荷4500市區三號20000.81類負荷4500食品廠10000.81類負荷5000負荷的同時系數取0.9，有功負荷率取0.75；無功負荷率取0.8。要求變電所的平均功率因數補償到0.9以上。負

12、荷計算P=KPmax=0.8（P1+P2+.P9）=12000KWSmax = k*(P1max/cos1+ P2max/cos2+.+ P7max/cos7)=28754（KVA）S單 = Smax /（1-5%）70% =19121.4根據負荷情況初選變壓器為兩臺，型號SFL7-25000/63變電所無功總負荷Q= P1maxtg(arccos0.8)+ P2maxtg(arccos0.8)+.+ P9maxtg(arccos0.8)=(1968.02+1731.33+1452.97+1259.23+755.64+666.01+2561.58+2698.71+681.72)=13785.2

13、(Kvar)Q=0.813785.2 =11028.16（Kvar）無功補償 補償前10KV負荷平均功率因數cos1= P/（P）2 +(Q)2 1/2=0.7527494/（0.7527494）2+（0.813945.2）2=0.87 補償后的功率因數為： cos2 = 0.95 需補償的無功容量：Qc= P *(tg1 - tg2 )=（0.526-0.329）27494=7890.8(Kvar)根據以上數據所選補償電容器為RWF10.5-100-1型，數量72臺。 校驗：計算補償后高壓側平均功率因數與變壓器功率損耗：空載損耗：P0=32.5（KW），空載電流：I0%=0.9%；負載損耗：

14、Pk=117（KW） 阻抗電壓：Uk%=9%；Pt2*Po+Pn(s/2Sn)=2*32.5+99*(27494*2/25000)=124.9(Kw)Qt2*Io%/100*Sn+(Uk%/100)*Sn(S/2Sn)=1810.7 (kvar)Pt=0.75*27494.1+124.9=20745.5Qt=0.8*(11156.2-7890.8)+1810.7=4423.02cos2=(P +PT）/(P +PT） +(Q+QT)- Qn 1/2=0.9780.9變壓器臺數與容量選擇變壓器臺數選擇在變電站中，用來向電力系統或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器。35110KV變電所設計規規定，

15、主變壓器的臺數和容量，應根據地區供電條件、負荷性質、用電容量和運行方式等條件綜合考慮確定。在有一、二級負荷的變電所中宜裝設兩臺主變壓器，當技術經濟比較合理時，可裝設兩臺以上主變壓器。裝有兩臺與以上主變壓器的變電所，當斷開一臺時，其余主變壓器的容量不應小于 60的全部負荷，并應保證用戶的一、二級負荷。主變壓器臺數和容量直接影響主接線的形式和配電裝置的結構。 正確選擇變壓器的臺數，對實現系統安全經濟和合理供電具有重要意義。目前一般的選擇原則是：一般用戶裝設12臺變壓器；為了提高供電可靠性，對于、級用戶，可設置兩臺變壓器，防止一臺主變故障或檢修時影響整個變電所的供電，所以本所選用兩臺主變，互為備用，

16、當一臺變壓器故障檢修時由另一臺主變壓器承擔全部負荷的75%，保證了正常供電。根據原始資料，本所主變壓器配置兩臺。變壓器容量確定1、 主變壓器容量一般按變電所建成后5-10年的規劃負荷選擇，并適當考慮到遠期10-20年的負荷發展。2、 根據變電所所帶負荷的性質和電網結構來確定主變器的容量。對于有重要負荷的變電所，應考慮當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在計與過負荷能力后的允許時間，應保證用戶的一級和二級負荷供電，保證供電可靠性。3、 同級電壓的單臺降壓變壓器容量的級別不宜太多，應從全網出發，推行系列化、標準化。4、裝有兩臺變壓器的變電站，采用暗備用方式，當其中一臺主變因事故斷開，另一臺主變的容

17、量應滿足全部負荷的70%，考慮變壓器的事故過負荷能力為40%，則可保證80%負荷供電。綜合以上分析，結合技術分析對比與經濟可靠性分析對比，本所宜采用SZ9-6300/35型三相雙繞組有載調壓變壓器，其容量以與技術參數如下：主變容量： = 6300KVA型號： 三相雙繞組有載調壓降壓變壓器 阻抗電壓： 7.0%聯接組別： Y/-11臺數： 兩臺導線與電氣設備選擇一、電氣設備選擇的一般原則1、應滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發展；2、應按當地環境條件校核；3、應力求技術先進和經濟合理；4、與整個工程的建設標準應協調一致；5、同類設備應盡量減少品種；6、選用的新產品均應具有

18、可靠的試驗數據，并經正式鑒定合格。在特殊情況下，選用未經正式鑒定的新產品時，應經上級批準。二、技術條件選擇的高壓電器，應能在長期工作條件下和發生過電壓、過電流的情況下保持正常運行。1、 長期工作條件 （1）電壓選用的電器允許最高工作電壓Umax不得低于該回路的最高運行電壓Ug,即UmaxUg（2）電流選用電器額定電流I N不得低于所在回路在各種可能運行方式下的持續工作電流Ig即I NIg由于變壓器短路時過載能力很大，雙回路出線的工作電流變化幅度也較大，故其計算工作電流應根據實際需要確定。高壓電器沒有明確的過載能力，所以在選擇其額定電流時，應滿足各種可能運行方式下回路持續工作電流的要求。 （3）

19、機械負荷所選電器端子的允許荷載，應大于電器引線在正常運行和短路時的最大作用力。電器機械荷載的安全系數，由制造部門在產品制造中統一考慮。2、 短路穩定條件 （1）校驗的一般原則電器在選定后應按最大可能通過的短路電流進行動、熱穩定校驗。校驗的短路電流一般取三相短路時的短路電流。若發電機出口的兩相短路，或中性點直接接地系統與自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路嚴重時，則應按嚴重情況校驗。 （2）短路的熱穩定條件：It2tQdtQdt在計算時間t秒，短路電流的熱效應（kA2s）Itt秒設備允許通過的熱穩定電流時間(s)tjs = 繼電器保護裝置后備保護動作時間（tb）+ 斷路器全分閘時間（

20、tdo） (3) 短路的動穩定條件：ichidf IchIdfich短路沖擊電流峰值（kA）Ich短路全電流有效值（kA）idf電器允許的極限通過電流峰值（kA）Idf電器允許的極限通過電流有效值（kA）3、 絕緣水平電器的絕緣水平應按電網中出現的各種過電壓和保護設備相應的保護水平來確定。當所選用電器的絕緣水平低于國家規定的標準數值時，應通過絕緣配合計算選用適當的過電壓保護設備。三、環境條件按交流高壓電器在長期工作時的發熱（GB763-74）的規定，普通高壓電器在環境最高溫度為+40時，允許按額定電流長期工作。當電器安裝點的環境溫度高于+40（但不高于+60）時，每增高1，建議額定電流減少1.

21、8%；當低于+40時，每降低1，建議額定電流增加0.5%，但總的增加值不得超過額定電流的20%。普通高壓電器一般可在環境最低溫度為-30時正常運行。在高寒地區，應選擇能適應環境溫度為-40的高寒電器。在年最高溫度超過40，而長期處于低濕度的干熱地區，應選用型號帶“TA”字樣的干熱帶型產品。本次設計的變電所所在地區最高氣溫；最低氣溫；年平均氣溫；最熱月平均最高溫度。對于屋外安裝場所的電器最高溫度選擇年最高溫度，最低溫度選擇年最低溫度，可見最高氣溫為+41，由規定知在選擇電器設備時額定電流應減少1.8%，最低溫度為-12，電器設備可正常運行。四、環境保護選用電器尚應注意電器對周圍環境的影響。1、電

22、磁干擾：頻率大于10kHz的無線電干擾主要來自電器的電流電壓突變和電暈放電。35kV不考慮。2、噪音：為了減少噪音對工作場所和附近居民區的影響所選高壓電器在運行中或操作時產生的噪音，在距電器2 m處不應大于下列水平：連續性噪音水平： 85 dB非連續性噪音水平： 屋90 dB 屋外110 dB五、35kV側斷路器和隔離開關的選擇1、根據35kV短路容量MVA,短路電流A，主變壓側開關選擇LW8-35六氟化硫斷路器，額定電流1000A；額定開斷電流25KA；滅弧室額定氣壓pcb 0.5Mpa。斷路器CT6-XGI 彈簧操動機構：操作電源：直流220V 5A。2、隔離開關：根據I1N=SN/3U1

23、N=6300/1.732X35=104A，應選擇GW5-35G型隔離開關：額定電流600A 。六、10kV側斷路器和隔離開關的選擇1、10kV側斷路器的選擇：據10kV短路容量MVA,短路電流A,1、2號主變10kV側 開關和分段開關采用ZN40-10/1000型真空斷路器，線路與電容器均采用ZN40-10/630真空斷路器 2、10kV側隔離開關的選擇根據I2N=SN/3U2N=6300/1.732X10.5=346A，主變10kV側開關和分段采用GN19-10C/1250型屋隔離開關，10kV線路與電容器采用GN19-10C/630型屋隔離開關。 3、電容器的選擇：根據無功補償容量為主變容

24、量的2030原則，每段10kV母線上裝設兩組TBB11/3-3000var容量的補償電容器裝置，電容器電流互感器采用LFZ-10型100/5電流互感器。隔離開關電壓等級型號產品UN(KV)IN(A)Imax(KA)It(KAS)35KVGW4-25/63040.563010010KVGN8-10/4004、10kv成套配電裝置的選擇：GG-1A-07T、GG-1A-12、GG-1A-54型柜斷路器設備名稱型號與規單位數量備注35KV斷路器LW8-40.5/1600臺310KV斷路器ZN28-12/630臺6其中無功補償1臺繼電保護規劃設計一、繼電保護的配置 1、變壓器的保護配置原則 a.反映變

25、壓器部故障的油面降低的瓦斯保護 b.相間短路保護 反映變壓器繞組和引出線的相間短路的縱差保護或速斷保護，對其中性點直接接地側繞組和引出線的接地短路，以與繞組間適中中能起保護作用，如果變壓器的縱差動保護對單相接地適中的靈敏性不符合要求，可增設零序差動保護。 c.后備保護 d.中性點直接接地電網中，降壓變電所的變壓器兩側應裝設零序電流保護，作為變壓器主保護的后備保護，并作為相鄰元件的后備保護。 e.過負荷保護龍灣變電所主變保護配置 主保護：縱聯差動保護，重瓦斯保護，輕瓦斯保護。 后備保護：復合電壓閉鎖過流保護，過負荷保護。2、母線保護配置原則 a.35-60KV電力網中，主要變電所的35-60KV

26、雙母線或分段單母線需快速而有選擇地切除一段或一組母線上故障，以保證系統安全穩定運行和可靠供電。 b.對于雙母線并聯運行的發電廠或變電所，當線路保護在某些情況下，可能失去選擇時，母線保護應保證先跳開母聯斷路器，但不能影響系統穩定運行。 c.對3-10KV分段母線，宜采用不完全電流差動式母線保護，保護僅接入有電源支路的電流，保護由兩段組成：其第一段采用無時限或帶時限的電流速斷保護，當靈敏系數不符合要求時，可采用電流閉鎖，電壓速斷保護，第二段采用過電流保護，當靈敏系數不符合要求時，可將一部分負荷較大的配電線路接入差動回路， 以降低保護的起動電流。龍灣變電所母線保護配置 a.10KV母線分段斷路器第一

27、段采用帶時限的電流速斷保護，第二段采用過電流保護。 b.60KV母線采用不完全電流差動式母線保護，分段斷路器設置過電流保護。3、線路保護配置原則 a.單側電源線路，可裝設一段或兩段式電流電壓速斷保護和過電流保護。 b.復雜網絡的單回線路，可裝設一段或兩段式電流，電壓速斷保護和過電流保護，必要時，保護應具有方向性宜采用距離保護。電纜與架空短線路，如采用電流電壓保護不滿足選擇性、靈敏性和速動性要求時，宜采用導引線或光纖通道等縱聯保護作為全保護，以帶方向或不帶方向的電流保護作為后備保護。龍灣變電所線路保護配置 a.10KV線路采用兩段式電流速斷保護。 b.60KV線路采用兩段式電流速斷保護和過電流保

28、護。4、電力電容器的保護配置原則： 對3KV與以上的并聯補償電容器組的下列故障與異常運行方式應按規定裝設相應的保護。 a.電容器組和斷路器之間連接線短路。 b.電容器部故障與其引出線短路 c.電容器組中，某一故障電容器切除后所引起的過電壓 d.電容器組的單相接地故障 e.電容器組過電壓 f.所聯接的母線失壓龍灣變電所電力電容器保護配置限時速斷過電流，過電壓和低壓保護，零序保護。二、自動裝置的配置1、配置原則3KV與以上的架空線路和電纜與架空混合線路，在具有斷路器的條件下，如用電設備允許且無備用電源自動投入時，應裝設自動重合閘裝置。低壓側不帶電源的降壓變壓器，可裝設自動重合閘。2、龍灣變電所自動

29、裝置配置10KV線路因是全線電纜線路不設自動重合閘裝置。60KV線路配置三相一次自動重合閘裝置。主變壓器配置三相一次自動重合閘與復合電壓閉鎖保護。防雷保護設計一、變電所防雷概述 雷電引起的大氣過電壓將會對電器設備和變電所的建筑物產生嚴重的危害，因此，在變電所和高壓輸電線路中，必須采取有效的防雷措施，以保證電器設備的安全。運行經驗表明，當前變電所中采用的防雷保護措施是可靠的，但是雷電參數和電器設備的沖擊放電特性具有統計性，故防雷措施也是相對的，而不是絕對的。 變電所的雷電危害主要來自兩個方面：一個是直接雷擊變電所的建筑物、構筑物或裝設在露天的設備，強大的雷電沖擊電流通過被擊物泄放入地時，引起機械

30、力破壞和熱破壞；另外一個是雷電感應產生的高電壓波沿輸電線路侵入變電所，使主要電氣設備對地絕緣擊穿或燒毀。所以對于直接雷擊破壞，變電所一般采用安裝避雷針或者避雷線保護，對于沿線路侵入變電所的雷電侵入波的防護，主要靠在變電所合理地配置避雷器。二、 避雷針的選擇防直擊雷最常用的措施是裝設避雷針，它是由金屬制成，比被保護設備高并具有良好的接地裝置，其作用是將雷吸引到自己身上并安全導入地中，從而保護了附近比它矮的設備、建筑免受雷擊。避雷針的設計一般有以下幾種類型：1、單支避雷針的保護；2、兩針避雷針的保護；3、多支避雷針的保護。三、避雷器的選擇目前在新建或技術改造的變電所中，一般都選用氧化鋅避雷器，作為

31、電力變壓器等電氣設備的大氣過電壓、操作過電壓與事故過電壓的保護設備。氧化鋅避雷器與閥型避雷器相比，具有殘壓低、無續流、通流容量大、性能穩定和動作迅速等優點。1 、35kV側避雷器的選擇（1）按額定電壓選擇 35kV系統最高電壓40.5kV，相對地電壓為40.5/=23.4kV，避雷器相對地電壓為1.25U=1.2540.5=50.6kV，取避雷器額定電壓為53kV。（2） 按持續運行電壓選擇 35kV系統相電壓23.4kV,選擇氧化鋅避雷器持續運行電壓40.5kV，此值大于23.4kV。（3）標稱放電電流的選擇 35kV氧化鋅避雷器標稱放電電流選擇5A。 （4）雷電沖擊殘壓的選擇 35kV額定雷電沖擊外絕緣峰值耐受電壓為185kV，絕緣耐受電壓為200kV，計算避雷器標稱放電電流引起的雷電沖擊殘壓為 選擇氧化鋅避雷器雷