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1、60KV变电所电气设计目 录第一章引论41.1电力系统的一般概念41.2变电所的作用和工作原理及分类5第二章概论72.1设计的基本要求说明72.2设计范围及建设规模92.3设计主要内容9第三章主变压器的选择103.1主变器台数的确定103.2主变压器的容量的确定103.3选择主变压器11第四章 电气主接线144.1对电气主接线的说明144.2主接线设计原则144.3主接线的选择17第五章短路电流计算215.1概述215.2计算条件235.3短路过程分析265.4短路电流的计算方法27第六章 变电所设备的选择与校验326.1高压电器选择的一般要求326.2高压断路器的选择396.3高压隔离开关选
2、择416.4电流互感器的选择416.5电压互感器的选择436.6高压侧避雷器选择446.7 10KV侧主要电气设备选择456.8全所所用设备47第七章继电保护设计487.1电力系统继电保护的作用487.2继电保护的要求497.3变压器保护的配置原则：497.4变电所10KV配电装置母线保护507.5 10KV线路保护装设原理50第八章过电压保护选择518.1雷过电压保护518.2 310KV配电装置的过电压保护：53第一章 引 论1.1电力系统的一般概念电能是社会主义建设和人民生活不可缺少的重要的能源，电力工业在国民经济中占有十分重要的地位，电能是由发电厂供给，因为考虑经济原因，发电厂大多建在
3、动力资源比较丰富的地方，而这些地方又常远离大中性城市和工厂企业，这样需要远距离输送，经过升、降压变电所进行转接，在进一步的将电能分配到用户和生产企业。由于电力电能的重要特点是不能储存，因此电力电能的生产、输送、分配和使用是同时进行的，于是电力电能从生产到使用就构成一个整体，而由电力电能的生产、输送、分配和使用的发电机、变压器、电力线路及各种用电设备联系在一起组成的统一整体就称为电力系统1.1.1对电力系统运行的基本要求1.1.1.1保证供电的可靠性电力系统的中断将使生产停顿，生活混乱，甚至危机人身和设备的安全运行，造成十分严重的后果，给国民经济带来严重的损失，因此，对电力系统的运行首先要保证供
4、电的可靠性。根据用户本身的重要程度可将负荷分为三类：第一类负荷：将中断供电会造成人身事故、设备损坏、产品报废，生产秩序长期不能恢复，人民生活混乱，政治影响大等的用户以及军工系统划属为第一类负荷，是重要负荷；第二类负荷：将中断供电会造成大量减产，人民生活会受到影响的用户划属为第二类负荷；第三类负荷：除一、二类负荷以外的一般用户属于第三类负荷；电力系统供电的可靠性，首先是保证第一类负荷，然后才保证第二类负荷，最后才是第三类负荷1.1.1.2保证良好的电能质量1.1.1.3提高系统运行的经济性1.1.1.4保证电力系统安全运行1.2变电所的作用和工作原理及分类1.2.1变电所的作用和工作原理变电所是
5、电力系统的重要组成部分，它是变换和调整电压、变换和分配电能的场所，往往担负着向用电设备直接供电的任务变电所一般由变压器、配电装置（包括高低压开关、电压和电流互感器、避雷器、母线等设备）及相应的各种构筑物，控制和信号设备，继电保护装置和测量仪表，通讯及电源设备，导线及电缆等组成。有些变电所考虑母线的功率因数较低，还装有电力电容器组静止补偿装置或调相机等设备上述设备中，除控制与信号部分，继电保护装置，测量仪表，控制电源和通讯等设备外，其余部分称为一次设备，由一次设备组成的网络系统称为一次系统1.2.2变电所的分类按电压的升降分类，分为升压变电所和降压变电所两大类。升压变电所多与发电厂建在一起，又称
6、为发电厂升压站，它把发电机电压升高，经高压输电线路把电能送到远处的负荷区，或与其他的高压变电所联结成统一的电力网系统。降压变电所按性质和规模将划分为区域变电所、地方变电所、终端变电所三种、区域变电所（一次变）主要特点是电压等级高，进出回路多，变压器容量大，在系统中地位比较重要。其高压侧均在110KV以上，低压侧也在35KV以上，它由大电网供电，通过降压后主要向地方变电所供电、地方变电所（二次变）地方变电所多由区域变电所或发电厂供电，主要向终端变电所供电，它的高压侧一般为10-110KV，低压侧多为6-10KV、区域变电所多是工矿企业变电所和农村的乡镇变电所，它的高压侧多为10-35KV，低压侧
7、为3-10KV和0.4/0.22KV系统。终端变电所主要由地方变电所或发电厂供电，降压后直接向各种用电设备供电本次设计的变电所是高压侧为60KV，低压侧为10KV的终端变电所配电系统和保护系统第二章 概 论2.1设计的基本要求说明2.1.1本次设计的变电所为高台地区公用终端的变电所，电压等级为60/10KV，60KV侧有两回进线，接于张家一次变，另外有两回转供线，10KV侧有配出线路14回（及共有14个负荷回路）2.1.2待设计的变电所所处的地区地势平坦，海拔高度为400M，交通方便，周围空气无污染，最高气温+38，最低气温-25，年平均温度为102.1.3系统网络图如下：2.1.4 10KV
8、侧负荷序号负荷名称远期最大负荷（KW）功率因 数Tmax(b)重要负荷占比例回路数出线方 式11#水源地14000.917000902架空线22#水源地15000.907000902架空线3电瓷厂29000.914500402架空线4砂轮厂38000.904500302架空线5矿山机械厂49000.895000452架空线6挖掘机厂35000.895000452架空线7东郊变19000.85250001架空线8西郊变18000.86250001架空线2.1.5其它条件2.1.5.1线损率取5%2.1.5.2负荷的同时率系数为0.92.1.5.3有功负荷率为0.75；无功负荷率为0.82.1.5
9、.4要求变电所的平均功率因数补偿到0.9以上2.1.5.5基本要求：从负荷表中可看出，重要负荷所占的比例较大，所以对可靠性要求高对本次设计的变电所，尽量考虑设备少，投资适当，占地面积小，高压电器设备维护量小，运行方式灵活，满足远景规划2.2设计范围及建设规模2.2.160KV室外变电设备2.2.210KV室内配电设备2.2.3变电所设备继电保护系统2.2.4防雷系统2.3设计主要内容2.3.1变电所的变压器选定（型式、容量、台数）2.3.2确定变电所电气主接线型式和绘图2.3.3短路电流计算2.3.4电气设备选择（母线、高压断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器、补偿电容器等）2.3.5配
10、电装置设计2.3.6继电保护和自动装置设计和整定计算2.3.7过电压保护设计第三章 主变压器的选择3.1主变器台数的确定3.1.1从10KV侧的负荷表中可以看出，每个负荷出线为两回路，负荷可以按两回路进行分配3.1.2主变压器在满足用户负荷容量的条件下，还应考虑检修、故障情况下的容量备用因此，本次设计的变电所采用两台主变压器3.2主变压器的容量的确定3.2.1主变压器的容量选择必须满足本次设计的变电所的负荷容量要求，也尽可能考虑变电所建成后5-10年的规划负荷的要求，也适当考虑到远期的负荷发展，与城市规划相结合3.2.2根据变电所所带用户负荷的性质和电网的结构来确定主变压器的容量，对于有重要负
11、荷的变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级重要负荷。对一般性变电所，当一台变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70%-80%3.3选择主变压器3.3.1根据10KV侧负荷表计算（详细的计算过程见计算书），最大负荷为： S总=27600KVA （考虑线损和负荷同时率）3.3.2本次设计采用两台主变压器互相备用运行方式，即当一台变压器停运或故障时，另一台变压器能保证全部负荷的70%重要负荷供电，即： SB70%18200KVA其中由负荷表计算得重要负荷为：13966.3KVA，即变电所的重要负荷小于变压器的70%的备用容量
12、（18200KVA13966.3KVA），所以变压器的70%的备用容量完全可以保证重要负荷的运行要求3.3.3计算功率因数在没有考虑低压母线（10KV）上装无功补偿装置情况下，只要满足以上的参数即可选择主变压器，但是根据设计要求，变电所的平均功率因数应达到0.9以上，则需计算出补偿前的变电所平均功率因数，若低于0.9，则还需在低压母线上装设无功功率补偿装置，以提高变电所的平均功率因数。由于用户负荷多为感性负载，因而造成无功功率在线路上的损耗，给系统带来不利的经济损失。需要尽可能在负荷末端进行无功功率补偿，补偿装置选用电力电容器组，安装在10KV配电室内，连接在10KV母线上。经过计算补偿前变电
13、所的平均功率因数COS=0.890.9经过计算得出需补偿的无功功率为： Q补=1008.6Kvar (应取3的倍数1200 Kvar)3.3.4选择电容器电容器型号为BWF11/3-200-1W B-B系列并列电容器 W-烷基苯 F-纸膜 200-容量（Kvar）/每台 1-单相 W-户外由此可见，每台电容器的容量为200 Kvar，则需要电容器6台，每相两台,并列使用，星型接线若考虑在变压器的二次侧加电容器进行补偿，则在选定变压器前应减掉补偿的无功功率，加电容器后应再次经过计算保证变电所的功率因数达到0.9以上。 则补偿后低压侧母线的： P总=25000KW Q总=12708Kvar S总=
14、28045KVA则可以依据以上的参数选定变压器，据设备清册，选型号为SFL1-20000/60变压器，其主要参数见下表：额定电压602*2.5%/11空载损耗22KW短路损耗123KW额定电流空载电流1.0%阻抗电压9.0%油重6.33吨总重29.38吨外行尺寸5140*3620*4560轨距1435MM联接组别Y0/-11器身重13.6吨变压器选定后，还应验证变压器高压侧母线的功率因数也不应低于0.9，经过计算，得出高压侧母线的功率因数为0.9050.9，则确认所选变压器和电容器能够满足该系统的正常运行名 称S（KVA）补偿前负荷（考虑线损和同时率）27600无功功率补偿的容量1008.6Kvar补偿后的计算负荷28045KVA第四章 电气主接线4.1对电气主接线的说明变电所的电气主接线是电力系统接线的重要部分。电气主接线是主要电气设备（如
