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1、东兴二次变电所电气工程（部分）设计中文摘要本设计是动兴二次变电所电气工程（部分）初步设计。此变电所为地区公用变电所，变压器的选择包括：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。短路电流计算是最重要的环节，本设计详细的介绍了短路电流计算的目的、一般规定、元件参数的计算、网络变换以及各种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。而根据本所设计介绍的高压配电装置的设计原则、要求和10
2、KV侧的配电装置，决定此次设计对本所采用普通中型布置。此外，在论文适当的位置还附加了图纸（主接线、平面图、断面图）及表格以便阅读、理解和应用。关键词：电力系统 短路计算 设备选择 电气工程（部分）设计第一篇 说明书一 引 言电力是发展国民经济不可缺少的一种宝贵能源，它在各个领域中已获得了广泛的应用，离开了电力，要想实现人类社会的物质文明和精神文明是根本不可能的，要实现国家的现代化也是办不到的。因此电力统的安全运行，及合理建设方式，涉及到国家经济和文化的发展。课程设计也是大学的一个教学环节，通过设计可以巩固所学到的专业理论知识，包括设计原则，设计步骤，和设计方法。由于我们既将要到电力系统工作，为
3、更好的熟悉设备及掌握电气接线原则，因此让我们设计选择二次降压变电所。经过三年的全日制学习,使我自己在专业知识上面的积累和设备的了解有了大大地的加深.合理有效地的分配电能,为自己的日后工作有了很大的帮助,在短短的几个月的实际中,我完成了很多项目的设计,由主变压器的选择到设备的计算,在到配电装置的规划,以及最后到电气主接线的上机画图.层层推进,逐一细化. 待设计变电所是60/10KV地区一般性变电所，分别有近期负荷和远期负荷两种负荷方案。其10KV侧供电负荷出线共有11回，为了保证供电的可靠性和一次满足远期负荷的要求，本设计将按照远期负荷规划进行设计建设，从而保证该变电所能够长期可靠供电。本设计是
4、我们在校期间所学的专业知识进行理论与实践的很好结合，在我们的大学生活中占有极其重要的作用，是学生在校期间一个重要的综合性实践教学环节，是学生全面运用所学基础理论、专业知识和基本技能，对实际问题进行设计（或研究）的综合性训练。也是我们将来走向工作岗位为奠定良好基石的实践。通过课程设计，可以培养我们运用所学知识解决实际问题的能力和创新能力，增强工程观念，以便更好地适应工作的需要。二 主变压器的选择2.1 变压器的选择原则1、变压器的确定：主变容量和台数的选择，应根据电力系统设计规程。SDT-85有关规定和审批的电力规划设计决定进行。凡有两台及以上主变的变电所。其中一台事故停运后，其余主变的容量应保
5、证应该所全部负荷的70%。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符合。若变电所其他能源可保证在主变停运后用户的一级负荷，则可少装设一台主变压器。变压器是按照电磁感应原理，将一种交变电压变为另一种交变电压的电气设备在供用电系统中，电力变压器的主要作用是根据电力系统的运行需要，将交流发电机输出的电压升高，使电能输送到需要用的远方负荷中心，然后通过降压变压器降低电压供用户使用。因此，电力变压器在电能的传输，分配和使用中都具有重要意义。同时，变压器在电气的测量、控制等方面，也有广泛的应用。2、电力系统连接的220330KV变压器若不受运输条件限制，应选用三相变压器。2.2 主变压器台数
6、的确定1、选定原则：为了保证供电可靠性，变电所一般应装设两台以上主变压器，当变电所装设两台以上变压器时，每台容量的选择应按照其中一台停运时，其余容量至少能保证一级负荷为变电所全部负荷的60-70。通常一次变电所采用75，二次变电所采用60。2、 据要求选两台主变压器。2.3 主变压器容量的确定（1）主变压器容量的确定变压器总容量 单台变压器容量 主变容量的确定应根据5-10年发展规划进行选择，通过对原始资料的分析，根据负荷及经济发展的要求，同时考虑负荷的同时系数和线损率等因素，可由公式S=k0*（1+5%）*P/cos求得。分析原始资料 P=11500KW 线损率为5% 负荷的同时系数为k0=
7、0.9将以上数据代入公式可得变压器的容量为10866.4KVA由规程得Se=60%S=65190.KVA若选两台容量为20000KVA的变压器，当一台停运时，仍能保证60%的重要负荷供电。查电力设备手册选用两台双卷有载调压变压器，其型号为SF720000/60，电压为60+2*2.5%/10KV，采用YN,d11连接组。正常运行时，两台变压器全部投入。当其中一台停运检修时，考虑变压器的过负荷能力，另一台仍能达到全部负荷的97.75%。所选SF720000/63变压器的主要参数如表2.1所示：表2.1额定电压（KV）高压602*2.5%空载电流（%）0.9低压6.3 6.6 负载损耗（KW）99
8、.0空载损耗（KW）27.5连接组别YN，dn阻抗电压（%）9冷却方式生产厂沈阳变压器厂2.4 变压器的型号（1）相数：D单相S三相（2）绕组外绝缘介质：无油G空气（干式）C干式浇铸绝缘 CR干式（包封式）N难燃液体（3）箱壳外冷却介质：无油浸自冷F风冷S水冷（4）循环方式：无自然循环P强迫油循环（5）绕组数：无比绕组S三绕组F分裂绕组（6）绕组耦合方式：D自耦（7）绕组导线材质：无铜L铝（8）防护代号：TH湿热TA干热（9）调压方式：无无激磁调压Z有载调压三确定变电所主接线变电所电气主接线指变电所的变压器，输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电所的主接线是电力笑纹接线组成中的
9、一个重要组成部分。主接线的确定，对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行以及变电所电气设备的选择，配电装置的布置，继电保护和控制方法的拟定将会产生直接的影响。3.1 对电气主接线的基本要求根据我国能源部规定：变电所的电气主接线应根据该变电所在电力系统中的地位、变电所的规划容量，负荷性质、线路变压器连接元件总数、设备特点等条件确定。并应综合考虑供电可靠性、运行灵活、操作检修方便，投资节约和便于过渡或扩建等要求。（1）电气主接线应根据系统和用户的要求，保证供电的可靠性和电能质量。对三类用户以一个电源供电即可，对一类负荷和二类负荷占大多数的用户应由两个独立电源供电，其中任一电源必须在另一电源停止供电时
10、，能保证向重要负荷供电。同时，在确定主接线时应保证电能质量在允许的变动范围之内。（2）电气主接线应在满足上述技术要求的前提下，尽可能经济，尽量减少设备投资费和运行费，并相应注意节约占地面积和搬迁费用。（3）电气主接线应具有一定的灵活性和方便性，以适应电气装置的各种情况，不仅正常运行时能安全可靠地供电，而且在系统故障或设备检修及故障时，不中断对用户的供电或者减少停电的时间，缩小停电的范围，并且操作简便，误操作的可能性小。（4）具有发展和扩展的可能性。电气主接线在设计时应留有发展余地，不仅要老虎最终接线的实现，同时还要兼顾到分期过渡接线的可能和施工方便。3.2 变电所主接线设计原则3.2.1考虑负
11、荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响对一级负荷来说，必须有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，（应保证全部负荷的大小和分布，负荷增长速度以及地区网络），应保证全部一级负荷不间断供电；对二级负荷，一般要有两个电源供电，且当一个电源失去后，能保证大部分二级负荷供电。三级负荷一般只需一个电源供电。3.2.2考虑主变台数对主接线的影响变电所主变的容量和台数，对变电所主接线的选择将产生直接的影响。通常对大型变电所，由于其传输容量大，对供电可靠性要求高。因此，其对主接线的可靠性，灵活性的要求也高，而容量小的变电所，对其主接线的可靠性、灵活性的要求低。3.3 本变电所的设计方案1、60KV侧主接线方
12、案的拟定根据原始资料的分析初步拟定主接线的方案有两种：(1) 单母线分段接线 (2)单母线接线方案比较如下表所示单母分段接线单母线接线方案1：单母分段接线方案2：单母线接线可靠性1、当一段母线发生故障时可保证非故障段母线正常供电。2、10KV及60KV母线检修将导致一半负荷停电。3、可能出现全部断电的情况。4、接线形状简单清晰设备少设备本身故障率小。1、当母线与隔离开关故障或检修时，将造成整个配电装置停电。2、当断路器检修时，将在整个期间中断该进出线的工作。灵活性1、运行方式相对简单2、扩建方便3、切换线路较方便1、接线不够灵活可靠。2、便于扩建和采用成套的配电装置。经济性1、设备相对较少，投
13、资少，年费用少。2、占地面积较小。1、接线简单清晰。2、采用设备少，投资少。3、占地面积小。结论分析在以上两个方案中：(1)、可靠性：方案1比方案2好。(2)、经济性：方案2：占地面积小，使用设备少。年检修费用少，一次投资相对比较方案1少，即经济性好。(3)、灵活性：方案1：接线投入切除相对比较方便。而方案2：接线不够灵活，不便于元件的投入切除。通过定性分析，考虑待设计的变电所主要负荷是工业负荷因此要保证供电可靠性和待扩建等因素，所选主接线方案为方案1。即：单母分段接线方案。2、10KV侧电气主接线方案选择根据原始资料及其分析初步拟定主接线方案有两种：(1)：单母线分段。 (2)：单母线分段带
14、旁路母线。方案的比较如下图所示：方案1：单母线分段方案2：单母线分段带旁路单母线分段单母分段带旁路可靠性1、当一段母线发生故障时可保证非故障段母线正常供电。2、10KV及60KV母线检修将导致一半负荷停电。3、可能出现全部断电的情况。4、接线形状简单清晰设备少设备本身故障率小。1、采用旁母带负荷可以进行断路器不停电检修。2、在任一段母线故障的情况下可由旁路对母线负荷供电不致使负荷中断供电。灵活性1、运行方式相对简单2、扩建方便3、切换线路较方便1、操作相对复杂。2、调度灵活性较好3、易于扩建和发展4、带旁路方式灵活经济性1、设备相对较少，投资少，年费用少。2、占地面积较小。1、投资较大。2、设备数量多。3、占地面积大。结论分析：（1）、在上面的表中方案1与方案2的比较已经很清晰。在选择方案的时候我们即要看到我们变电所的未来发展又要兼顾经济性方案。2中虽然很适合未来的发展，但根据我们变电所的实际情况出发，我们只是一个地区性质的小变电所，即一个小型的公用变电所，投资大反而失去了意义。而方案1中的经济性才是我们考虑的首要因素。（2）、依据变电所设计一书中，出线在15回以下就使用单母线分段接线。它虽然灵活性和可靠性差一点，但考虑我们对重要负荷有两条线路进行供电。如果一段检修，另一段仍可以照运行。（3）、综合考虑多种因素，决定选择方案1单母线分
