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1、. . . . 电力职业技术学院*届毕业设计课题名称：35kV/10kV降压变电所电气部分初步设计专业：供用电技术 学 生 姓 名：* 学 号： *班 级： * 指 导 教 师：* 2011年11月前 言随着多年来全国城乡供配电的建设和发展、城乡居民住宅的不断兴建，专变客户供电的规划、设计、安装和运行维护显得越来越重要了，再加上配电设备越来越多、越来越新，分布越来越广，技术要求越来越高，以与供配电工程的设计和安装标准非常高，要严格实行质量第一、精心设计。为此，编者根据电力工程电力设计手册、工厂供配电技术、高电压技术、10KV配电工程设计手册、供用电网络与设备、供配电技术等要求来精心写的毕业设计
2、。本设计共有五部分，第一部分为复荷计算，其中包括：计算负荷的概念、负荷分级、求计算负荷的方法、民用电气设备的需用系数与功率因数表；第二部分为无功补偿，其中包括：无功补偿的原来与意义、无功补偿装置的选择、补偿装置的确定、无功补偿的计算；第三部分为高低压电气设备的选择，其中包括：选择设备的一般原则和基本要求、高压断路器的选择、电流互感器选择、电压互感器选择计算、各级电压母线的选择；第四部分为继电保护和运行维护，其中包括：继电保护设计的基本原则、保护方式配置、备用电源自动投入装置、配电装置的运行维护、电力电缆的运行维护；第五部分为防雷接地，其中包括：避雷器的配置原则、变电所的进线段保护、避雷针的配置
3、、接地装置的设计。在编写的过程中，还得到了老师以与许多同学的大力支持和帮助，在此深表感。由于编者水平有限，书中难免有错误和不足之处，恳请广大读者批评指正。目 录前 言摘 要5第1章 负荷计算61.1 计算负荷的概念61.2负荷分级61.3求负荷计算的方法7第2章无功补偿112.1无功补偿的原理与意义112.2无功补偿装置的选择122.3补偿装置的确定132.4无功补偿的计算14第3章高低压设备的选择153.1 选择设备的一般原则和基本要求153.2 高压断路器的选择163.3 电流互感器选择173.4电压互感器选择计算193.5 各级电压母线的选择20第4章继电保护和运行维护214.1继电保护
4、设计的基本原则224.2 保护方式配置224.3 备用电源自动投入装置234.4 配电装置的运行维护234.5 电力电缆的运行维护24第5章防雷接地245.1 避雷器的选择255.2变电所的进线段保护265.3 避雷针的配置275.4接地装置的设计28后记30参考文献31摘 要随着工业时代的不断发展，人们对电力供应的要求越来越高，特别是供电的稳固性、可靠性和持续性。然而电网的稳固性、可靠性和持续性往往取决于变电站的合理设计和配置。一个典型的变电所要求变电设备运行可靠、操作灵活、经济合理、扩建方便。出于这几方面的考虑，本论文设计了一个降压变电所,此变电所有三个电压等级：高压侧电压为110kv,有
5、二回线路；中压侧电压为35kv。本设计选择选择两台SFSZL-31500/110主变压器，其他设备如站用变，断路器，隔离开关，电流互感器，高压熔断器，电压互感器，无功补偿装置和继电保护装置等等也按照具体要求进行选型、设计和配置，力求做到运行可靠，操作简单、方便，经济合理，具有扩建的可能性和改变运行方式时的灵活性。使其更加贴合实际，更具现实意义。关键字：降压 变电所；电气；设计第1章 负荷计算1.1 计算负荷的概念负荷计曲线通常是根据每隔半小时的平均负荷值绘制的。实际表明，导体通过电流达到稳定温升的时间大约经30min后达到稳定温升值。而时间很短的尖峰负荷未等到导体升高之前。这个尖峰电流就已经消
6、失了。由此可见，只有持续时间在半小时以上的负荷值，才有可能构成导体的最大温升。计算负荷实际上与从负荷曲线上查得的半小时最大负荷P30是基本相当的，所以把根据半小时平均负荷的负荷曲线中的最大值称为计算负荷。1.2负荷分级电力负荷分级与供电要求可划分为三个等级：(1)一级负荷。突然停电将造成人身伤亡或重大设备损坏，且难以修复者，或在经济上造成重大损失者。如炼铁高炉的泥炮机、开口机、热风炉助燃风机、鼓风机站、水泵站；炼钢转炉吹氧管升降机构、烟罩升降机构、炉体倾动机构；大型连续轧钢机；铝电解装置；焦炉推焦车、消火车、拦焦车、煤气加压站和氧气站等的电力负荷。(2)二级负荷。突然停电将产生大量废品、引起大
7、量减产、企业运输停顿等，在经济上造成较大损失者。如高炉上料系统、转炉上料系统、电炉电极升降机构、倾动机构、电磁搅拌机、连铸机、轧钢机和金属制品生产系统等的电力负荷。(3)三级负荷。所有不属于一级和二级的电力负荷。如机械修理设施、电气修理设施等的电力负荷。各级电力负荷的供电要求，一般不低于以下所列：1)一级负荷由两个独立电源供电，对特殊重要的一级负荷应由两个独立电源点供电(见供电电源)2)二级负荷由两回线路供电，该两回线路应尽可能引自不同的变压器和母线段。3)三级负荷按实际需要容量供电。1.3求负荷计算的方法 求计算负荷的方法有：需用系数法和二项式法。(1)需要系数法。用电设备按类型分组后的多个
8、用电设备组均连接在配电干线或变电所的低压母线上，考虑到各个用电设备组并不同时都以最大负荷运行，配电干线或变电所的计算负荷应等于各个用电设备组的计算负荷求和以后，再乘以一个同时系数，即配电干线或变电所低压母线上的计算负荷为：1）有功计算负荷(1.1)2）无功计算负荷 (1.2) 3）视在计算负荷 （1.3）4）计算电流 （1.4）式中 有功功率和无功功率的同时系数，一般取为0.80.9和0.930.97；各用电设备组有功计算负荷之和（kW）；各用电设备组无功计算负荷之和（kvar）； U 用电设备额定线电压（V）。应该注意，因为各用电设备组类型不同，其功率因数也不尽一样。所以，一般情况下，总的视
9、在计算负荷不能按来计算，总的视在计算负荷或计算电流也不能取为各组用电设备的现在计算负荷之和或计算电流之和。5）需要系数的选取需要系数是在一定的条件下，根据统计方法得出的，它与用电设备的工作性质、设备效率、设备数量、线路效率以与生产组织和工艺设计等诸多因素有关。将这些因素综合为一个用于计算的系数，即需要系数，有时也称为需用系数。显然，在不同地区、不同类型的建筑物，对于不同的用电设备组，用电负荷的需要系数也不一样。表12-l和表12-2分别列出了旅游宾馆的主要用电设备和部分建筑物照明用电设备的需要系数的推荐值，可作为供配电设计中进行负荷计算的参考。在实际工程中应根据具体情况从表中选取一个恰当的值进
10、行负荷计算。一般而言，当用电设备组的设备数量较多时，需要系数应取较小值；反之，则应取较大值。设备使用率较高时，需要系数应取较大值；反之，则应取较小值。(2)二项式法。此法适合于反复短时工作制用电设备占多数的情况下计算负荷之用。同类工作制的单组用电设备按下式计算： （1.5） （1.6）不同工作制的多组用电设备的计算公式为： （1.7） 式中为用电设备组中 (长期工作制的为5台，反复短时工作制和短时工作制的为3台)台最大用电设备的设备容量之和，kW；c、b为二项式系数；为从各用电设备组中选出的最大值，kW；为与相应的功率因数角的正切函数。(3)单位产品耗电量法。此法适合于初步设计与前期阶段计算负
11、荷之用。 （1.8）式中Km为最大系数，是最大负荷与最大负荷班平均负荷之比；n为年电能利用率，是年平均负荷与最大负荷班的平均负荷之比；为单位产品耗电量，；M为产品年产量，t；为年工作小时数，h。求得各车间负荷后，企业的总负荷按下式求得： （1.11） 式中为企业各车间计算负荷有功功率的总和，kW；。为企业平均功率因数的正切函数，按补偿后的功率因数=09092考虑；为最大负荷同时系数，取09095。(4)根据任务书提供的资料，主变容量的计算如下：P1=1046+735+808+1000+920+1350+737+931=7527（KW）Q1=471+487+572+491+276+297+496
12、+675=3765（）=7330（）=80%S=5863.89() (5)根据任务书提供的资料，站用变压器的计算如下:P2=20+4.5+2.7+2*11+10.5+13+0.96+14+10=97.76（KW）S=20/0.88+4.5/0.85+2.7/0.88+2.11/0.79+10.5/0.5+13/0.8+0.96/0.69+14+10=121.58（KVA）SN=80%S=97.26(KVA)第2章 无功补偿2.1 无功补偿的原理与意义(1)无功补偿的原理电网输出的功率包括两部分;一是有功功率;二是无功功率.直接消耗电能,把电能转变为机械能,热能,化学能或声能,利用这些能做功,这
13、部分功率称为有功功率;不消耗电能;只是把电能转换为另一种形式的能,这种能作为电气设备能够做功的必备条件,并且,这种能是在电网中与电能进行周期性转换,这部分功率称为无功功率,如电磁元件建立磁场占用的电能,电容器建立电场所占的电能.电流在电感元件中做功时,电流超前于电压90.而电流在电容元件中做功时,电流滞后电压90.在同一电路中,电感电流与电容电流方向相反,互差180.如果在电磁元件电路中有比例地安装电容元件,使两者的电流相互抵消,使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小,从而提高电能做功的能力,这就是无功补偿的道理.(2) 无功补偿的意义1）补偿无功功率,可以增加电网中有功功率的比例常数2）减少发
14、,供电设备的设计容量,减少投资,例如当功率因数增加到时,装1Kvar 电容器可节省设备容量0.52KW;反则,增加0.52KW.对原有设备而言,相当于增大了发,供电设备容量.因此,对新建,改建工程.应充分考虑无功补偿,便可以减少设计容量,从而减少投资.3）降低线损,由公式得出其中为补偿后的功率因数为补偿前的功率因数则,所以提高功率因数后,线损率也下降了.减少设计容量,减少投资,增加电网中有功功率的输送比例,以与降低线损都直接决定和影响着供电企业的经济效益.所以,功率因数是考核经济效益的重要指标,规划、实施无功补偿势在必行.(3) 无功补偿的原则提高用电单位的自然功率因数,无功补偿分为集中补偿,分散补偿和随机随器补偿,应该遵循：全面规划,合理布局,分级补偿,就地平衡；集中补偿与分散补偿相结合,以分散补
