【正文】 畢業(yè)論文（設(shè)計）目 錄前言 1第一章 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 2 2 2 畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容 2 2第二章 短路電流計算 3 短路造成的危害 3 短路電流計算的目的 3 短路電流計算的規(guī)定 4 短路電流計算 4 054新安回路短路電流計算 6 058銀河回路短路電流計算 11第三章 電氣設(shè)備選擇 17 電氣設(shè)備及分類 17 電氣設(shè)備的選擇 18 19 高壓隔離開關(guān)選擇 21 高壓斷路器的選擇 22 互感器的選擇 23 電纜截面選擇 25 10kV高壓電纜出線選擇 25 26第四章 繼電保護 28 28 28 28 微機繼電保護裝置特點 29 電力線路微機保護 30 電力線路的微機保護 30 電力線路保護的整定與檢驗 32 電力變壓器微機保護 35 變壓器電流保護的整定及計算 36 10KV/ 40第五章 防雷保護 44 雷電過電壓的相關(guān)概念 44 雷電過電壓 44 雷電的危害 44 防雷保護的裝置 45 防雷設(shè)計 46 對改造后的變電所的防雷保護 46 對改造后的變電所公共接地裝置的設(shè)計 47 防雷保護措施 48 變配電所建筑物防雷保護 48 變配電所的防雷措施 49 雷電侵入波過電壓保護 50第六章 工程造價 51 工程造價的概述和分類 51 工程造價的概念及其特點 51 工程造價的分類 51 改造后工程造價分析 51第七章 設(shè)計總結(jié) 54參考文獻 55致謝 56前 言本次設(shè)計的題目是根據(jù)紅河學院10KV供電電網(wǎng)改造后的設(shè)計。設(shè)計的主要內(nèi)容是：對短路電流計算、高壓電氣設(shè)備的選擇、保護(繼電保護和防雷保護)及工程造價分析，以便使設(shè)計進一步完善，更能保證設(shè)備安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟運行。設(shè)計之初，在指導教師和后勤管理處老師的帶領(lǐng)下做了整體的記錄，通過老師的指導使我們對紅河學院電網(wǎng)有了整體的了解。電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，電能的優(yōu)點在于既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為其他形式的能量以供使用。對不合理電網(wǎng)就要進行改造，電網(wǎng)改造的目的是提高電網(wǎng)的供電能力、供電質(zhì)量、供電可靠性，從而滿足用戶用電的需求。對學校的電網(wǎng)改造以后，還有必要進行完善。具體如下，選擇電氣設(shè)備、整定繼電保護、確定電氣主接線方案、考慮限制短路電流的措施及分析電力系統(tǒng)是短路計算的最終目的，有必要進行短路電流計算，本次設(shè)計短路電流是根據(jù)電氣主接線改造的方案一來計算的。為了滿足在正常工作時能安全可靠運行，在短路故障時不至損壞設(shè)備，應(yīng)進行電氣設(shè)備的選擇；以便使開關(guān)電器具有足夠的斷流能力，并適應(yīng)的位置(戶內(nèi)或戶外)、環(huán)境溫度、海拔高度，以及防塵、防火、防腐、防爆等環(huán)境條件。然而，在電力系統(tǒng)中為了預防事故或縮小事故范圍提高系統(tǒng)運行的可靠性、安全性，就必須采用繼電保護來進行。另外，為了防止雷電的危害，有必要進行防雷接地保護。從經(jīng)濟性考慮，為了能節(jié)約更多的電能和經(jīng)濟成本開支，因此，有必要進行工程造價分析。本次設(shè)計按以下步驟進行：首先，通過大量的查閱資料，按照主接線路的改造方案和變壓器容量、型號的選擇，來進行短路電流的計算。其次，根據(jù)改造后的負荷分析和短路電流計算，來進行高壓電氣設(shè)備的選擇、繼電保護和防雷接地保護。最后，根據(jù)改造前和改造后經(jīng)濟可行性分析與比較，來進行工程造價。由于設(shè)計者的水平有限，以及紅河學院原有的資料缺乏，有的參數(shù)無法找到，加之對電氣技術(shù)日新月異的發(fā)展掌握不夠，有的知識欠缺，限于本人水平，設(shè)計難免有紕漏之處，希望老師給予批評指正，以便使設(shè)計更完善，本人不勝感激！61第一章 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書《學院電網(wǎng)改造初步設(shè)計—改造后電氣設(shè)備選擇、保護及工程造價》本設(shè)計是根據(jù)學校電網(wǎng)改造設(shè)計后進行的，設(shè)計中涉及到了“工廠供電”、“電力系統(tǒng)繼電保護”等課程有關(guān)內(nèi)容，通過本次畢業(yè)設(shè)計培養(yǎng)了我們綜合運用所學知識的能力、解決本專業(yè)領(lǐng)域工程技術(shù)問題的能力；也培養(yǎng)我們獨立自學能力。使我們更能了解電力系統(tǒng)供電情況，實踐能力也得到了進一步提高。包括：調(diào)查研究、搜集資料(含文獻檢索)；方案論證、技術(shù)方案的計劃與實施；理論分析、設(shè)計和計算；撰寫學術(shù)論文或設(shè)計說明書等的能力。本次畢業(yè)設(shè)計給學校提供了一定的改造依據(jù)。 畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容首先進行數(shù)據(jù)采集，查找相關(guān)的資料。設(shè)計之初，通過對5個變配電室相關(guān)數(shù)據(jù)的記錄，對學校負荷情況進行分析，了解紅河學院負荷情況，然后進行紅河學院10KV電網(wǎng)改造設(shè)計。根據(jù)改造后的方案,進行設(shè)計。設(shè)計的主要內(nèi)容包括：短路計算、電氣設(shè)備的選擇、繼電保護、防雷保護設(shè)計、工程造價。(1)收集學院供電系統(tǒng)原有資料，對學校變配電所供電的情況進行了解，并對變配電室數(shù)據(jù)進行記錄；(2)根據(jù)學校原有供電系統(tǒng)和負荷情況進行分析，提出電氣主接線改造方案，按照改造后的方案，進行變壓器的容量，然后對短路電流進行計算；(3)根據(jù)短路電流計算，然后對電氣設(shè)備選擇、繼電保護、防雷接地保護。(4)根據(jù)改造前后的比較，來選擇和經(jīng)濟運行分析，進行工程造價分析并繪制相關(guān)的圖紙。第二章 短路電流計算本次設(shè)計，是緊扣著負荷分析和電網(wǎng)改造來進行的。通過改造后的方案，確定主接線，繪出計算電路圖，進行短路計算。短路計算的最終目的是選擇電氣設(shè)備、整定繼電保護、確定電氣主接線方案、考慮限制短路電流的措施及分析電力系統(tǒng)。根據(jù)電力系統(tǒng)多年的實際運行經(jīng)驗，破壞供電系統(tǒng)正常運行的故障一般最常見的是各種短路。 短路造成的危害(1)短路時要產(chǎn)生很大的電動力和很高的溫度，而使故障組件和短路電路中的其它組件受到損壞和破壞，甚至引發(fā)火災(zāi)事故。(2)短路時電路的電壓驟降，嚴重影響電氣設(shè)備的正常運行。(3)短路時保護裝置動作，將故障電路切除，從而造成停電，而且短路點越靠近電源，停電范圍越大，造成的損失也越大。(4)嚴重的短路會影響電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，可使并列運行的發(fā)電機組失去同步，造成系統(tǒng)解列。(5)不對稱短路包括單相短路和兩相短路，其短路電流將產(chǎn)生較強的不平衡交變電磁場，對附近的通信線路、電子設(shè)備等產(chǎn)生電磁干擾，影響其正常運行，甚至使之發(fā)生誤動作。由此可見，短路的后果是十分嚴重的，且短路所引起的危害程度，與短路故障的地點、類型及持續(xù)時間等因素有關(guān)。 短路電流計算的目的變電所的電氣設(shè)計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。其計算的目的主要有以下幾方面：1)在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進行必要的短路電流計算。2)在選擇電氣設(shè)備時，為了保證設(shè)備在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工作同時又力求節(jié)約資金，這就需要進行全面的短路電流計算。3)在設(shè)計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件校驗軟導線的相間和相對地的安全距離。4)在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。 短路電流計算的規(guī)定(1)計算的基本情況1)電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負載下運行；2)所有同步電機都具有自動調(diào)整勵磁裝置（包括強行勵磁）；3)短路發(fā)生在短路電流為最大值時的瞬間；4)所有電源的電動勢相位角相等；5)應(yīng)考慮對短路電流值有影響的所有組件，但不考慮短路點的電弧電阻。對異步電動機的作用，僅在確定短路電流沖擊值和最大全電流有效值時才考慮。(2)接線方式計算短路電流時所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式(即最大運行方式)，不能僅用在切換過程中可能并列運行的接線方式。(3)計算容量應(yīng)按本工程設(shè)計規(guī)劃容量計算，考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃（一般考慮工程建成后5－10年）。(4)短路種類一般按三相短路計算。若自耦變壓器等回路中單相（或兩相）接地短路較三相短路情況嚴重時，則應(yīng)該按嚴重情況的進行校驗。　(5)短路計算點在正常接線方式中，通過電器設(shè)備的短路電流為最大的地點，稱為短路計算點。對于帶電抗器的6－10KV出線與廠用分支線回路母線至母線隔離開關(guān)之間的引線、套管時，短路計算點應(yīng)該取電抗器前。選擇其導體和電器時，短路計算點一般取在電抗器后。 短路電流計算短路是電力系統(tǒng)中最常見且很嚴重的故障。短路故障將使系統(tǒng)電壓降低和回路電流大大增加，它不僅會影響用戶的正常供電，而且會破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并損壞電氣設(shè)備。因此，在發(fā)電廠變電站以及整個電力系統(tǒng)的設(shè)計和運行中，都必須對短路電流進行計算。短路電流計算的目的是為了選擇導體和電器，并進行有關(guān)的校驗。按三相短路進行短路電流計算。進行短路電流計算，首先要繪制電路圖，在電路圖上，將短路計算所考慮的各個組件的額定參數(shù)都表示出來，并將各組件按次編號，然后確定短路計算。短路計算點要選擇的使需要進行短路校驗的電氣組件有最大可能通過，接著，所選擇的短路計算點繪出等級電路圖，并計算電路中各組件的阻抗。聯(lián)系我校的實際情況，進行短路電流計算時，本次設(shè)計采用電氣主接線改造的方案一來計算。由改造后的主接線路可看出，054新安線供給2變配電室，058線路供給5變配電室，5變配電室與3變配電室之間用高壓聯(lián)絡(luò)電纜連接起來，而5變配電室054回線作為備用電源。經(jīng)調(diào)查，054新安線和058線路不是同一個回路，它們分別由兩個電源系統(tǒng)供電。因此，從G1電源系統(tǒng)到054新安線供給2變配電室的回路中，可能發(fā)生最大短路電流的短路電流計算點有3個，即10KV變電站至054新安線短路(K1點)，1(K2點)，2(k3點)，具體見短路計算電路圖21所示。從G2電源系統(tǒng)到058線路供給5變配電室的回路中，其中，054新安Ⅱ回作為備用電源，短路計算中，不再考慮。在058線路的回路中，可能發(fā)生最大短路電流的短路計算點有4個，即10KV變電站至058線路短路(K1點)，3(K2點)，4(k3點)，5(k4點)具體見短路計算電路圖21所示。圖21學院短路計算電路短路計算的方法有標幺值法和有名值法，本次設(shè)計選擇標幺值法對5個變電所進行短路計算。對繼電保護中的整定計算中，通常要考慮電力系統(tǒng)出現(xiàn)的最大運行方式和最小運行方式。所謂電力系統(tǒng)的最小運行方式是指系統(tǒng)中等值阻抗最大，流過保護裝置的短路電流最小時的運行方式。系統(tǒng)等值電流阻抗最小、流過保護裝置的短路電流最大時的運行方式稱最大運行方式。選取最小運行方式和最大運行方式的依據(jù)是：通過保護安裝處短路電流最大系統(tǒng)電抗最小時的運行方式為最大運方式；反之，通過保護安裝處短路電流最小系統(tǒng)電抗最大時的運行方式為最小運行方式。 054新安回路短路電流計算(1)確定基準值取= ， = ,= 故 = = KA== =(2)計算短路電路中各主要組件的電抗標幺值①電力系統(tǒng)的電抗標幺值由《工廠供電》附錄表8查得Soc=,因此，②架空線路的電抗標幺值由《工廠供電》附錄表31查得，線路長8km，故 ③電力變壓器的電抗標幺值改造后變配電所變壓器的型號如下：1變壓器型號： SC9200/10，2變壓器型號：SCB400/10，查得，變電所中電力變壓器電抗標幺值都選擇為Uk%=4。故1電力變壓器的電抗標幺值： 2電力變壓器的電抗標幺值：繪短路等效電路圖如圖22所示，圖上標出各組件的序號和電抗標幺值，并標明短路計算點。圖22 最小運行方式下的短路等效電路圖（標幺制法）(3)計算K1的短路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量①總電抗標幺值： ②三相短路電流周期分量有效值：③其它三相短路電流：④三相短路容量：(4)計算點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量①總電抗標幺值：②三相短路電流周期分量有效值：③其它三相短路電流：④三相短路容量：(5)計算K3點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量①總電抗標幺值：②三相短路電流周期分量有效值：③其它三相短路電流：④三相短路容量： (1)確定基準值取= ， = ,=而= = KA== =(2)計算短路電路中各主要組件的電抗標幺值①電力系統(tǒng)的電抗標幺值由《工廠供電》課本中的附錄表8查得Soc=,因此②架空線路的電抗標幺值由《工廠供電》課本中的表31查得，線路長8km，故③電力變壓器的電抗標幺值改造后變配電所變壓器的型號如下：1變壓器型號： SC9200/10，2變壓器型號：SCB400/10，由《工廠供電》課本中的附錄表5查得，變電所中電力變壓器電抗標幺值都選擇為Uk%=4。故1電力變壓器的電抗標幺值：2電力變壓器的電抗標幺值：繪短路等效電路圖23所示，圖上標出各組件的序號和電抗標幺值，并標明短路計算點。圖23 最大運行方式下的短路等效電路圖（標幺制法）(3)計算K1的短路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量①總電抗標幺值：②三相短路電流周期分量有效值：③其它三相短路電流：④三相短路容量：(4)計算點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量①總電抗標幺值：②三相短路電流周期分量有效值：③其它三相短路電流： ④三相短路容量：(5)計算K3點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量①總電抗標幺值：②三相短路電流周期分量有效值： ③其它三相短路電流：④三相短路容量： (6)短路電流計算結(jié)果見表21所示：表21 三相短路電流計算結(jié)果短路計算點三相短路電流/kA三相短路容量/MVA在最小運行方式下在最大運行方式下