【正文】 目錄第一章 課程設(shè)計任務(wù)書第二章 負荷分析第三章 變壓器的選擇第四章 無功補償裝置的選擇第五章 電氣主接線的選擇與方案比較第六章 各級電氣配置的選擇第七章 短路電流計算結(jié)果及目的第八章 繼電保護規(guī)劃及整定 第一章：畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書一、 設(shè)計題目110KV降壓變電站部分的設(shè)計二、 所址概況 地理位置及地理條件的簡述變電所位于某城市， 地勢平坦，交通便利，空氣污染輕微，區(qū)平均海拔200米，最高氣溫40℃，最低氣溫18℃，年平均氣溫14℃，最熱月平均最高氣溫30℃，土壤溫度25℃。三、系統(tǒng)情況如下圖∽с待設(shè)變電所10KV230km110KV4240MVA4200MW(1200MW)75km80km220KVXc=Sj=1000MVA2120MVAcosΨ=Xd″=注：括號內(nèi)為最小主變壓器容量一般按變電所建成后510年的規(guī)劃負荷選擇，并適當考慮到遠期1020年負荷發(fā)展。對城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。根據(jù)變電所所帶負荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對于有重要負荷的變電所，應(yīng)考慮到當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負荷；對一般性變電所，當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負荷的70％80％。此變電所是一般性變電所。有以上規(guī)程可知，此變電所單臺主變的容量為：S=ΣS2*=*=所以應(yīng)選容量為40000KVA的主變壓器。運行方式 四、負荷情況：電壓負荷名稱每回最大負荷（KW）功率因數(shù)回路數(shù)供電方式線路長度（km）35KV鄉(xiāng)鎮(zhèn)變160001架空15鄉(xiāng)鎮(zhèn)變270001架空8汽車廠43002架空7磚廠50001架空1110KV鄉(xiāng)區(qū)變10003架空5紡織廠17001電纜3紡織廠28002架空7紡織廠36001架空4加工廠7001架空5 材料廠8002架空2五、設(shè)計任務(wù) 負荷分析及主變壓器的選擇。 電氣主接線的設(shè)計。 變壓器的運行方式以及中性點的接地方式。 無功補償裝置的形式及容量確定。 短路電流計算（包括三相、兩相、單相短路） 各級電壓配電裝置設(shè)計。 各種電氣設(shè)備選擇。 繼電保護規(guī)劃。 主變壓器的繼電保護整定計算。六、 設(shè)計目的總體目標培養(yǎng)學生綜合運用所學各科知識，獨立分析各解決實際工程問題的能力。第二章：負荷分析一、 負荷分類及定義 一級負荷：中斷供電將造成人身傷亡或重大設(shè)計損壞，且難以挽回，帶來極大的政治、經(jīng)濟損失者屬于一級負荷。一級負荷要求有兩個獨立電源供電。 二級負荷：中斷供電將造成設(shè)計局部破壞或生產(chǎn)流程紊亂，且較長時間才能修復或大量產(chǎn)品報廢，重要產(chǎn)品大量減產(chǎn)，屬于二級負荷。二級負荷應(yīng)由兩回線供電。但當兩回線路有困難時（如邊遠地區(qū)），允許有一回專用架空線路供電。 三級負荷：不屬于一級和二級的一般電力負荷。三級負荷對供電無特殊要求，允許較長時間停電，可用單回線路供電。二、 本設(shè)計中的負荷分析市鎮(zhèn)變2：市鎮(zhèn)變擔負著對所轄區(qū)的電力供應(yīng)，若中斷供電將會帶來大面積停電，所以應(yīng)屬于一級負荷。煤礦變：煤礦變負責向煤礦供電，煤礦大部分是井下作業(yè)，例如：煤礦工人從礦井中的進出等等，若煤礦變一旦停電就可能造成人身死亡，所以應(yīng)屬一級負荷。化肥廠：化肥廠的生產(chǎn)過程伴隨著許多化學反應(yīng)過程，一旦電力供應(yīng)中止了就會造成產(chǎn)品報廢，造成極大的經(jīng)濟損失，所以應(yīng)屬于一級負荷。磚廠：磚廠的生產(chǎn)過程與電的聯(lián)系不是非常緊密，若終止電力供應(yīng)，只會造成局部破壞，生產(chǎn)流程混亂，所以應(yīng)屬于三級負荷。鎮(zhèn)區(qū)變：鎮(zhèn)區(qū)變擔負著對所轄區(qū)域的電力供應(yīng)，若中止鎮(zhèn)區(qū)變的電力供應(yīng)，將會帶來大面積停電，帶來極大的政治、經(jīng)濟損失，所以應(yīng)屬于一級負荷。機械廠：機械廠的生產(chǎn)過程與電聯(lián)系不是非常緊密，若中止供電，不會帶來太大的損失，所以應(yīng)屬于二級負荷。紡織廠2：若中斷紡織廠的電力供應(yīng)，就會引起跳線，打結(jié)，從而使產(chǎn)品不合格，所以應(yīng)屬于二級負荷。農(nóng)藥廠：農(nóng)藥廠的生產(chǎn)過程伴有化學反應(yīng)，若停電就會造成產(chǎn)品報廢，應(yīng)屬于一級負荷。面粉廠：若中斷供電，影響不大，所以應(yīng)屬于三級負荷。耐火材料廠：若中斷供電，影響不大，所以應(yīng)屬于三級負荷。三、 35KV及10KV各側(cè)負荷的大小 35KV側(cè)：ΣP1＝6000+7000+4500*2+4300*2+5000＝35600KWΣQ1=6000*+7000*+4500**2+4300**2+ 5000*=19186Kvar 10KV側(cè)：ΣP2＝1000*3+800*2+700+800*2+600+700+800*2＝9800KWΣQ2=1000*3*+700*+800**2+800**2+ 600*+700*+800**2=ΣP＝ΣP1+ΣP2=35600KW+9800KW=45400KWΣQ=ΣQ1+ΣQ2=19186+=所以：ΣS＝（454002+）1/2＝51398KVA考慮線損、同時系數(shù)時的容量：ΣS2=51398**=第三章 主變壓器的選擇（參考資料：《電力工程電氣設(shè)計手冊》電器一次部分，第五章：主變壓器選擇）一、主變臺數(shù)的確定對于大城市郊區(qū)的一次變電所，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺主變壓器為宜。此設(shè)計中的變電所符合此情況，故主變設(shè)為兩臺。二、主變?nèi)萘康拇_定主變壓器容量一般按變電所建成后510年的規(guī)劃負荷選擇，并適當考慮到遠期1020年負荷發(fā)展。對城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。根據(jù)變電所所帶負荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對于有重要負荷的變電所，應(yīng)考慮到當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負荷；對一般性變電所，當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負荷的70％80％。此變電所是一般性變電所。有以上規(guī)程可知，此變電所單臺主變的容量為：S=ΣS2*=*=所以應(yīng)選容量為40000KVA的主變壓器。三、主變相數(shù)選擇主變壓器采用三相或是單相，主要考慮變壓器的制造條件、可靠性要求及運輸條件等因素。當不受運輸條件限制時，在330KV及以下的發(fā)電廠和變電所，均應(yīng)采用三相變壓器。社會日新月異，在今天科技已十分進步，變壓器的制造、運輸?shù)鹊纫巡怀蓡栴}，故有以上規(guī)程可知，此變電所的主變應(yīng)采用三相變壓器。四、主變繞組數(shù)量1）、在具有三種電壓的變電所中，如通過主變壓器各側(cè)的功率均達到該變壓器容量的15％以上，或低壓側(cè)雖無負荷，但在變電所內(nèi)需裝設(shè)無功補償裝備時，主變壓器宜采用三繞組變壓器。根據(jù)以上規(guī)程，計算主變各側(cè)的功率與該主變?nèi)萘康谋戎担焊邏簜?cè)：K1=(35600+9800)*中壓側(cè)：K2=35600*低壓側(cè)：K3=9800*由以上可知此變電所中的主變應(yīng)采用三繞組。五、主變繞組連接方式變壓器的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有y和△，高、中、低三側(cè)繞組如何要根據(jù)具體情況來確定。 我國110KV及以上電壓，變壓器繞組都采用Y0連接；35KV亦采用Y連接，其中性點多通過消弧線接地。35KV及以下電壓，變壓器繞組都采用△連接。有以上知，此變電站110KV側(cè)采用Y0接線35KV側(cè)采用Y連接，10KV側(cè)采用△接線主變中性點的接地方式：選擇電力網(wǎng)中性點接送地方式是一個綜合問題。它與電壓等級、單相接地短路電流、過電壓水平、保護配置等有關(guān)，直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性、變壓器和發(fā)電機的運行安全以及對通信線路的干擾。主要接地方式有：中性點不接地、中性點經(jīng)消弧線圈接地和直接接地。電力網(wǎng)中性點的接地方式，決定了變壓器中性點的接地方式。電力網(wǎng)中性點接地與否，決定于主變壓器中性點運行方式。35KV系統(tǒng)，IC=10A；10KV系統(tǒng)；IC=30A（采用中性點不接地的運行方式）35KV：Ic=UL/350=35*(15+8+10*2+7*2+11)/350=10A10KV：Ic=10*(5*3+7*2+4+5+7*2)/350+10*(2*2+3)/10=30A所以在本設(shè)計中110KV采用中性點直接接地方式310KV采用中性點不接地方式六、 主變的調(diào)壓方式 《電力工程電氣設(shè)計手冊》（電器一次部分）第五章第三節(jié)規(guī)定：調(diào)壓方式變壓器的電壓調(diào)整是用分解開關(guān)切換變壓器的分接頭，從而改變變壓器比來實現(xiàn)的。切換方式有兩種：不帶電切換，稱為無勵磁調(diào)壓，調(diào)壓范圍通常在+5％以內(nèi)，另一種是帶負荷切換，稱為有栽調(diào)壓，調(diào)壓范圍可達到+30％。對于110KV及以下的變壓器，以考慮至少有一級電壓的變壓器采用有載調(diào)壓。由以上知，此變電所的主變壓器采用有載調(diào)壓方式。七、 變壓器冷卻方式選擇參考《電力工程電氣設(shè)計手冊》（電器一次部分）第五章第四節(jié)主變一般的冷卻方式有：自然風冷卻；強迫有循環(huán)風冷卻；強迫油循環(huán)水冷卻；強迫、導向油循環(huán)冷卻。小容量變壓器一般采用自然風冷卻。大容量變壓器一般采用強迫油循環(huán)風冷卻方式。故此變電所中的主變采用強迫油循環(huán)風冷卻方式。附：主變型號的表示方法第一段：漢語拼音組合表示變壓器型號及材料第一部分：相數(shù) S三相；D單相第二部分：冷卻方式 J油浸自冷； F油浸風冷； S油浸水冷；G干式；N氮氣冷卻； FP強迫油循環(huán)風冷卻；SP強迫油循環(huán)水冷卻本設(shè)計中主變的型號是：SFPSL—40000/110第四章 無功補償裝置的選擇一、補償裝置的意義無功補償可以保證電壓質(zhì)量、減少網(wǎng)絡(luò)中的有功功率的損耗和電壓損耗，同時對增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性有重要意義。二、無功補償裝置類型的選擇（參考資料：教材《電力系統(tǒng)》第五章第四節(jié)：《電力工程電器設(shè)計手冊》電器一次部分第九章）無功補償裝置的類型 無功補償裝置可分為兩大類：串聯(lián)補償裝置和并聯(lián)補償裝置。 目前常用的補償裝置有：靜止補償器、同步調(diào)相機、并聯(lián)電容器。常用的三種補償裝置的比較及選擇 這三種無功補償裝置都是直接或者通過變壓器并接于需要補償無功的變配電所的母線上。同步調(diào)相機： 同步調(diào)相機相當于空載運行的同步電動機在過勵磁時運行，它向系統(tǒng)提供無功功率而起到無功電源的作用，可提高系統(tǒng)電壓。裝有 自動勵磁調(diào)節(jié)裝置的同步調(diào)相機，能根據(jù)裝設(shè)地點電壓的數(shù)值平滑地改變輸出或汲取的無功功率，進行電壓調(diào)節(jié)。特別是有強行勵磁裝置時，在系統(tǒng)故障情況下，還能調(diào)整系統(tǒng)的電壓，有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。但是同步調(diào)相機是旋轉(zhuǎn)機械，運行維護比較復雜。它的有功功率損耗較大。小容量的調(diào)相機每千伏安容量的投入費用也較大。故同步調(diào)相機宜于大容量集中使用，容量小于5MVA的一般不裝設(shè)。在我國，同步調(diào)相機常安裝在樞紐變電所，以便平滑調(diào)節(jié)電壓和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。靜止補償器：靜止補償器由電力電容器與可調(diào)電抗并聯(lián)組成。電容器可發(fā)出無功功率，電抗器可吸收無功功率，根據(jù)調(diào)壓需要，通過可調(diào)電抗器吸收電容器組中的無功功率，來調(diào)節(jié)靜止補償其輸出的無功功率的大小和方向。靜止補償器是一種技術(shù)先進、調(diào)節(jié)性能、使用方便、經(jīng)紀性能良好的動態(tài)無功功率補償裝置。靜止補償器能快速平滑地調(diào)節(jié)無功功率，以滿足無功補償裝置的要求。這樣就克