【正文】 20kV 變電所設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄引 言 .....................................................1（一）本課題的目的及研究意義 ...........................1本課題的 目的 .....................................1本課題的研究意義 .................................1（二）本課題的研究范圍及技術(shù)要求 .......................1（三）設(shè)計(jì)資料 .........................................2電源 .............................................2負(fù)荷資料 .........................................2設(shè)計(jì)內(nèi)容 .........................................2（一）負(fù)荷計(jì)算 .........................................3負(fù)荷分析 .........................................3負(fù)荷計(jì)算的方法 ...................................3（二）無功補(bǔ)償 .........................................5供配電系統(tǒng)的無功功率和功率因數(shù) ...................5無功補(bǔ)償方法及計(jì)算 ...............................5（三）主變壓器的選擇 ...................................7（四）電氣主接線設(shè)計(jì) ...................................8電氣主接線概述 ...................................8主接線方案設(shè)計(jì) ...................................9主接線方式的選擇 .................................9（五）短路電流計(jì)算 ....................................10二、一次電氣設(shè)備的選擇 ...................................15（一）電氣設(shè)備選擇的一般原則 ..........................15電氣設(shè)備選擇的一般原則 ..........................15電氣設(shè)備選擇的技術(shù)條件 ..........................15常用電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)項(xiàng)目 ....................15（二）斷路器的選擇 ....................................16（三）10kV 側(cè)母線的選擇 ...............................17（四）互感器的選擇 ....................................17電流互感器選擇的原則 ............................17電壓互感器選擇的原則 ............................18（五）所用變的選擇 ....................................19（六）熔斷器的選擇 ....................................19 側(cè) ..........................................19 側(cè) ..........................................20（七）出線設(shè)備選擇 ....................................20電流互感器 ......................................20斷路器 ..........................................21三、二次設(shè)備選擇及整定 ...................................22（一）繼電保護(hù)概述 ....................................22（二）變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)綜述 ........................23（三）主變壓器的繼電保護(hù) ..............................24變壓器常見的故障類型與保護(hù)配置 ..................24CSR03F 變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)裝置 ..................25 CSR03H變 壓 器 后 備 保 護(hù) 測 控 裝 置 .......................29 保 護(hù) 原 理 .........................................291）I 段復(fù)壓閉鎖過流保護(hù)（帶方向閉鎖） ..............29 裝 置 保 護(hù) 整 定 方 法 ...................................30 后 備 保 護(hù) 啟 動(dòng) 時(shí) 各 斷 路 器 動(dòng) 作 情 況.......................30（ 四 ） 線 路 的 繼 電 保 護(hù) .....................................32（五）斷路器控制回路 ..................................34（六）自動(dòng)重合閘裝置 ..................................36自動(dòng)重合閘及其作用 ..............................36自動(dòng)重合閘的基本要求 ............................36自動(dòng)重合閘裝置 ..................................37（七）備用電源自動(dòng)投入裝置 ............................37 備 用 電 源 自 動(dòng) 投 入 概 述 ...............................37 保 護(hù) 原 理 .........................................38四、操作電源 .............................................41（一）操作電源概述 ....................................41操作電源基本概念及要求 ..........................41操作系統(tǒng)交流部分 ................................41操作系統(tǒng)直流部分 ................................41操作系統(tǒng)監(jiān)控部分 ................................42參考文獻(xiàn) .................................................43致 謝 ...................................................441引 言（一）本課題的目的及研究意義本課題的目的20kV 變電站二次部分設(shè)備的保護(hù)設(shè)計(jì)，對(duì)一次電氣部分具有監(jiān)察、測量、控制、保護(hù)、調(diào)節(jié)等功能，達(dá)到安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的，提供有效的操控方案，運(yùn)用各方面知識(shí)的綜合來解決實(shí)際問題，掌握實(shí)際工程設(shè)計(jì)的基本技能，檢測自己工作成果。本課題的研究意義 目前 10kV 配電網(wǎng)的局限性越來越突出，20kV 可以很大程度的緩解供電局限性問題。20kV 配電網(wǎng)的改造使供電的成本，損耗等有了大大的改善，使電網(wǎng)發(fā)展更加可靠。變電站是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。這就要求變電站的一次部分、二次部分經(jīng)濟(jì)合理，并且安全可靠。變電站綜合自動(dòng)化建立在微機(jī)技術(shù)和數(shù)字通信技術(shù)基礎(chǔ)之上,是變電站自動(dòng)化發(fā)展的趨勢(shì)，其中繼電保護(hù)是變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的重要組成部分。微機(jī)保護(hù)由于其功能先進(jìn)、可靠性高、整定方便、智能性強(qiáng)，且正在向著智能化、多元化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，能夠及時(shí)對(duì)變電站出現(xiàn)的故障采取有效的處理方式，已在電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，同時(shí)也在傳統(tǒng)變電站的改造中發(fā)揮積極作用，促進(jìn)了電網(wǎng)的技術(shù)改造和安全運(yùn)行。（二）本課題的研究范圍及技術(shù)要求 根據(jù)一次部分主變壓器的選擇和電氣主接線的設(shè)計(jì)，計(jì)算短路電流，并選擇主變壓器、所用變、母線電纜、斷路器、電流互感器、電壓互感器、熔斷器、補(bǔ)償電容器等設(shè)備。二次部分主要是變壓器的主、后備保護(hù)設(shè)備選擇及整定校驗(yàn)，母線的三段保護(hù)，自動(dòng)重合閘裝置，備自投及直流操作電源裝置的選擇。微機(jī)繼電保護(hù)系統(tǒng)還有斷路器控制回路設(shè)計(jì)，自動(dòng)重合閘回路以及備用電源自動(dòng)投入回路設(shè)計(jì)。同時(shí)完成一次部分的主接線圖和平面布置圖，二次部分2的保護(hù)配置圖、斷路器控制回路圖、備自投保護(hù)配置圖及交直流系統(tǒng)圖。通過各種保護(hù)裝置，及時(shí)反映并動(dòng)作于故障，保證變電所的可靠供電。（三）設(shè)計(jì)資料電源由太原市某 110kV 變電站出 2 回 20kV 線路供太原某企業(yè) 20/10kV 室內(nèi)變電站用電。20kV 線路電纜長 4 公里，系統(tǒng)短路容量為Skmax=800MVA，Skmin=600MVA。負(fù)荷資料 表 11 所給出的 10kV 側(cè)負(fù)荷資料序號(hào) 負(fù)荷名稱 額定負(fù)荷(kV?A)功率因數(shù) 需要系數(shù) KX1 負(fù)荷 1 1200 2 負(fù)荷 2 1100 3 負(fù)荷 3 1600 4 負(fù)荷 4 1500 5 負(fù)荷 5 1200 6 負(fù)荷 6 3100 7 負(fù)荷 7 1550 8 負(fù)荷 8 1700 合計(jì) 1295010kV 負(fù)荷同時(shí)系數(shù) Kd=。設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）根據(jù)給出的變電所負(fù)荷情況選擇變壓器容量和臺(tái)數(shù)，并設(shè)計(jì)電氣主接線圖，設(shè)計(jì)配置相應(yīng)繼電保護(hù)裝置。（2）確定短路電流計(jì)算點(diǎn)，計(jì)算短路電流。（3）選擇主要一次回路（一次進(jìn)線、變壓器、母線分段開關(guān)、母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)和重要引出線）電氣設(shè)備，包括高壓斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓3互感器、母線、電纜等。（4）設(shè)計(jì)主要一次回路繼電保護(hù)裝置和必要的自動(dòng)裝置。（5）設(shè)計(jì)主要一次回路斷路器控制回路。（6）設(shè)計(jì)信號(hào)回路。 一、變電所一次回路（一）負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷分析根據(jù)供電可靠性和突然中斷供電造成的損失程度可以將負(fù)荷分為三種，其主要目的是節(jié)約投資，降低供電成本，保證電能質(zhì)量。（1）一級(jí)負(fù)荷一級(jí)負(fù)荷，是指突然中斷供電將造成人身傷亡，重大設(shè)備損壞，政治經(jīng)濟(jì)上造成巨大損失。因此，要有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，其他的還要增設(shè)獨(dú)立電源點(diǎn)。（2）二級(jí)負(fù)荷二級(jí)負(fù)荷，是指突然中斷供電，政治經(jīng)濟(jì)造成較大損失，設(shè)備局部損壞。應(yīng)由兩回線供電，負(fù)荷較小時(shí)允許采用一回專用線路供電。（3）三級(jí)負(fù)荷三級(jí)負(fù)荷，是指不屬于一級(jí)和二級(jí)的負(fù)荷。這類負(fù)荷造成的損失不大或不會(huì)直接造成損失。其停電影響不大，可用一回線供電。負(fù)荷計(jì)算的方法目前負(fù)荷計(jì)算的常用方法有需要系數(shù)法、二項(xiàng)式法和利用系數(shù)法。這里我采用的是需要系數(shù)法。（1）單臺(tái)用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷1）有功計(jì)算負(fù)荷： Pca?1=SN ? cosφ N （21）4式中 P ca?1——有功計(jì)算負(fù)荷，kW； SN ——負(fù)荷的額定視在容量，kV?A； φ N ——負(fù)荷的功率因數(shù)角。 2） 無功計(jì)算負(fù)荷： Qca?1=Pca?1 ? tanφ N （22）式中 Q ca?1——無功計(jì)算負(fù)荷。 （2）用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷 1）有功負(fù)荷計(jì)算： Pca?2=Kd ? ∑P e （23）式中 K d——用電設(shè)備組的需要系數(shù)； ∑P e——用電設(shè)備組的設(shè)備額定容量之和。 2）無功計(jì)算負(fù)荷： Qca?2=Pca?2 ? tanφ wm （24）式中 φ wm——用電設(shè)備的加權(quán)平均功率因數(shù)角。 3）視在計(jì)算負(fù)荷： Sca?2= （22caca??QP5） （3）確定變電所低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷1）總有功計(jì)算負(fù)荷： Pca?3=K∑ ? ∑P ca?2 （26） 2）總無功計(jì)算負(fù)荷： Qca?3=K∑ ? ∑Q ca?2 5（2