【正文】 目 錄 第一章 引 論 ......................................................... 3 電力系統(tǒng)的一般概念 .............................................. 3 變電所的作用和工作原理及分類 ........................... 4 第二章 概 論 ........................................................... 5 設(shè)計的基本要求說明 .............................................. 5 設(shè) 計范圍及建設(shè)規(guī)模 .............................................. 7 設(shè)計主要內(nèi)容 ......................................................... 7 第三章 主變壓器的選擇 .............................................. 7 主變器臺數(shù)的確定 ................................................. 7 主變壓器的容量的確定 .......................................... 7 選擇主變壓器 ......................................................... 8 第四章 電氣主接線 ................................................... 10 對電氣主接線的說明 ............................................ 10 主接線設(shè)計原則 ....................................................11 主接線的選擇 ....................................................... 14 第五章 短路電流計算 ............................................... 18 概述 ...................................................................... 18 計算條件 .............................................................. 20 短路過程分析 ....................................................... 22 短路電流的計算方法 ............................................ 24 第六章 變電所設(shè)備的選擇與校驗 ............................... 27 高壓電器選擇的一般要求 .................................... 27 高壓斷路器的選擇 ............................................... 34 高壓隔離開關(guān)選擇 ............................................... 36 電流互感器的選擇 ............................................... 36 電壓互感器的選擇 ............................................... 37 高壓側(cè)避雷器選擇 ............................................... 39 10KV 側(cè)主要電氣設(shè)備選擇 .................................. 39 全所所用設(shè)備 ....................................................... 41 第七章 繼電保護(hù)設(shè)計 ................................................. 42 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用 .................................... 42 繼電保護(hù)的要求 ................................................... 43 變壓器保護(hù)的配置原則： .................................... 43 變電所 10KV 配電裝置母線保護(hù) ......................... 44 10KV 線路保護(hù)裝設(shè)原理 ..................................... 44 第八章 過電壓保護(hù)選擇 ............................................. 45 雷過電壓保護(hù) ....................................................... 45 3— 10KV 配電裝置的過電壓保護(hù)： .................. 47 第一章 引 論 電力系統(tǒng)的一般概 念 電能是社會主義建設(shè)和人民生活不可缺少的重要的能源，電力工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位，電能是由發(fā)電廠供給，因為考慮經(jīng)濟(jì)原因，發(fā)電廠大多建在動力資源比較豐富的地方，而這些地方又常遠(yuǎn)離大中性城市和工廠企業(yè)，這樣需要遠(yuǎn)距離輸送，經(jīng)過升、降壓變電所進(jìn)行轉(zhuǎn)接，在進(jìn)一步的將電能分配到用戶和生產(chǎn)企業(yè)。 由于電力電能的重要特點是不能儲存，因此電力電能的生產(chǎn)、輸送、分配和使用是同時進(jìn)行的，于是電力電能從生產(chǎn)到使用就構(gòu)成一個整體，而由電力電能的生產(chǎn)、輸送、分配和使用的發(fā)電機(jī)、變壓器、電力線路及各種用電設(shè)備聯(lián)系在一起組成 的統(tǒng)一整體就稱為電力系統(tǒng) 對電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求 保證供電的可靠性 電力系統(tǒng)的中斷將使生產(chǎn)停頓，生活混亂，甚至危機(jī)人身和設(shè)備的安全運(yùn)行，造成十分嚴(yán)重的后果，給國民經(jīng)濟(jì)帶來嚴(yán)重的損失，因此，對電力系統(tǒng)的運(yùn)行首先要保證供電的可靠性。根據(jù)用戶本身的重要程度可將負(fù)荷分為三類： 第一類負(fù)荷：將中斷供電會造成人身事故、設(shè)備損壞、產(chǎn)品報廢，生產(chǎn)秩序長期不能恢復(fù)，人民生活混亂，政治影響大等的用戶以及軍工系統(tǒng)劃屬為第一類負(fù)荷，是重要負(fù)荷； 第二類負(fù)荷：將中斷供電會造成大量減產(chǎn)，人民生活會受到影響的用 戶劃屬為第二類負(fù)荷； 第三類負(fù)荷：除一、二類負(fù)荷以外的一般用戶屬于第三類負(fù)荷； 電力系統(tǒng)供電的可靠性，首先是保證第一類負(fù)荷，然后才保證第二類負(fù)荷，最后才是第三類負(fù)荷 保證良好的電能質(zhì)量 提高系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性 保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行 變電所的作用和工作原理及分類 變電所的作用和工作原理 變電所是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它是變換和調(diào)整電壓、變換和分配電能的場所，往往擔(dān)負(fù)著向用電設(shè)備直接供電的任務(wù) 變電所一般由變壓器、配電裝置（包括高低壓開關(guān)、電壓和電流互感 器、避雷器、母線等設(shè)備）及相應(yīng)的各種構(gòu)筑物，控制和信號設(shè)備，繼電保護(hù)裝置和測量儀表，通訊及電源設(shè)備，導(dǎo)線及電纜等組成。有些變電所考慮母線的功率因數(shù)較低，還裝有電力電容器組靜止補(bǔ)償裝置或調(diào)相機(jī)等設(shè)備 上述設(shè)備中，除控制與信號部分，繼電保護(hù)裝置，測量儀表，控制電源和通訊等設(shè)備外，其余部分稱為一次設(shè)備，由一次設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)稱為一次系統(tǒng) 變電所的分類 按電壓的升降分類，分為升壓變電所和降壓變電所兩大類。升壓變電所多與發(fā)電廠建在一起，又稱為發(fā)電廠升壓站，它把發(fā)電機(jī)電壓升高，經(jīng)高壓輸電線路把電能送到遠(yuǎn)處的 負(fù)荷區(qū)，或與其他的高壓變電所聯(lián)結(jié)成統(tǒng)一的電力網(wǎng)系統(tǒng)。降壓變電所按性質(zhì)和規(guī)模將劃分為區(qū)域變電所、地方變電所、終端變電所三種 Ⅰ、區(qū)域變電所（一次變） 主要特點是電壓等級高，進(jìn)出回路多，變壓器容量大，在系統(tǒng)中地位比較重要。其高壓側(cè)均在 110KV 以上，低壓側(cè)也在 35KV 以上，它由大電網(wǎng)供電，通過降壓后主要向地方變電所供電 Ⅱ、地方變電所（二次變） 地方變電所多由區(qū)域變電所或發(fā)電廠供電，主要向終端變電所供電，它的高壓側(cè)一般為 10110KV，低壓側(cè)多為 610KV Ⅲ、區(qū)域變電所 多是工礦企業(yè)變電所和農(nóng)村的鄉(xiāng)鎮(zhèn) 變電所，它的高壓側(cè)多為1035KV，低壓側(cè)為 310KV 和 。終端變電所主要由地方變電所或發(fā)電廠供電，降壓后直接向各種用電設(shè)備供電 本次設(shè)計的變電所是高壓側(cè)為 60KV，低壓側(cè)為 10KV 的終端變電所配電系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng) 第二章 概 論 設(shè)計的基本要求說明 本次設(shè)計的變電所為高臺地區(qū)公用終端的變電所，電壓等級為 60/10KV， 60KV 側(cè)有兩回進(jìn)線，接于張家一次變，另外有兩回轉(zhuǎn)供線，10KV 側(cè)有配出線路 14 回（及共有 14 個負(fù)荷回路） 待設(shè)計的變 電所所處的地區(qū)地勢平坦，海拔高度為 400M，交通方便，周圍空氣無污染，最高氣溫 +38℃，最低氣溫 25℃，年平均溫度為 10℃ 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖如下： 待 設(shè) 計 變 電 所0 04 4 k m7 2 k m5 * 5 0 M Wc o s φ = 0 . 8X d = 0 . 1 2 45 * 6 3 M V AU d % = 1 0 . 5電 力 系 統(tǒng)X d = 0 . 6 4 6S b = 1 0 0 M V A 10KV 側(cè)負(fù)荷 序號 負(fù)荷 名稱 遠(yuǎn)期最大負(fù)荷（ KW） 功率因 數(shù) Tmax (b) 重要負(fù)荷占比例 回路數(shù) 出線方 式 1 1水源地 1400 7000 90 2 架空線 2 2水源地 1500 7000 90 2 架空線 3 電瓷廠 2900 4500 40 2 架空線 4 砂輪廠 3800 4500 30 2 架空線 5 礦山機(jī)械廠 4900 5000 45 2 架空線 6 挖掘機(jī)廠 3500 5000 45 2 架空線 7 東郊變 1900 2500 0 1 架空線 8 西郊變 1800 2500 0 1 架空線 其它條件 線損率取 5% 負(fù)荷的同時率系數(shù)為 有功負(fù)荷率為 ；無功負(fù)荷率為 要求變電所的平均功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)? 以上 基本要求： 從負(fù)荷表中可看出，重要負(fù)荷所占的比例較大，所以對可靠性要求高 對本次設(shè)計的變電所，盡量考慮設(shè)備少，投資適當(dāng)，占地面積小，高壓電器設(shè)備維護(hù)量小，運(yùn)行方式靈活，滿足遠(yuǎn)景規(guī) 劃 設(shè)計范圍及建設(shè)規(guī)模 60KV 室外變電設(shè)備 10KV 室內(nèi)配電設(shè)備 變電所設(shè)備繼電保護(hù)系統(tǒng) 防雷系統(tǒng) 設(shè)計主要內(nèi)容 變電所的變壓器選定（型式、容量、臺數(shù)） 確定變電所電氣主接線型式和繪圖 短路電流計算 電氣設(shè)備選擇（母 線、高壓斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器、補(bǔ)償電容器等） 配電裝置設(shè)計 繼電保護(hù)和自動裝置設(shè)計和整定計算 過電壓保護(hù)設(shè)計 第三章 主變壓器的選擇 主變器臺數(shù)的確定 從 10KV 側(cè)的負(fù)荷表中可以看出，每個負(fù)荷出線為兩回路，負(fù)荷可以按兩回路進(jìn)行分配 主變壓器在滿足用戶負(fù)荷容量的條件下，還應(yīng)考慮檢修、故障情況下的容量備用 因此，本次設(shè)計的變電所采用兩臺主變壓器 主變壓器的容量的確定 主變壓器的容量選擇必須滿足本次設(shè)計的變電所的負(fù) 荷容量要求，也盡可能考慮變電所建成后 510 年的規(guī)劃負(fù)荷的要求，也適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期的負(fù)荷發(fā)展，與城市規(guī)劃相結(jié)合 根據(jù)變電所所帶用戶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量，對于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺主變壓器停運(yùn)時，其余變壓器容量在計及過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級重要負(fù)荷。對一般性變電所，當(dāng)一臺變壓器停運(yùn)時，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的 70%80% 選擇主變壓器 根據(jù) 10KV 側(cè)負(fù)荷表計算（詳細(xì)的計算過程見計算書），最大負(fù)荷為： S 總 =27600KVA （考慮線損和負(fù)荷同時率） 本次設(shè)計采用兩臺主變壓器互相備用運(yùn)行方式，即當(dāng)一臺變壓器停運(yùn)或故障時，另一臺變壓器能保證全部負(fù)荷的70%重要負(fù)荷供電，即： SB70%≥ 18200KVA 其中由負(fù)荷表計算得重要負(fù)荷為： ， 即變電所的重要 負(fù) 荷 小于 變 壓器 的 70% 的備 用 容量 （ 18200KVA＞），所以變壓器的 70%的備用