【正文】 ................................ 34 ........................................... 35 09 自動(dòng)化 李紹平 II 電壓互感器 ........................................ 38 第八章 變電所進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn) ........................ 42 高壓側(cè)聯(lián)絡(luò)線的選擇與校驗(yàn) ........................... 42 高壓母線的選擇與校驗(yàn) ............................... 43 低壓母線的選擇與校驗(yàn) ............................... 44 低壓側(cè)中性線的選擇 ................................. 45 各用電區(qū)導(dǎo)線的選擇與校驗(yàn) ........................... 46 第九章 變電所二次回路的選 擇及繼電 保護(hù)的整定 ............. 51 變電所二次回路的選擇 .............................. 53 變電所繼電保護(hù)裝置 ................................ 56 第十章 變電所防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì) ................... 60 變電所的防雷保護(hù) ................................. 60 變電所公共接地裝置的設(shè)計(jì) .......................... 61 總結(jié)與體會(huì) ........................................... 65 謝辭 ................................................ 66 參考文獻(xiàn) ............................................. 67 附錄表 .............................................. 68 09 自動(dòng)化 李紹平 1 前 言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生走出校門、走向社會(huì)相關(guān)工作崗位的一道考核，也是一次對(duì)學(xué)生所學(xué)知識(shí)鞏固程度的綜合考驗(yàn)。 本設(shè)計(jì)書 根據(jù)昆明理工大學(xué)楚雄應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 09 級(jí) 電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求進(jìn)行編寫，介紹了電力規(guī)劃 、設(shè)計(jì)的基本知識(shí)，包括設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)步驟和計(jì)算方法等。 經(jīng)過 一個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我了解了設(shè)計(jì)的要求及內(nèi)容，理論與實(shí)踐相結(jié)合，更加深刻的掌握了課本中的知識(shí)。本設(shè)計(jì)根據(jù)該 校生活區(qū)所能取得的供電電源和該校生活區(qū) 用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮 日后的 發(fā)展，按供電 系統(tǒng) 的基本要求， 確定為 10KV 電壓供電。 10kV 側(cè)采用單母線接線， 400V 側(cè)也采用單母線的主接線方式，并附上了本所電氣主接線圖、學(xué)校用電接線圖和學(xué)校變電所平面圖、剖面圖。 (4)掌握供配電設(shè)計(jì)的基本原則和方法 ,深刻理解“安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)”的設(shè)計(jì)要求，為今后從事工廠供配電技術(shù)工作奠定一定的基礎(chǔ)。 （ 4）確定二次回路方案。 四、 設(shè)計(jì)依據(jù) 09 自動(dòng)化 李紹平 4 學(xué)校生活總平面圖如圖 11 所示。 學(xué)校生活區(qū)負(fù)荷情況 學(xué)校生活區(qū)負(fù)荷情況見表 13 所示。地下水位為 5 m。 09 自動(dòng)化 李紹平 6 （ 2）變電所位置和型式的選擇。 （ 6）短路電流計(jì)算。 （ 10）防雷保護(hù)和接地裝置的設(shè)計(jì)。 （ 4）若時(shí)間允許，繪制高低開關(guān)柜配置圖、接地及照明圖各一張。 電力負(fù)荷 ，按 GB 50052— 1995《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，根據(jù)其對(duì)供電可靠性的要求和中斷供電造成的損失或影響的程度分為三級(jí)。 校 區(qū) 現(xiàn)有的二級(jí)負(fù)荷有：學(xué)生食堂廚房用電、鍋爐、 本所用電 等 。根據(jù)計(jì)算負(fù)荷選擇的電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜，如果以計(jì)算負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行，其發(fā)熱溫度不會(huì)超過允許值。確定得過小，又將使電器和導(dǎo)線電纜處于過負(fù)荷下運(yùn)行，增加電能損耗，產(chǎn)生過熱，導(dǎo)致絕緣過早老化甚至燃燒引起火災(zāi)，同樣會(huì)造成更大損失。 確定擁有變電所低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷，應(yīng)結(jié)合學(xué)校生活區(qū)情況其有功負(fù)荷和無功負(fù)荷分別計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù)（又稱參差系數(shù)或綜合系數(shù)） K∑ P和 K∑ q設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷直接相加來計(jì) 對(duì)于低壓母線用電 算時(shí) ，⑴由用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷直接相加來計(jì)算時(shí)，取 K∑ P =～ 09 自動(dòng)化 李紹平 9 K∑ q =～ ⑵ 由車間干線計(jì)算負(fù)荷直接相加來計(jì)算時(shí)，取 K∑ P=～ K∑ q=～ 在計(jì)算時(shí)用電設(shè)備組從供電系統(tǒng)中取用的 1個(gè)小時(shí)最大負(fù)荷 P30 ，用電設(shè)備組的設(shè)備容量 Pe ，是指用電設(shè)備組所有設(shè)備（不含備用的設(shè)備）的額定容量 PN之和，即 Pe =∑ PN 有功計(jì)算負(fù)荷 P30 =KdPe 無功計(jì)算負(fù)荷 Q30 = P30tan? 視在計(jì)算負(fù)荷 計(jì)算電流為 總的有功計(jì)算負(fù)荷為 P30 = K∑ P∑ 總的無功計(jì)算負(fù)荷為 Q30 = qK? ∑ 總的視在計(jì)算負(fù)荷為 23023030 QPS ?? 總的計(jì)算電流為 根據(jù)本工程的設(shè)計(jì)要求及給定的供電電源的分配，并對(duì)學(xué)校生活區(qū)的負(fù)荷情況 表 13 所示 進(jìn)行計(jì) 。 衛(wèi)生間 和 走廊 建筑面積： A = ? = 2m ? 衛(wèi)生間 和 走廊 各 取一個(gè) 15 W 的 節(jié)能 燈 走廊 的建筑面 積 A= （ 3＋ ） ＋ （ 5＋ ）＋ ＋ 2＋ 3 2= 2m 走廊 和樓梯 取 15 W 的 節(jié)能 燈 共 12 個(gè) 含 每個(gè)樓梯口需安裝一個(gè) 插座：插座容量及同時(shí)使用系數(shù)，根據(jù)《建筑電氣設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》JGJ168第 條規(guī)定，“民用建筑中的插座在無具體設(shè)備聯(lián)接時(shí)，每個(gè)可按 100W 計(jì)算”，“全國住宅電氣設(shè)計(jì)會(huì)議”，確定住宅也按每個(gè)100W 計(jì)算。則需考慮增設(shè)無功功率補(bǔ)償裝置，其容量 為 )ta n(ta n /30 ?? ?? PQ c 或 30PqQ cC ?? 式中， /tantan ?? ??? cq ，稱為無功補(bǔ)償率或比補(bǔ)償容量。 09 自動(dòng)化 李紹平 14 提高功率因數(shù)的方法分為改善自然功率因數(shù)和安裝人工補(bǔ)償裝 置兩種。而補(bǔ)償前低壓側(cè)的功率因數(shù)只有 ，由此可得低壓側(cè)電容屏的容量為： )tan( ta n /30 ?? ?? PQ C ? ?12 52 ta n a r c c os 0. 89 ta n a r c c os 0. 92? ? ? = 取 110CQ ? kvar （ 2）補(bǔ)償后變壓器容量和功率因數(shù)： 補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷： 230230)2(/30 )( CPS ??? 221 2 5 2 ( 6 5 3 .6 1 1 0 )? ? ? = 3） 設(shè)備運(yùn)輸方便，特別是要考慮電力變壓器和高低壓成套設(shè)備裝置的運(yùn)輸。 7） 不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方。 在本設(shè)計(jì)中，考慮到學(xué)校生活區(qū)對(duì)電能需要的重要性，聯(lián)系本學(xué)校生活區(qū)的實(shí)際地理位置情況，將本變電所設(shè)計(jì)為獨(dú)立式變電所，位置設(shè)在教室樓旁（見圖 31） 圖 31 09 自動(dòng)化 李紹平 17 變壓器的選擇 一、變壓器的選擇 主變壓器臺(tái)數(shù)選擇原則 1） 、 應(yīng)滿足用電負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。 3） 、 除以上兩種情況外，一般車間變電所宜裝設(shè)一臺(tái)變壓器。 A 考慮今后 5～ 10 年的負(fù)荷發(fā)展，留 20%裕量，得： 141 ( 1 20% 169 K V A? ? ? ? ?） 根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，本所選用容量為 2021KV A，理論上選擇 2021KV 即 S92021/10 型 （ 2） 、 裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所 每臺(tái)主變壓器的容量 .NTS 應(yīng)同時(shí)滿足兩個(gè)條件： 1)、 任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足總計(jì)算負(fù)荷 30S 的 60% ~ 70%的需要，即 . 3 0~NTSS?（ ） 2)、 任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷的需要，即 . 30+IINTSS? （ I ） 選擇兩臺(tái)變壓器時(shí)： . 3 0~NTSS?（ ） =（ ~） =~ 二、主變壓器臺(tái)數(shù)的確定 一般學(xué)校變電所宜采用一臺(tái)變壓器。 根據(jù)以本校負(fù)荷情況得知，本校大部分負(fù)荷為三級(jí)負(fù)荷，要求供電性能的可靠， 同時(shí)擁有備用電源， 根據(jù)上述原則至少應(yīng)設(shè)一臺(tái)或一 09 自動(dòng)化 李紹平 19 臺(tái)以上變壓器，考慮到節(jié)約投資，本校選用一臺(tái)變壓器作為主變壓器。它的調(diào)壓范圍較大，一般在 15%以上， 即要向系統(tǒng)傳輸功率，又可能從系統(tǒng)反送功率，要求母線電壓恒定，保證供電質(zhì)量情況下，有載調(diào)壓變壓器可以實(shí)現(xiàn)，特別是在潮流方向 不固 定，而要求變壓器可以副邊電壓保持一定范圍時(shí)，有載調(diào)壓可解決。 綜上所述，經(jīng)過查表對(duì)比， 本所應(yīng) 選擇 S92021/10型 變壓器。它與電源回路線、電壓等級(jí) 和負(fù)荷的大小、級(jí)別以及所用變壓器的臺(tái)數(shù)、容量等因數(shù)有關(guān)，確定變電站的主接線對(duì)變電所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置及運(yùn)行的可靠性與經(jīng)濟(jì)性等都由密切的關(guān)系，主接線的設(shè)計(jì)是變電所設(shè)計(jì)中的重要任務(wù)之一。 供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，主接線首先應(yīng)滿足這一要求 。 大機(jī)組超高電壓電氣主接線應(yīng)滿足可靠性的特殊要求。 09 自動(dòng)化 李紹平 23 檢 修時(shí)，可以方便地停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)裝備， 進(jìn)行安全檢修而不至影響電力網(wǎng)的運(yùn)行和對(duì)用戶的供電。 主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。主接線設(shè)計(jì)要求為配電室裝置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減小。 四、安全性 。 優(yōu)點(diǎn)：母線分段后，對(duì)主要 用戶 可從不同段供電，保證供電的可靠性，另外，當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障段切除，保證正 常段母線不間斷供電。 C1(U =) （ 1）計(jì)算短路電路中各元件的阻抗及總阻抗 1） 電力系統(tǒng)的電抗： 22 11 ( 1 0 . 5 K V ) 0 . 2 25 0 0 M V . ACOCUX S? ? ? ? 2） 架空線路的電抗 : 20 5 ( / ) 1 5X X L k m k m? ? ? ? ? ? 09 自動(dòng)化 李紹平 28 3） 總阻抗 : ( K 1) 1 2+ 0 .2 2 + 0 .3 5 0 .5 7X X X? ? ? ? ? （ 2）計(jì)算三相短路電流和短路容量 : 1）三相短路電流周期分量有效值： 3 11( K 1 )1 0 . 5 1 0 . 6 43 3 0 . 5 7CK U KVI K AX??? ? ?? 2）三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流： 39。 33 39。421 ( 0 . 4 K V ) 3 . 2 1 05 0 0 M V . ACOCUX S ?? ? ? ? ? 2）架空線路的電抗： 2 239。3 3 3 2 I I KA??? ? ? 3）三相短路沖擊電流及第一個(gè)周期短路全電流有效值：