【導(dǎo)讀】設(shè)計要求變電所的功率因數(shù)在以上，所用用戶10kv線路電壓損耗不。本設(shè)計除了摘要、計算書之外，還詳細的說明了各種設(shè)備選擇的基本要求和原。雷針和避雷器的設(shè)計。此外，在論文適當?shù)奈恢眠€附加了圖紙（主接線、平面圖、斷面圖。等）及表格以方便閱讀、理解和應(yīng)用。

　　

【正文】 NU 線路的額定電壓 kv 1Q P tg (cos )???? （ ） 11R r LX x L???? （ ） 139。0 .1 4 4 5 lg 0 .0 1 5 7Dxr?? （ ） ? ?1 20 1 ( 20)trr ?? ? ? （ ） 339。 2 1. 26D D D DD ?? （ ） L 線路長度 km 1r 每千米線路電阻 km? 1x 每千米線路電抗 km? r 導(dǎo)線半徑（ mm） 39。D 幾何均距（ mm） D 水平布置相間距離（ mm） 注 :設(shè)計技術(shù)要求電壓損耗不超過 9%。 本設(shè)計變電所向負荷用戶單雙 回路送電。當雙回線路中有一條線路故障，即僅有一條回路工作時，為最惡劣情況，所以在線路損耗上全部采用以下公式進行計算，2N N0 . 6 5 1 0 0 %P R Q XU U U?? ?? ?。若電壓損失的情況符合條件，那么該雙回路一定符合設(shè)計要求。 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 4 無功補償及主變壓器選擇 功率因數(shù)及電容器的選擇 提高功率因數(shù)的意義 在工業(yè)企業(yè)的電力用戶，絕大部分用電設(shè)備都具有電感性，需要從電力系統(tǒng)吸取無功功率，架空線路的功率因數(shù)均小于 1，特別是在空載情況下，功率因數(shù)會更低。 用電設(shè)備功率因數(shù)降低之后，由于有功功率需要量保持不變，于是無 功功率需要量增加，這將給電力系統(tǒng)帶來許多不良的后果。 1）增加電力網(wǎng)中輸電線路上的有功功率損耗和電能損耗 ； 2）使電力系統(tǒng)內(nèi)的電氣設(shè)備容量不能得到充分利用 ； 3）功率因數(shù)過低，還將使線路的電壓損失增大，結(jié)果負荷端的電壓就要下降，甚至會低于允許偏移值，從而嚴重影響異步電動機及其他用電設(shè)備的正常運行 ,所以必須在低壓側(cè)裝設(shè)并聯(lián)補償電容器用以補償無功，提高功率因數(shù)。 并聯(lián)電容器組的基本接線類型 并聯(lián)電容器組的基本接線分為星形和三角形兩種，在 3560kV 電力系統(tǒng)中采用星形接線方式，或當單臺并聯(lián)電容器的額定電壓不能滿 足電網(wǎng)正常工作電壓要求時，需由兩臺或多臺并聯(lián)電容器串接后達到電網(wǎng)正常工作電壓的要求。為達到要求的補償容量，又需用若干臺并聯(lián)才能組成并聯(lián)電容器組。 電容器臺數(shù)的確定 1) 變電所低壓母線上的無功、有功計算負荷 線路損耗 221 1111 2 ()NQP jS RXU?? ? ? （ ） 有功負荷 ? ??? ??? PPKP pca （ ） 無功負荷 ? ??? ??? KQ qca （ ） pqK、 K 最大負荷時有功及無功負荷的同時系數(shù) P??、 Q 各用電負荷的有功、無功計算負荷的總和， kW、 kvar P????、 Q 各條線路有功損耗、無功損耗的總和， kW、 kvar ca caP、 Q 變電所低壓母線上的有功、無功計算負荷， kW、 kvar 2) 補償前的平均功率因數(shù) 吉林二 次降壓變電所電氣工程初步設(shè)計 7 1 22c o s ()()caavca caP QP????????? () ??、 有功及無功的負荷系數(shù) 3)確定補償容量及電容器臺數(shù) 無功補償容量 ? ?21 tantan ??? ?? cac PQ () 12??tan 、 tan 補償前，后均權(quán)功率因數(shù)角的正切值 選擇電容器臺數(shù)（取整）： 39。cnQn Q? () n電容器的臺數(shù)，取整數(shù) 39。cQ 補償容量， kvar nQ 單臺電容器的額定容量， kvar 補償后的功率因數(shù)要滿足技術(shù)要求，即 2cos ? ? 。此外，在選完主變后，要再計算一下變壓器高壓側(cè)的功率因數(shù)，應(yīng)同樣滿足要求。 變壓器有 功損耗 20Tk NSP n P n P nS??? ? ? ? ? ???? （ ） 變壓器 無功損耗 20 % %1 0 0 1 0 0KT N N NI U SQ n S n S nS??? ? ? ???? （ ） 變壓器高壓側(cè)功率因數(shù) 22)(c o s( ) ) ( ) )(( TcaTc a c a T NP PnP Q Q QP????????? ? ? ? ? ? ?? （ ） 因為是三相，電氣主接線采用單母線分段，所以選擇電容器臺數(shù)為 6 臺的整數(shù)倍，本變電所選取 12臺型號為 BWF11 / 3 2001W靜電電容器。 主 變壓器 的確定 一般 要求 1)變電所中一般裝設(shè)兩臺主變壓器。如只有一個電源或變電所，可由中、低壓側(cè)電力網(wǎng)取得備用電源，可裝設(shè)一臺主變壓器。本次設(shè)計的安順變電所是 60/10KV 降壓變電所，由電力系統(tǒng) S1 和系統(tǒng) S2 向本所供電，所以該所裝設(shè)兩臺主變壓器。 2)變電所中，主變壓器一般采用三相式變壓器，其容量應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng) 1015年的發(fā)展規(guī)劃進行選擇。裝有兩臺及以上主變壓器的變電所中，當一臺斷開時，其余主變壓器的容量至少能保證所供的全部一級負荷或為變電所 全部負荷的 6075%，本次設(shè)計變電所主要是為工廠供電，重要負荷占總負荷的 75%。 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 22 ()caca ca NS P n?? ? （ ） 39。 caSS? (） 3)變電所中的主變壓器在系統(tǒng)調(diào)壓有要求時，一般采用有載調(diào)壓變壓器，對于新建的變電所，從網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟運行的觀點考慮，應(yīng)注意選用無載調(diào)壓變壓器。 4)變壓器繞組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”型和“△”型，高、中、低三側(cè)繞組如何組合要根據(jù)具體工程來確定。 5)變壓器的型號 相數(shù)： D－單相 S－三相 箱殼外冷卻介質(zhì)：無－油浸自冷 F－風冷 S－水冷 繞組外絕緣介質(zhì)：無－油 G－空氣（干式） C－干式澆鑄絕緣 CR－干式（包封式） N－難燃液體 循環(huán)方式： 無－自然循環(huán) P－強迫油循環(huán) 繞組數(shù)： 無－比繞組 S－三繞組 F－分裂繞組 繞組導(dǎo)線材質(zhì)： 無－銅 L－鋁 調(diào)壓方式： 無－無激磁調(diào)壓 Z－有載調(diào)壓 防護代號： TH－濕熱 TA－干熱 所選變壓器型號 根據(jù)計算，確定變壓器型號為 SF916000/63有載調(diào)壓電力變壓器 。主要參數(shù)如下： 高 壓： 63177。 8 %， 低壓： 空載損耗： P0=（ KW）， 空載電流： I0%=%； 負載損耗： Pk=（ KW）， 阻抗電壓： Uk%=9%； 聯(lián)合組標號： YN,d11。 本設(shè)計所選變壓器型號為 SF9－ 16000/63，含義：三相，風冷，油浸，比繞組，額定容量 16000KVA，額定電壓 63KV 有載調(diào)壓電力變壓器。 本次設(shè)計變電站采用 2 臺主變并列運行的方式。 S F 9 16000/63 額定電壓 ,63kV 額定容量， 16000kVA 設(shè)計序號 箱殼外冷卻 為風冷卻方式 三相變壓器 吉林二 次降壓變電所電氣工程初步設(shè)計 9 5 電氣主接線的選擇 設(shè)計原則 1）變電所的主接線應(yīng)根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位，回路數(shù)，設(shè)備特點及負荷性質(zhì)等條件確定，并應(yīng)滿足運行可靠，簡單靈活，操作方便和節(jié)省投資等要求。 2）當能滿足運行要求時，變電所高壓側(cè)應(yīng)盡量采用斷路器較少的接線，如橋形接線等 。 3)60KV 和 10KV 配電裝置中，一般采用單母線分段或單母線接線。 4)當?shù)貐^(qū)電力網(wǎng)或用戶不允許停電檢修線路斷路器時，采用單母線或分段單母線的 10千伏配電裝置中，可設(shè)置旁路母線。 設(shè)計的基本要求 1)可靠性 :應(yīng)重視國內(nèi)外長期運行的實踐經(jīng)驗及其可靠性的定性分析 。主接線的可靠性包括一次部分和相應(yīng)組成的二次部分在運行中可靠性的綜合 。主接線的可靠性在很大程度上取決于設(shè)備的可靠程度，采用可靠性高的電氣設(shè)備可以簡化接線 。要考慮所設(shè)計的變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用。 2)靈活性 :主接線的靈活性有以下幾方面的要求：調(diào) 度要求，可以靈活的投入和切除變壓器、線路、調(diào)配電源和負荷，能夠滿足系統(tǒng)在事故運行方式下，檢修方式下以及特殊運行方式下的調(diào)度要求 。檢修要求，可以方便地停運斷路器，母線及其繼電保護設(shè)備進行安全檢修且不致于影響對用戶的供電。 3)經(jīng)濟性 :投資省 ,主接線應(yīng)力求簡單，節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、互感器、避雷器等一次設(shè)備 ,要能使斷電保護和二次回路不過于復(fù)雜，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜 ,要能限制短路電流，以便于選擇價廉的電氣設(shè)備或輕型電器 ,如能滿足系統(tǒng)安全運行及繼電保護要求，110KV 及以下終端或分支變電所可采用簡易電器 。占地面 積小 ,主接線設(shè)計要為配電裝置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少 。電能損失小 ,經(jīng)濟合理的選擇主變壓器的種類、容量和數(shù)量，要避免因兩次變壓而增加電能損失。 電氣主接線方案的比較 一次側(cè)接線方案的比較 一次側(cè)（ 60KV 側(cè)）采用內(nèi)橋的接線形式、外 橋 的接線形式 ,見圖 。 外橋接線形式的特點：橋形接線有工作可靠，靈活，使用的電器少，裝置簡單清晰和建設(shè)費用底等優(yōu)點，并且它特別容易為單母分段或雙母分段接線。它適用于線路較短或變壓器經(jīng)常切換的場合。此外，當兩條線路間有穿越功率時，也應(yīng)采用外橋接線，因為這時的穿越功率僅穿過橋斷路 器，其中任一臺斷路器檢修或故障時，都將影響穿越功率的傳送。 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 T 2T 1外 橋W L 1 W L 2T 2內(nèi) 橋T 1W L 1 W L 2C Q FC Q F圖 （內(nèi)橋、外橋） 內(nèi)橋接線形式的特點：線路的投入和切除比較方便，變壓器的投入和切除比較復(fù)雜，適用于較長的線路和變壓器不需要經(jīng)常切換的場合。且具有工作可靠、靈活、使用的電器少，裝置簡單清晰和建設(shè)費用底等優(yōu)點，并且它特別容易為單母分段或雙母分段接線。 二次側(cè)（ 10KV 側(cè)）采用單母分段接線形式、單母接線形式 ,見圖 。 單母分段接線形式的特點：單母分段接線可以提高供電的可靠性和靈活性。對重要用戶可以從不同段引出兩回輸電線路，由兩個電源供電。當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障隔離，保證正常段母線不間斷供電，不致使重要用戶斷電，停電兩段母線同時故障的機率甚小，可以不予考慮，可靠性要求不高時，亦可用隔離開關(guān)分段，任一母線故障時造成兩段同時停電，在判別故障后，拉開分段隔離開關(guān)完好段即可恢復(fù)供電。高壓斷路器數(shù)量少，四個回路只需要三臺斷路器。線路的切除和投入較復(fù)雜，需動作 兩臺斷路器，并有一臺變壓器暫時停運。 圖 二次側(cè)接線方式圖（單母分段、單母線） 吉林二 次降壓變電所電氣工程初步設(shè)計 11 單母接線形式 :的特點：接線簡單清晰、操作方便、設(shè)備少、投資少、隔離開關(guān)僅用于檢修，不作為操作電器，不容易發(fā)生誤操作。母線或隔離開關(guān)檢修或故障時，將造成全部回路停電，出線斷路器進行檢修時，該回路將停電。該接線方式可靠性和靈活性較差，主要用于小容量的發(fā)電廠和邊點所中。 電氣主接線結(jié)論 根據(jù)上述分 析比較， 本變電所兩臺變壓器，變壓器無須經(jīng)常切換，為方便線路的投切，故高壓側(cè)采用內(nèi)橋接線；單母線分段比單母線運行可靠性和靈活性有較大 的提高，為了運行的可靠性和靈活性低壓側(cè)采用單母線分段的接線方式。通過以上的比較， 60KV 側(cè)采用內(nèi)橋接線方式， 10KV側(cè)采用單母線分段接線方式。 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 6 短路電流的計算 短路電流計算的目的 1）電氣主接線的選擇 2）選擇導(dǎo)體和電氣設(shè)備，保證設(shè)備在正常運行情況下，都能正常工作，保證安全可靠，而且在發(fā)生短路時保證不損壞。 3）選擇繼電保護裝置。 短路的基本類型 三相系統(tǒng)中短路的基本類型有： 三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路，其中三相短路是對稱短路。 為了檢驗和選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體，以及為了繼電保護的整定計算，常用下述短路電流值。 Ish ：短路電流的沖擊值，即短路電流最大瞬時值。 I〞：超瞬變或次暫態(tài)短路電流的有效值，即第一周期短路電流周期分量有效值。 I∞ ：穩(wěn)態(tài)短路電流有效值。 短路電流計算的基本假定 1）正常運行時，三相系統(tǒng)對稱運行。 2）所有電源的電動勢相位角相同。 3）電力系統(tǒng)各元件磁路不飽和，即帶鐵蕊的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化。 4）短路發(fā)生在短路電流為最大值 的瞬間。 5）不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。 6）元件的計算參數(shù)取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。 7）輸電線路和電容略去不計。 一般規(guī)定 1）驗算導(dǎo)體和電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定，以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按本設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃，確定適中電流時，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的接線方式。而不按僅在切換過程中可能并列運