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1、华北水利水电学院本科生毕业设计开题报告2010年 3 月 22 日学生姓名曹安明学号200607228专业电气工程及其自动化题目名称CAM变电站初步设计课题来源模拟主 要 内 容一，设计的原始资料：1, 设计变电所在城市近郊，向开发区的炼钢厂供电，在变电所附近还有地区负 荷。2, 确定本变电所的电压等级为220/110/10KV,220KV是本变电所的电源电压， 110KV和10KV是二次电压。3, 待建变电所的主接线中，中压侧110KV母线，送出2回线路；在低压侧10KV 母线，送出10回线路；在本所220KV母线有三回输出线路送向负荷。该所建在 地势平坦，交通方便之地。4, 变压器采用两台
2、型号完全相同的变压器，其容量为240MVA。二，电气主接线设计1、主变压器配置方案的确定根据本电站对负荷的供电情况及与电力系统交换功率的情况，选定主变压器 的台数、容量以及型号。主变压器选择应根据我国现行电气设计手册的有 关规定进行。具体如下： 容量的确定：240MVA(2) 台数确定：两台(3) 型号选择：SFPS-7型220KV级三相三圈无载调压变压器。2、各电压等级接线方式的确定。方案一：220kV电压等级接线方式选为双母线分段接线，110kV电压等级接 线方式选为单母线接线，10kV电压等级接线方式选为单母线分段接线。方案二：220KV电压等级接线方式选为双母线接线，110kV电压等级
3、接线方 式选为内桥接线，10kV电压等级接线方式选为单母线分段接线。方案三：220KV电压等级接线方式选为双母线接线，110kV电压等级接线方 式选为外桥接线，10kV电压等级接线方式选为双母线接线。三，短路电流计算在有限容量系统计算中，短路电流的计算采用运算曲线法。其计算步骤如下：(1) 、画出以标幺值电抗表示的等值电路图(取S =100MVA, U =U )，原NN av始网络中所有的负荷均认为是断开的。(2) 、进行等值电路的网络化简，最终简化成各个电源点与短路点之间都是 只经过一个电抗直接相连。这个直接电抗就称为该电源对短路点的“转移电抗”(3) 、将各“转移电抗”分别换算成以各自的电
4、源总容量为基准容量的新 标幺值，即为各电源到短路点的“计算电抗” X。js(4) 、用“计算电抗” X在“运算曲线”上查短路电流周期分量任意时刻js的标幺值。如计算电抗标幺值X 3,则电源可看成无限大电源。js(5) 、最后求出各电源供出的短路电流有名值，进行相加，就得到了短路 点总的三相短路电流有名值。四，电气设备选择(一)电气设备选择的一般原则和基本要求1、基本要求设备选择包括选型和确定技术参数。设备的选型和技术参数应能保证电站 的安全运行和供电的可靠性，并留有适当的发展裕度，应尽量选用轻型设备和 常用产品。在同一电站中，应尽量减少设备和材料的种类。电气设备要能可靠工作，必须按正常工作条件
5、进行选择，并按短路状态来 校验其短路的热稳定和动稳定。2、最大长期工作电流的确定变压器：Ig max1.05Sv3Ue主母线及母联回路：取母线上最大一台发电机或变压器的I ;gmax母线分段回路：I二(0.50.8) I (母线上最大一台发电机或变压器的gmaxemaxI)e用户线：单回g maxcos ee(1 + 5%)双回线 I = 竺 (1 + 5%)g max ：3U COSe3、周围空气温度的确定室外部分取当地月平均最高温度：室内配电装置(10KV )取通风设计时采 用的最高室温，若缺少设计数据时，按当地月平均最高温度+5C考虑。4、计算时间的确定（1）开断计算时间t为主保护动作时
6、间t和断路器固有分闸时间t之和，kblgf即 t=t +t 。k bl gf（2）热稳定校验时间t为保护时间t和断路器的开断时间t之和，即t =rbkdrt +t 。b kd无时限的主保护时间t取0.05s。热稳定校验时，对于裸导体取t为主保blb护时间t，对于电器取t为后备保护时间t。t =t +t，t查有关手册求取, blbb2 kd gf h gf一般取0.06s; t为燃弧时间，一般取0.020.04s。h（二）硬母线及软导体的选择硬导体包括矩形、槽形和管形等，软导体指钢芯铝绞线。硬母线和软导线应按长期发热允许电流选择截面和按经济电流密度选择截面。对于年最大负荷 利用小时数较大，距离较
7、长、传输容量也较大的回路（如发电机引出线回路和 变压器引出线回路），一般按经济电流密度选择截面，其它较短导体（如汇流母 线）一般按长期发热允许电流选择截面。除按上述原则选择载流导体截面外，尚应进行热稳定、动稳定及电晕电压 校验等。1、按长期发热允许电流选择截面（1）首先需求出最大长期工作电流I ;gmax（2）温度修正系数附70 0= y 0 =o-00 070 25v0（3） Iv0 0 = K 0 Iv0 0 - Ig max则满足长期发热要求。这里，0和0分别为额定环0 0境温度和实际环境温度；I 和I 分别为导体额定环境温度和实际环境温度下v0 0叫的允许电流。2、按经济电流密度选择截
8、面S=I /J（2-15）J gmax式中：S经济截面（mm2）； J经济电流密度（A/mm2）,查有关手册。J 按经济电流密度选择截面还必须按长期发热进行校验。3、按电晕电压校验对110KV及以上电压的母线应校验母线电晕电压。使导线安装处的最高工 作电压U 小于临界电晕电压U。即gmaxljU wugmaxLJ4、热稳定校验利用最小截面法校验。满足热稳定要求的最小截面。Svt Kmin C dz t只要实际截面SMS，则热稳定满足。min上式中，K为集肤系数，对于钢芯铝绞线K=1,矩形截面导体的K可查表,ttfC为热稳定系数，其值为C = :K In旺X10 - 4，对于铝，常数K=222X
9、106WS/T + t2(Qcm4 ),常数t为245 C , t为导体短路前的工作温度，1t+(0 -o)12 /12 (C);为导体的短时最高允许温度，铝导体t=2ooc,10y0 g max yOo22计算中，C可近似取值为90; t为等值时间，t =t +t ，t =f(t p )，t =t +t ， dzdz z fzzr,r b kb0=1/1，查有关曲线求得t，t =0.0502。gzfz5、按三相短路进行动稳定校验(对于硬母线)一般情况下三相短路时导体产生的机械应力最大，故按三相短路电流来校 验硬导体的动稳定。这里只介绍每相单条矩形母线情况。采用三相母线垂直布置，母线竖放， 绝
10、缘子跨距L=1.2m，相间距离a=0.5m,这里暂不计共振影响，即0=1。冲击电流i =2.55I(A)cj单位长度上的相间电动力f = 173x 10-7 -i2 B (N)xa cC最大弯矩 M =厶 (N - m)10按弯矩W = bh2 (m 3)(三相母线垂直布置，母线竖放)6相间应力b = M /W (Pa)xj动稳定校验条件o 12 trg dzI 21 12 trg dz动稳定校验I Midwcj1 M1dwcj表中：U、I 设备的额定电压（KV）和额定电流（A）;e eU 电网的额定电压（KV）;ewI 额定开断电流（KA）；gmaxI、I 三相短路次暂态电流（KA）和稳态电
11、流值（KA）；OO1额定关合电流（KA）;eq1 三相短路的冲击电流（KA）;cjI、i 热稳定电流有效值（KA）和动稳定电流峰值（KA）;rdwt热稳定电流Ir允许的作用时间（s）;t 短路电流热效应等值时间（s）。dz五，防雷保护设计规划避雷器的配置：配电装置的每组母线上均装避雷器。三绕组变压器的低压侧一相上设置一组避雷器。变压器高低压侧中性点均装设雷器。六，配电装置设计变电所的配电装置型式选择一般考虑所在地区的地理情况及环境条件，本着节约用地, 因地制宜并结合运行检修和安装要求通过技术经济比较予以确定，在确定配电装置型式时 必须满足节约用地、运行安全和操作巡视方便、便于检修和安装、节约材
12、料、降低造价的 要求。在设计方面要满足安全净距要求，施工、运行和检修要求，躁声的允许标准及限制措施要求，电晕条件无线电干扰的特性和控制要求。根据电站条件及各型配电装置的特点， 选定要求电压等级的配电装置的结构形式（如屋内或屋外式，屋内式采用单、二、三层， 屋外式采用中型、半高型、高型等）。采取的主 要技术路 线或方法1，理解老师发下的设计任务书，明确所要设计的内容，理清设计思路，制定设 计方案。2，收集查阅有关设计规范、设计参考书、文献，特别是220kV变电站线路设计 的参考书、变电站设计技术规程。3，上网查询相关知识，参照有关的设计内容。4，在坚持独立完成设计的同时，遇到困难及时向老师、同学请教、讨论。预期的成 果及形式毕业设计书一份1，封面：由学校统一打印。2，任务书：抄录原件有关内容3，开题报告：由我自己书写4，摘要：包括设计题目、论文摘要、关键词为3至5个，英文摘要与中文摘要 相符。5，目录6，说明书7，计算书8，参考文献9，附录：主要包括外文原文翻译，三张附图：变电所电气主接线图，220KV或 110KV高压配电装置平面布置图，继电保护装置规划图。时间安排1. 收集资料，消化吸收，写开题报告1周2. 完成变电所设计7周3. 完善设计成果2周4. 编制设计说明书1周5. 答辩1周6. 总计12周指导教师 意见签名： 年 月日备注实用文档
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