35KV企业变电所电气初步设计毕业设计

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1、- 44 -第 44 页 共 44 页广西电力职业技术学院函授大专毕业设计题 目 35KV企业变电所电气初步设计二 教学系部 广西电力职业技术学院 指导教师评阅表指导教师姓名职称副教授工作单位广西电力职业技术学院学生姓名专业电气成绩毕业论文（设计）题目选题来源教师自拟课题：应用型：科研型：课题来源：学生自拟课题：应用型：科研型：课题来源填单位资助或自拟评阅内容：文、理、工、医、管理类可分别按专业特点根据以下相关内容进行评阅。1. 选题的意义如何？2 资料是否可靠？3论点是否成立？ 论述的深度如何？4 是否具有创新性？5 论文或设计的难度如何？6 写作能力、逻辑性和语言表达能力如何？7. 设计、

2、计算、数据图表是否正确？图纸是否规范？论文写作是否规范？8 论文或设计是否合格？是否可提交答辩？对论文（设计）的详细评语：指导教师（签名） 年 月 日专业： 电气工程及其自动化姓名： 蔡桂潮前言来广西电力职业技术学院学习目的，一是为提高自己学历，二是随着科技进步，深感自身所掌握的知识贫乏，已不能更好地适应工作需要，希望通过学习，提高自身的知识文化水平，三是在校学习期间，由于所学理论知识都是书本上的，与实际实践相差很远，结合不深，知识不是掌握得很好， 现在，整个学习课程已经全部结束，开始做课程设计。毕业设计是在全部理论课程及完成各项实习的基础上进行的一项综合性环节，是我们全面运用所学基础理论、专

3、业知识和基本技能，对实际问题进行设计或研究的综合性训练。通过毕业设计我们把所学的知识系统的联系起来，培养我们综合运用各种知识来解决实际问题的能力，学习更多的设计思维，树立在实际工程基础上的创新观念，更好地把理论和实际结合起来，服务于工作。 设计任务书设计任务：35KV企业变电所电气初步设计 一、设计题目： 35KV企业变电所电气初步设计二二、待建变电所基本资料1、某企业为保证供电需要，要求设计一座35KV降压变电所，以10KV电缆给车间供电，一次设计并建成。2、距本变电所7KM处有一系统变电所，用35KV双回架空线路向待设计的变电所供电。在最大运行方式下，待设计变电所高压母线上的短路功率为99

4、0MVA。3、待设计变电所10KV侧无电源，考虑以后装设两组电容器，提高功率因数，故要求预留两个间隔。4、本变电所10KV母线到各车间均用电缆供电，其中一车间和二车间为类负荷，其余为类负荷，Tmax=4200h。各馈线负荷如下表所示： 序号车间名称有功功率（KW）无功功率（KVAR）1一车间11004712二车间7904873机加工车间9105724装配车间 8704915 锻工车间9602766高压站9302977高压泵房6804968其他9996755、所用电的主要负荷如下表所示：序号 设备名称额定容量（KW）功率因数台数1主充电机250.8812浮充电机5.50.8513蓄电池室通风 3

5、.70.8814屋内配电装置通风 2.10.7925交流电焊机 11.50.516检修试验用电 200.817载波 0.960.6918照明负荷 189生活用电 126、环境条件当地海拔高度507.4m，年雷电日36.9个，空气质量优良，无污染，历年平均最高气温29.9，土壤电阻率500m。 三、设计内容：1、电气主接线方案论证；2、主变容量、形式及台数的选择；3、所用变容量、台数的选择；4、短路电流计算；选择导体及主要电气设备；5、无功补偿分析。四、设计成果：1、设计说明书（含计算书）1份；2、电气主接线图1张 （A3图纸）3、平面布置图1张（A3图纸）4、35KV进线间隔断面图1张（A3图

6、纸）目 录专业： 电气工程及其自动化姓名： 蔡桂潮专业： 电气工程及其自动化姓名： 蔡桂潮第一章 电气主接线的设计2第一节 原始资料分析2第二节 电气主接线方案确定5第三节 容量计算7第四节 无功补偿及负荷计算第五节 变压器的选择第二章 短路电流计算10第一节 短路类型10第二节 电路元件参数的计算11第三章 电气设备选择16第一节 最大持续工作电流计算16第二节 导体的选择16第三节 电器设备的选择 第一章 电气主接线的设计分析任务书给定的原始资料，根据变电所在电力系统中的地位和建设规模，考虑变电所运行的可靠性、灵活性、经济性，全面论证，确定主接线的最佳方案。 第一节 原始资料分析根据原始资

7、料提供信息，可确定：1.待设计变电所为某企业一座35KV降压变电所。2.距待设计变电所7KM处有一系统变电所，用35KV双回架空线路向本变电所供电。3.待设计变电所以10KV电缆给车间供电。4.在最大运行方式下，待设计变电所高压母线上的短路功率为990MVA。 5.待设计变电所10KV母线到各车间均用电缆供电，其中一车间和二车间为类负荷，其余为类负荷，Tmax=4200h。6.当地海拔高度507.4m，年雷电日36.9个，空气质量优良，无污染，历年平均最高气温29.9，土壤电阻率500m。下面图表为10KV馈线负荷表及所用电主要负荷表。各馈线负荷如下表：序号车间名称有功功率（KW）无功功率（K

8、VAR）1一车间11004712二车间7904873机加工车间9105724装配车间 8704915 锻工车间9602766高压站9302977高压泵房6804968其他999675所用电的主要负荷如下表所示：序号 设备名称额定容量（KW）功率因数台数1主充电机250.8812浮充电机5.50.8513蓄电池室通风 3.70.8814屋内配电装置通风 2.10.7925交流电焊机 11.50.516检修试验用电 200.817载波 0.960.6918照明负荷 189生活用电 12根据原始资料，待建降压变电站进线为35KV双回路架空线；10KV负荷中，一车间和二车间为类负荷，其余为类负荷，Tm

9、ax=4200h。一类负荷中断供电将造成人身伤亡或政治、军事、经济上的重大损失的负荷，称为一类负荷；如发生重大设备损坏，产品出现大量废品，引起生产混乱，重要交通枢纽、干线受阻，广播通信中断或城市水源中断，严重环境污染等等；兵工厂、大型钢厂、火箭发射基地、医院等属于一类负荷；对于这类负荷要保证不间断供电。二类负荷中断供电将造成严重停产、停工，局部地区交通阻塞，大部分城市居民的正常生活秩序被打乱等；企业工厂、大城镇、农村排灌站等属于二类负荷；对这类负荷在可能的情况下也要保证不间断供电。从负荷情况看，变电站电气主接线，应满足供电可靠性，运行灵活，结线简单清晰、操作方便。第二节 电气主接线方案确定变电

10、所的主接线，应根据变电所在电力网中的地位、出线回路线、设备特点及负荷性质等条件确定，并应满足供电可靠、运行灵活、操作检修方便，节约投资和便于扩建等要求。按35110KV变电所设计规范 GB50059-92规范要求，35110KV线路为两回及以下时，宜采用桥型、线路变压器组成或线路分支接线。在有一二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器；在变电所装有两台主变压器时，610KV侧宜采用分段单母线；线路为12回及以上时，亦可采用双母线。在有两台及以上主变压器的变电所中，宜装设两台容量相同可互为备用的所用变压器。主变压器是发电厂和变电站中最重要的设备之一，它在电气设备的投资中所占比例较大，同时与之相配套的

11、电气装置的投资与之密切相关。因此对主变压器的台数、容量和型式的选择是至关重要的，它对发电厂、变电站的及技术经济影响很大。同时它也是主接线方案确定的基础。根据基础资料，待设计变电站有电压等级为35KV/10KV。有两回35KV架空线做进线，10KV供应9个负荷，其中2个一类负荷，其余均为二类负荷。在进行设计时，应该侧重于供电的可靠性和灵活性。 由于已确认35KV进线为双回路，按设计原则和基本要求，为了提高供电可靠性、同时节省投资、减少占地面积，主结线候选三个方案。方案一如下图所示 此方案：35KV采用分段，共3台断路器，10KV单母线分段，共23台手车式断路器，即考虑负荷的重要性，将各负荷分两路

12、电源送出。主变压器2台，且单台变即可满足70%负荷需求，所用变2台。方案二如下图所示 此方案：35KV采用两回，共2台断路器，10KV单母线分段，共12台手车式断路器，即各馈线负荷分置10kv母线两段且一条出线送出，主变压器2台，且单台变即可满足70%负荷需求，所用变2台。方案三如下图所示此方案：35KV采用分段，共3台断路器，10KV单母线分段带旁路，共25台断路器，即各负荷均有两路电源，馈线可单独或全部倒出到旁路，便于母线检修。主变压器2台，且单台变即可满足70%负荷需求，所用变2台。在主结线方案拟定时，从技术上考虑：1） 保证系统运行的稳定性，不应在本厂发生故障时造成系统的瓦解。2） 保

13、证供电的可靠性及电能质量，特别是对 负荷的供电可靠性。3） 运行的安全和灵活性。包括调度灵活、检修操作安全方便，设备停运或检修时影响范围小。4） 自动化程度。5） 电器设备制造水平、质量和新技术的应用。6） 扩建容易。 以上速条件为参考，且着重考虑对负荷供电的可靠性，对三个方案所对比：方案一比较方案二：方案一需要增加断路器和隔离开关相应增多，投资相应增加，但其主要考虑待建站10KV负荷非常重要，为保证其供电可靠性，在日常运行检修管理、发生故障需退出维护检修时方便倒闸操作及发生事故时能较迅速隔离故障点便于恢复供电，适当增加投资可获得较好的运行能力。方案一虽然建设投资大，但充分考虑了变压器，开关在

14、检修、试验时仍然能保证供电，在以后运行过程中，小负荷时可以切除一台主变运行，降低了损耗。 方案二接线简洁，投资比较小，但其在供电可靠性有较大缺陷。通过以上方案比较，方案一的供电可靠性、调度运行灵活性、优于方案二，故在方案一/方案二中，选用方案一。方案一比较方案三：方案三当中10kv母线带旁路，增加母线及大量隔离开关，断路器也增加2台，其调度灵活性及设备停运或检修时影响范围较小。但其投资要大幅增加，运行损耗大，接线复杂也导致设备故障点增多。方案二中采用手车式断路器时，馈出回路母线侧隔离开关可以取消，保留负荷侧隔离开关，即可减少投资，其接线也可满足运行要求。其较方案三简单的接线方式，较少的设备，对

15、运行可减少误操作的发生概率，设备故障点也大幅较少，检修维护在人力物力财力的投入也有较少。故技术上考虑方案一。第三节 负荷计算及主变压器选择在各级电压等级的变电站中，变压器是变电站中的主要电气设备之一，其担任着向用户输送功率，或者两种电压等级之间交换功率的重要任务，同时兼顾电力系统负荷增长情况，并根据电力系统510年发展规划综合分析，合理选择，否则，将造成经济技术上的不合理。如果主变压器容量造的过大，台数过多，不仅增加投资，扩大占地面积，而且会增加损耗，给运行和检修带来不便，设备亦未能充分发挥效益；若容量选得过小，可能使变压器长期在过负荷中运行，影响主变压器的寿命和电力系统的稳定性。因此，确定合

16、理的变压器的容量是变电站安全可靠供电和网络经济运行的保证。在生产上电力变压器制成有单相、三相、双绕组、三绕组、自耦以及分裂变压器等，在选择主变压器时，要根据原始资料和设计变电站的自身特点，在满足可靠性的前提下，要考虑到经济性来选择主变压器。选择主变压器的容量，同时要考虑到该变电站以后的扩建情况来选择主变压器的台数及容量。在有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器，而装设两台及以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余主变压器的容量不应小于70%的全部负荷，并应保证用户的一二级负荷，考虑变压器的事故过负荷能力为40%，则可保证98%负荷供电。选择主变压器的相数，单相变压器组，相对来讲投资大，占地

17、多，运行损耗大，同时配电装置以及断电保护和二次接线的复杂化，也增加了维护及倒闸操作的工作量。故本次设计的变电站主变压器选用三相变压器。所用变与主变压器情况比较相似，故所用变亦采用三相变压器。变压器绕组数的选择，由于主变压器为35KV/10KV,所用变采用10KV0.4KV,故主变及所用变均采用双绕组变压器。变压器容量的选择。对于两台变压器的变电所，变压器的额定容量按70%的全部负荷选择，因此变电所的总安装容量为当一台变压器停运时，可保证对70%的负荷供电，考虑变压器的事故过负荷能力为40%，则可保证98%的负荷供电。负荷计算 1、负荷计算目的为了合理地选择各级变电所中电力变压器容量，主要电气设

18、备及供配电线路规格是保证供电系统安全可行的重要前提；从而也使电气设备得到充分的利用和发挥良好的经济效益。电力负荷计算的主要目的是：1）、为建立项目立项和进行方案设计，扩大初步设计提供用电依据及技术数据。为国家计划用电及用电规划提供依据。2）、计算负荷电流及视在功率，作为各级变电所、变压器容量、台数选择的依据。3）、计算流过各主要电气设备的负荷电流作为高、低压断路器、隔离开关、负荷开关、熔断器、接触器、热断电器、启动控制装置等各种电器的选择依据。4）、算出流过各条线路的负荷电流，作为高、低压母线、电线、电缆等截面的选择依据。5）、计算出无功功率，作为提高供电系统功率因数，进行无功补偿，确定补偿容

19、量的依据。6）、复查运行中的电气设备的安全程度，为调查运行事故的隐患提供依据。7）按用电单位及区段进行负荷计算，可确定负荷中心和变电所供电半径提供依据。2、负荷计算内容1）、确定计算负荷：计算负荷又称需要负荷或最大负荷。在配电工程设计中，通常采用30min最大平均负荷，作为按发热条件选择电器和导体的依据。记作Pjs，Qjs，Sjs来表示。2）、确定平均负荷：平均负荷为某一时间内用电设备所消耗的电能与该时间之比。常选用具有代表性的一昼夜内电能消耗最多的一个班的平均负荷，有时也可算平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷，电能消耗量和无功补偿装置。记作Pp，Qp，Sp，Ip来表示。3）、确定尖峰：尖峰负

20、荷是指单台或多台用电设备持续1S左右的最大负荷电流，一般取启动电动机的启动电流的周期分量，用来计算电压损失，电压波动，选择电器，保护元件等。在校验瞬动元件时，还应考虑起动电流的非周期分量。4）、负荷曲线：表示电力负荷随时间变化的图形称为负荷曲线。负荷曲线分有功负荷曲线和无功功率负荷曲线两种。有功负荷曲线的纵座标以有功负荷的千瓦数表示，无功负荷曲线的纵座标以无功负荷的千乏数表示。根据横座标延续时间，又可分为日负荷曲线和年负荷曲线。电力负荷的计算方法较多，而且各行各业根据行业特点的不同分别采用不同的计算方法，诸如：单位产品耗电量法、利用系数单位面积功率法、需用系数法、利用系数法、二项式法等。在我们

21、的日常工作中常用的是需用系数法和二项式法。需用系数法：计算方法是将设备功率乘以需用系数，直接求出计算负荷。利用这种方法比较简便；当用电设备台数较少，且各设备的电动机功率级差相当悬殊时，这种计算方法的结果往往偏小，故可作为施工图设计阶段确定变、配电所的电力负荷。需用系数是指负荷曲线最大有功功率与用电设备的设备功率之比。即Kx（Pjs/Ps）1。利用系数是指负荷曲线的平均有功功率与用电设备的设备功率之比。即KLPp/Ps。二项式法：计算方法是设计负荷包括用电设备组的平均功率，同时考虑单台大功率设备工作对负荷影响的附加功率，即Pjs=Pp+PKLPs+CPx=bPs+CPx。这种方法比较简单，但计算

22、结果偏大。大多适用于施工图设计阶段的各种机械加工厂及各种超重机、电焊设备作配电线路或动力配电箱选型中采用。下表为负荷计算所需公式及参数列表名称公式备注用电设备组的容量设备的额定容量设备组的同时系数设备组的负荷系数设备组的平均效率配电线路的平均效率对应用电设备组的正切值用电设备组的平均功率因数用电设备组的额定电压以上参数由用电设备组计算负荷直接相加来计算时取。用电设备组有功计算负荷需要系数 无功计算负荷视在计算负荷计算电流有功负荷的同时系数无功负荷的同时系数总的有功计算负荷总的无功计算负荷总的视在计算负荷根据基础资料，各车间总有功功率：P30i1100+790+910+870+960+930+6

23、80+9997239kwQ30i=471+487+572+491+276+297+496+675=3765KVAR车间有功计算负荷：=0.9*7239=6515kw=0.95*3765=3040kvar所以车间总的视在计算负荷65152+304027189kva所用变负荷计算，根据负荷分类电动机计算容量： SmjPme/mCOSme式中Smj电动机的计算容量Pme电动机的额定功率m电动机的效率，取0.85COSme电动机的额定功率因数，电焊机计算容量：ShjShe式中Shj电焊机计算容量She电焊机额定容量电焊机的暂载率，取0.65纯有功负荷计算容量等于其额定容量根据基础资料，所用变计算容量所

24、得：主充电机25kwSmjPme/mCOSme25/0.85*0.8833kvaQ=Ptg=25*0.54=13.5kvar浮充电机SmjPme/mCOSme5.5/0.85*0.857.6kvaQ=Ptg=5.5*0.62=3.41 kvar蓄电池室通风 SmjPme/mCOSme3.7/0.85*0.885kvaQ=Ptg=3.7*0.54=2 kvar屋内配电装置通风SmjPme/mCOSme2.1*2/0.85*0.796.9kva Q=Ptg=2.1*2*0.78=3.3 kvar交流电焊机ShjShe11.5*0.659.3kva Q=Ptg=11.5*1.73=20 kvar检修

25、试验用电按电机类计算 SmjPme/mCOSme20/0.85*0.829Q=Ptg=20*0.75=15 kvar载波按电机类计算SmjPme/mCOSme0.96/0.85*0.691.64 Q=Ptg=0.96*1.05=1 kvar照明负荷按纯有功负荷计算Se18kva 生活用电按纯有功负荷计算Se12kva所用变计算容量Ss33+7.6+5+6.9+9.3+29+1.64+18+12122kvaQjs=Q*0.95=1+15+20+3.3+2+3.41+13.5=55 kvar综合上述计算：待建所总计算负荷为S30=S30+SS=7189+122=7311KVAI30= S30/3U

26、N=422.1ACOS=P30/S30=0.90第四节 无功补偿及负荷计算为了提高对电能利用应对系统进行无功功率补偿。首先，对设备进行无功功率补偿；然后再选择变压器的容量。一.无功功率补偿考虑到变压器的无功损耗，将功率因数提高到0.95，则对电容器进行如下计算：cos=0.9， cos=0.95 tan=0.48 , tan=0.33根据公式：QC=P30(tan-tan)2 （3-1）其中：QC静电电容器补偿容量，（KVAR）；PZ此组设备有功功率计算负荷，（KW）。代入数据得：QC=989 KVAR选用10块CLMD43/100KVAR型电容器，每个电容器的容量为100KVAR。接线方式：

27、选用三角形接线方式。如图3-1所示。因此，此电容柜的设备容量为1000KVAR。经人工补偿后：有功功率：Pm=6515KW无功功率：Qm=QZ-QC =3040+55-1000=2095KVAR电容柜接线方式视在功率：Sm=6844KVA功率因数：cos=0.952满足功率因数0.95需要。第五节 变压器的选择代建所主变压器总容量6844KVA,且有一类二类负荷，选择两台主变压器。若每台变压器的容量要求能带全部负荷的70%-80%计算Sb0.7Sm4790.8KVASs=122KVA总降压站主变压器2S75000/35/10所用变2S9125/10/0.4根据变电所设计技术规程规定，本变电所要

28、供给类的企业负荷，故采用2台所用变压器，并装设备用电源自动投入装置.下表为主变及所用变型号技术参数：型号Type额定容量Rated Capacity(kVA)空载损耗N0-load Loss(W)负载损耗Load Loss(W)阻抗电压Impedance (%)空载电流No-load Current(%)S7-5000/355000540033000708S9-125/10 125340180041.5第二章 短路电流计算第一节 短路的类型电力系统的设计和运行都必须考虑到可能发生的故障和不正常运行的情况，因此，必须进行短路电流的计算，将短路电流限制在一定的范围内。短路故障是指电网中不同相的导线

29、直接金属性的连接或小阻抗连接在一起。最为严重的是三相短路。短路的原因大致是由于电气设备的绝缘因陈旧老化而损坏，或电气设备受机械损伤而使绝缘损坏，或因过电压而使电气设备的绝缘击穿等所造成；也由于未遵守安全操作规格的误操作，如带负荷拉闸、检修后未拆除接地线而送电等造成短路；以及鸟兽跨接裸露的导电部分而发生短路。三相系统中短路的基本类型有：三相短路，两相短路，单相接地短路和两相接地短路。在短路过程中，短路电流是变化的，其变化情况决定系统容量的大小、短路点距电源的远近、系统内发电机是否有调压装置等因素，根据短路电流的变化情况，通常把电力系统分为无限容量系统和有限容量系统两大类。相对待建变电所，本次设计

30、将视系统为无限容量系统。第二节 电路元件参数的计算短路电流计算的方法，常用的有欧姆法（有称有名单位制法）和标幺制法（又称相对单位制法）。本设计采用标幺制法进行短路计算。一、计算短路电流的一般规定： 1.验算导体和电器的动稳定。热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按本工程设计规划容量计算，并考虑电力系统5-10年的发展计划。确定短路电流时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按在切换过程中可能并列运行的接线方式。 2.选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有的反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿放电电流的影响。 3.选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，

31、应选择在正常接线方式时短路电流为最大的点；对带电抗器6-10kv出线，选择母线到母线隔离开关之间的引线。套管时，短路计算点应取在电抗器之前。其余导体和电器的计算短路点一般选择在电抗器后。 4.电器的稳定，热稳定以及电器的开断电流，一般按三相短路电流计算。若中性点直接接地系统及自藕变压器等回路中的单相。两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重的计算。 二.短路电流计算的目的1.合理地选择电气主接线；2.正常地.合理地选择电气设备；3.在设计屋外高压配电装置时,需按照短路条件较验导线的相间对地的安全距离；4.在选择继电保护方式和进行整定计算时,需以各种短路和短路电流为依据；5.接地装置的计算,也需

32、用短路电流。三.短路点的确定1.短路点的确定:为了在电气装置的设计运行中用来选择电气设备，选择限制电路电流的继电保护装置和分析电力系统的故障等，所以短路点和位置按三相短路条件来选择，为了选择高压电气设备，整定继电保护，需要计算总降压变电所35kV侧、10kV母线以及厂区高压配电线路末端（即车间变电所高压侧）的短路电流。但是，由于变电所属于企业工厂供电所，供电输送距离不会太远，因此，10kV母线与10kV配电线路末端的短路电流差别较小。故只计算主变压器高压侧和低压侧两边的短路电流，即短路点确定在主变压器的高低压两侧母线。本所共选两个短路点为:.35kv母线上为d1；.10kv母线为d2点。下图为

33、计算电路图等效电路图计算条件1）已知工厂电源从某变压所用35KV2回架空线到本厂，线路长7公里。2）已知变电所35KV母线短路数据在最大运行方式下Sdmax990MVA。 3）已知前面已选定总降压变电所的主变压器为2S95000/35。4)已设系统为无限大容量，Sc=，并选Sj=100MVA，Uj1=37kv,Uj2=10.5kv5)架空线路Xo0.4/km； 310KV以下的电缆线路Xo0.08/km。各元件电抗标么值计算X=Xo= Sj/Sd=100/990=0.1X1=X2=0.4L*Sj/Up2=0.4*7*100/372=0.205X3=X4=7/100*100/5=1.4等效电路图

34、2、各点短路电流计算最大运行方式下 d1点：Id1*=1/(X*+X1*) =1/(0.1+0.205)=3.279Id1=Id1*Ij=3.279(100/37)=5.117(KA) ich1=2.55Id1 =2.555.117=13.05(KA) Sd1=1/Xd1*Sj=3.279100=327.9 (MVA)d2点：Id2*=1/( X*+X1*+X2*)1/（0.1+0.205+1.4）0.59Id2=Id2*Ij=0.59(100/10)=3.406 (KA)ich2=2.55Id2=2.553.406=8.686(KA)Sd2=1/Xd2*Sj=0.59100=59 (MVA)

35、短路电流计算结果表：运行方式最大运行方式短路点d1d2三相短路电流Id (KA)5.1173.406冲击电流ich (KA)13.058.686短路容量（MVA）327.959第三章 电气设备选择第一节 高压电气设备选择与校验的原则一、电气设备选择原则1）满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展；2）按当地环境条件校核；3）力求技术先进和经济合理；4）选择导体时尽量减少品种；5）选用新产品均具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。二、电气设备选择的条件1）按使用的环境条件确定设备型号。种类有一般型（户内型、户外型）、矿用型（矿用一般型、安全型）。按环境条件校验时应尽量选用普通

36、型产品。2）按工作条件选择额定电压和额定电流电气设备的额定电压Ue应符合电器装设点的电网额定电压，并应大于等于正常时可能出现的最大的电压Ue，即UeUg。电气设备的额定电流不Ie应大于或等于正常工作时的最大负荷电流Ig，即IeIg。3）按短路条件进行校验动稳定校验：成套设备：imaxich(3)热稳定校验：母线：SSmin=(I/C)额定开断容量：SdnSdt第二节 设备的选择与校验一、35kV侧高压电气设备的选择其主要设备包括：高压断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器和避雷器。1、35kV断路器选择（1）、高压断路器的选择及校验原则 高压断路器的选择主要考虑以下五个方面： 断路器种类和型

37、式的选择一般35kV回路的断路器多选用少油断路器，也可用多油断路器或真空断路器。额定电压选择UN UNS额定电流选择IN Imax开断电流选择高压断路器的额定开断电流INbr，不应小于实际开断瞬间的短路次暂态电流I/INbr I/ 短路关合电流选择为了保证断路器在关合短路时的安全，断路器的额定关合电流iNc1不应小于短路电流最大冲击值iimiNc1 iim断路器的校验则需要校验其热稳定和动稳定： 热稳定校验It2t I2tjx 动稳定校验ies iim（2）35kV断路器的选择主变35kV供电回路最大持续工作电流为IN=SN/ =5000/=82.48（A） 根据规定，在发电机、调相机、变压器

38、回路一般考虑1.05倍的额定电流，因此 Imax =1.05 IN=1.0582.48=86.6（A）UN=35kV取短路计算时间tk=4s根据上面计算出的短路电流值为：I/=I2s=I4s= I.=5.117（kA） iC=13.05（kA）根据35kV断路器的UN 、Imax的要求，查表，可选择选择LW16-40.5断路器，额定工作电压Ueq=40.5KV,额定电流Ieq=1000 A，额定开断容量Sdn=1500MVA，极限通过电流imax=25KA，热稳定电流4S时It=25KA。动稳定校验：imaxichimax=25KAich=13.05动稳定校验满足要求 热稳定校验：It2tI2

39、tjx25245.11721.5热稳定校验满足要求。下表中列出了断路器的有关参数，并与计算数据进行比较。断路器选择结果表计算数据LW16-40.5断路器UNs35（kV）UN35（kV）Imax86.6（A）IN600（A）I/5.117（kA）INbr8.5（kA）iim13.05（kA）iNc114.5（kA）I2tjx5.11721.5 （kA）2sIt2.t8.524=289（kA）2siim13.05（kA）ies14.5（kA）Sd327.9（MVA）SN400（MVA）由选择结果可见各项条件均能满足，故所选LW16-40.5断路器合格。2、35kV隔离开关选择隔离开关是发电厂中常

40、用的电器，它可以在电气设备检修时，将被检修设备与电源电压隔离，以保证检修的安全；也可以与断路器配合使用，根据需要实现发电厂的倒闸操作；还可以分合一些小电流电路。其选择及校验原则如下：（1） 种类和形式的选择一般35kV及以上的屋外中型配电装置多采用三柱式隔离开关。（2） 额定电压选择UN UNS（3） 额定电流选择IN Imax（4） 热稳定校验It2t I2tjx（5） 动稳定校验ies Iim由于选择的隔离开关为总降压变电所主变压器回路隔离开关，因此其最大持续工作电流Imax和热稳定、动稳定选择断路器时相同。根据总降压变电所主变压器回路隔离开关的UNS 、Imax及安装在屋外的要求，查表，

41、可选择GW5-35G/600-72型屋外隔离开关。 下表中列出了隔离开关的有关参数，并与计算数据进行比较。隔离开关选择结果表计算数据GW5-35G/600-72型隔离开关UNs35（kV）UN35（kV）Imax86.6（A）IN600（A）I2tjx5.11721.5 （kA）2sIt2.t1624=1024（kA）2siim13.05（kA）ies72（kA）由表中可以看出，所选GW5-35G/600-72型屋外隔离开关合格。3、35kV电压互感器的选择电压互感器应按下列技术条件选择（1） 一二次电压应满足要求；（2） 应根据装设地点和使用条件选择种类和型式；（3） 应根据接入的测量仪表、

42、继电器和自动装置等设备对准确度等级的要求确定准确度；（4） 容量和二次负荷；（5） 接线方式，在满足二次电压和负荷要求的条件下，电压互感器应尽量采用简单接线。35kV侧进线装设电流表3只，电压表1只，功率表1只，有功电度表和无功电度表各1只。二次侧负荷如下表所示：35kV电压互感器二次负荷仪表名称仪表型号电压线圈数目每个线圈消耗功率（VA）cos负荷AB相BC相PabQabPbcPbc电压表ITI-V14.514.5功率表IDI-W20.7510.750.75有功电表DS-I21.50.380.571.390.571.39无功电表DX-I21.50.380.571.390.571.39合计6.

43、392.781.892.78求各相负荷：Sab=6.97 VASbc=3.36 VACosab=Pab/Sab=6.39/6.97=0.92 ab=23.07Cosbc=Pbc/Sbc=1.89/3.36=0.56 bc=55.94A相负荷为：PA=（1/）Sabcos（ab30） =（1/）6.97cos（23.0730）=3.99 WQA=（1/）Sabsin（ab30） =（1/）6.97sin（23.0730）=0.49 VarB相负荷为：PB=（1/）Sabcos（ab+30）+ Sbccos（bc30） =（1/）6.97cos（23.07+30）+ 3.36cos（55.9430

44、）=4.16 WQB=（1/Sabsin（ab+30）+ Sbcsin（bc30） =（1/）6.97sin（23.07+30）+ 3.36sin（55.9430）= 4.07 VarC相负荷为：PC=（1/）Sbccos（bc+30） =（1/）3.36cos（55.94+30）=0.14 WQC=（1/）Sbcsin（bc+30） =（1/）3.36sin（55.94+30）=1.94 Var可见，B相负荷较大，故应按B相总负荷进行选择：SB=5.82 VA查表可选JDJJ-35型单相油浸式电压互感器，其0.5级的二次绕组额定容量为150VA 。由于B相负荷较大，故按照B相总负荷进行校验S

45、B=5.82150/3=50 VA故所选JDJJ-35型单相油浸式电压互感器满足要求。4、35kV侧电流互感器的选择为便于设备的安装、运行、维护及检修，35kV系统的电流互感器全部选择成一致，按最大短路电流回路来校验。35kV侧电流互感器校验二次负荷表仪表名称仪表型号电流线圈数目A相B相C相VAVAVA电流表ITI-A130.1230.1230.12功率表ITI-W21.450.0581.450.058有功电表DS-120.50.020.50.02无功电表DX-120.50.020.50.02合计5.450.21830.125.450.218根据电流互感器安装处的电网电压（35kV）、最大工作

46、电流（86.6A）和安装地点的要求，查表初选LCW-35型油浸式电流互感器，因所选电流互感器除用于电流测量和继电保护外，还用于电度计量，故应选用0.5级，其二次负荷额定阻抗为2，互感器变比为150/5，动稳定倍数Kes=100，热稳定倍数Kt=65 。由上表可以看出，A、C相负荷最大，为Sn=5.45 VA，其阻抗为ra=Sn/I2n2= 5.45/52 =0.218 电流互感器接线为不完全星型接线，连接线的计算长度Lc=L，则SLc/（Zn2-ra-rc）=（1.7510-8100）/（2-0.218-0.1）=1.8mm2选用标准截面为2.5mm2的铜线。热稳定校验：（KtIN1）2= （

47、650.15）2=95.0670.56（kA）2s动稳定校验： IN1Kes=0.15100=21.210.7 kA故所选LCW-35型电流互感器满足要求。 5、高压熔断器的选择35KV户外高压熔断器选择目的主要是用于保护电压互感器，故只须按工作电压和开断能力进行选择；选择为：RW235户外型高压熔断器，其最大开断电流60A，额定工作电流0.5A，配RD135限流电阻器。6、35KV母线的选择和效验35KV母线及变压器引线为了适应安装及技术要求，导体选型采用软导线即钢芯铝绞线。裸导体根据具体情况，按下列技术条件分别进行选择和效验：1、 按导体长期发热允许电流选择2、 按经济电流密度选择3、 电

48、晕电压校验4、 做热稳定校验5、 做动稳定校验6、 共振校验本设计中，按经济电流密度选择35KV架空线及变压器引线的截面，按短路电流进行热稳定校验最大持续工作电流：按一回线给两台变压器供电的运行方式，其最大负荷电流Igmax=2Ic=2Se/3Ue=165(A)Tmax=4200h查图钢芯铝绞线的经济电流密度为J=1.2Sj=Igmax/J=165/1.2=137.5 (MM2)查表，试选LGJ型标准截面70/10钢芯铝绞线，查表温度修正系数K=0.94所以实际环温下允许的载流量为：IY、=KIy=0.94*194=182(A)校验在d1点短路条件下的热稳定，按最小允许截面法：Smin=1/c

49、KfQdt=I/Ctdx查表：c=87，设线路主保护动作时间0.2S，断路器全分闸时间0.15s，则t=0.2+0.15=0.35s，=1，ts=0.3stdx=ts+0.05=0.35sSmin=5117/87*0.35=34.79mm2 满足要求所以，所选择型号合格二、10kV侧电气设备选择1、变压器低压侧及母联设备的选择10kV侧电气设备选择参数比较表设备名称 计算 型号数据断路器ZN2-10隔离开关GN6-10T/600电压互感器JDJW-10电流互感器LAT-10-300/5UN=10kV10 kV10 kV10 kV10 kVIN=289A600A600A600A300/5Aic=

50、8.686kA52 kA52 kA52 kA57kASk=59MVA200 MVAI2tj= 46.24 （kA）2s538.24 （kA）2s2000 （kA）2s2000 （kA）2s900 （kA）2s上诉设备选择及校验过程同35KV设备相同，故省略。根据列表比较，各种条件均满足，故所选设备合格。2、10kV馈电线路设备的选择以负荷最大的一车间1100kw为例，选用GG-10型高压开关柜，见下表：10kV馈电线路设备选择参数表设备名称 计算 型号数据断路器ZN3-10隔离开关GN8-10电流互感器LAT-10-300/5UN=10kV10 kV10 kV10 kVIN=71A600A40

51、0A300/5Aic=8.686kA33 kA50 kA57.3kASk=59MVA150MVAI2tj=46.24 （kA）2s11.624 （kA）2s1425 （kA）2s可见，所选设备合格。3、10KV母线的选择和校验最大持续工作电流Igmax按一台变压器的持续工作电流，即Igmax=1.05*5000/（3*10）=303（A）查表，选择25x4单片矩形铝母线竖放，长期允许载流量为308A，温度修正系数K=0.94所以实际环温下允许的载流量为I=308*0.94=290（A）按d2点短路条件校验热稳定：t=1s ts=0.8s tdx=0.85（s） 取c=87 I=3.406 Sm

52、in=3406/87*0.85=23.16（mm2） 满足要求所以，所选择型号合格结论本次毕业设计的主要任务是35KV企业变电所电气初步设计。首先根据设计任务书的要求编写大纲，分析规划。其次根据设计任务书的要求，综合考虑了安全、经济、可靠等多方面因素，经过认真计算，选择设备，然后绘制图纸。初稿后，征求指导老师的意见，反复修改。为做好本次设计，查阅了不少书籍，在整个设计过程中遇到了诸多困难，通过向老师及同学的请教、查资料、网上查询等方式都得到了解决，提高了解决问题的能力。在本次设计中，力求体现自身学识水平。由于所学知识及能力有限，无设计实践经验，在满足设计任务基本需要之外，未能做深入的详尽的设计

53、，更多的从各种资料手册中寻找答案，毫无创新。所以此设计存在局限性和缺陷。因此请评阅老师指正，以便在今后的工作和学习当中能有更大的提高。主要参考文献工厂供电刘介才 主编 工厂供电设计李宗纲、刘玉林、施慕云、韩春生 主编工厂供电苏文成 主编发电厂及变电站电气设备吴靓 谢珍贵发电厂电气部分第三版 熊信银 朱永利 中小型变电所实用设计手册雷振山主编电力工程电气设计手册(一) 中国电力出版社电气工程专业毕业设计指南电力系统分册，中国水利水电出版社 陈跃 主编10kV及以下变电所设计规范GB5005394 机械工业部供配电技术，电子工业出版社 唐志平主编、杨胡萍副主编并联电容器装置设计规范 GB5022795 建设部