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课程设计报告书课程名称：《发电厂变电站电气设备》课题名称：35KV企业变电所电气部分初步设计系部名称：电气自动化系专业：电力系统自动化技术班级：姓名：学号：指导老师：2009年05月20日第页（共23页）1前言本文是根据中华人民共和国电力公司发布的《35KV～110KV无人值班变电所设计规程》编写的。变电所是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全厂（所）电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。本次设计为35KV变电站电气部分初步设计，共分为任务书、说明书、计算书三部分，所设计的内容力求概念清楚，层次分明。本文在撰写的过程中，曾得到老师和同学的支持，并提供大量的资料和有益的建议，对此表示衷心的感谢。由于我本人还是学生，没有接触过这方面的事，对变电站的设计还比较陌生，所以在设计中不免有很多不妥当之处，还忘老师批评指正。第页（共23页）2[目录]前言第一篇任务书一、设计要求二、原始资料三、设计任务四、设计成果第二篇说明书第一章概述第二章主接线设计方案第三章主变台数和容量的选择第四章所变的选择和所用电的设计第五章短路电流计算第六章导体及电气设备的选择.第三篇计算书一、主变容量的计算二、短路电流计算参考资料第页（共23页）3第一篇任务书一、设计要求1、建立工程设计的正确观点，掌握电力系统设计基本原则和方法。2、培养独立思考、解决问题的能力。3、学习使用工程设计手册和其他参考书的能力，学习撰写工程设计说明书。二、原始资料1、某国营企业为保证供电需求，要求设计一座35KV降压变电所，以10KV电缆给各车间供电，一次设计并建成。2、距本变电所6Km处有一系统变电所，由该变电所用35KV双回路架空线路向待定设计的变电所供电，在最大运行方式下，待设计的变电所高压母线上的短路功率为1000MVA。3、待设计的变电所10KV无电源，考虑以后装设的组电容器，提高功率因素，故要求预留两个间隔。4、本变电所10KV母线到各个车间均用电缆供电，其中一车间和二车间为一类负荷，其余为二类负荷，Tmax=4000h，各馈线负荷如表1—1序号车间名称计算用有功功率（kw）计算用无功功率（kvar）1一车间10464712二车间7354873机械车间8085724装配车间10004915锻工车间9202766高压站13502977高压泵房7374968其他9316755、所用电的主要负荷见表1—2第页（共23页）4序号车间名称额定容量（KW）功率因素（cos）安装台数工作台数备注1主充电机200.8811周期性负荷2浮充电机4.50.8511经常性负荷3蓄电池室通风2.70.8811经常性负荷4室装配装置通风110.7922周期性负荷5交流焊机10.50.511周期性负荷6检修试验点130.811经常性负荷7载波运动0.960.6911经常性负荷8照明负载14经常性负荷9生活水泵用电10经常性负荷6、环境条件1）当地最热月平均最高温度29.9°c，极端最低温度-5.9°c，最热月地面0.8m处土壤平均26.7°c，电缆出线净距100mm。2）当地海拔高度507.4m。雷暴日数36.9日/年：无空气污染，变电所地处在P≤500m·Ω的黄土上。三、设计任务1、设计本变电所的主电路，论证设计方案是最佳方案，选址主变压器的容量和台数。2、设计本变电所的自用电路，选择自用变压器的容量和台数。3、计算短路电流。4、选择导体及电气设备。四、设计成果1、设计说明书和计算书各一份2、主电路和所用电路图各一份第页（共23页）5第二篇说明书第一章概述一、设计依据根据设计任务书给出的条件。二、设计原则1、要遵守国家的法律、法规，贯彻执行国家经济建设的方针、政策和基本建设程序，特别是应贯彻执行提高综合经济效益和促进技术进步的方针。2、要根据国家规范、标准与有关规定，结合工程的不同性质不同要求，要实行资源的综合利用，要节约能源、水源，要保护环境，要节约用地并合理使用劳动力，要立足于自力更生。三、变电站建设的必要性及规模1、变电站建设的必要性为了加强企业供电可靠性，减少线路损耗，适应日益增长的负荷发展需要，35KV变电所的选址于距离一电力系统变电所6KV处，其近邻工厂，其主要供电对象是企业的各个车间，这样设计减小了供电半径，供电线损大幅下降，供电量增加，适应现代化建设与发展的需要，有利于企业的经济发展2、本工程建设规模2.1、企业变电站为35kV/10kv降压变电站，该变电站为无人职守的综合自动化站，容量为2*6300千伏安，企业变电站安装两台S7-6300/35主变压器，35kV为单母线接线。2.2、企业变电站选址在企业附近，地势平缓，海拔高度507.4m，气象条件见《任务书》的环境条件。10kV采用屋内配电装置，架空出线,10kV电空器室外布置。第二章主接线设计方案第一节主接线的设计原则一、主接线的设计依据1、负荷大小的重要性2、系统备用容量大小2.1运行备用容量不宜少于8-10%，以适应负荷突变，机组检修和事故停运等情况的调频需要。2.2装有两台及以上的变压器的变电所，当其中一台事故断开时，其余主变压器的容量应第页（共23页）6保证该变电所60%~70%的全部负荷，在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证车间的一、二级负荷供电。二、主接线的基本要求电气主接线应满足可靠性、灵活性、经济性三项基本要求，其具体要求如下：1、可靠性供电可靠性是电力生产和分配的首要要求。1.1断路器检修时，不宜影响供电。1.2线路、断路器或母线或母线隔离开关检修时，尽量减少停运出线回数及停运时间，并能保证对一级负荷及全部及大部分二级负荷的供电。1.3尽量避免发电厂、变电所全部停运的可能性。1.4大机组超高压电气主接线应满足可靠性的特殊要求。2、灵活性主接线应满足在调度，检修及扩建时的灵活要求2.1调度时，应可以灵活地投入和切除电源、变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式，检修运行方式以及特殊运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求。2.2检修时，可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对车间的供电。2.3扩建时，可以容易地从初期接线过渡到最终接线。在不影响连续供电或停运时间最短的情况下，投入新装机组，变压器或线路而不互相干扰，并且对一次和二次部分的改建工作最少。3、经济性主接线满足可靠，灵活性要求的前提下做到经济合理。3.1主接线应力求简单，经节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备。3.2要能使继电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次设备和控制电缆。3.3要能限制短路电流，以便于选择价廉的电气设备或轻型电器。3.4如能满足系统的安全运行及继电保护要求，35kV及其以下终端或分支变电所可采用简易电器。3.5占地面积少：主接线设计要为配电装置布置创造条件，尽量使占地面积减少。3.6电能损失少：经济合理地选择主变压器的种类（双绕组、三绕组或自耦变压器）、容量、数量，要避免因两次变压而增加的电能损失。第二节主接线的设计和论证依据变电站的性质可选择单母线接线、单母线分段接线、外桥型接线、内桥型接线、四种主接线方案，下面逐一论证其接线的得弊。一、单母线接线优点：1、接线简单清晰、设备少、操作方便。第页（共23页）72、便于扩建和采用成套配电装置缺点：1、不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关等）故障或检修均需使整个配电装置停电。2、单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需停电，在用隔离开关将故障的母线分开后才能恢复非故障段的供电。适用范围：一般用于6-220kV系统中，出线回路较少，对供电可靠性要求不高的中、小型发电厂与变电站中。二、单母线分段接线1、用隔离开关分段的单母线接线这种界限实际上仍属不分段的单母线接线，只是将单母线截成两个分段，其间用分段隔离开关连接起来。这样做的好处是两段母线可以轮流检修，缩小了检修母线时的停电范围，即检修任一段母线时，只需断开与该段母线连接的引出线和电源回路拉开分段隔离开关，另一段母线仍可继续运行。但是，若两个电源取并列运行方式，则当某段母线故障时，所有电源开关都将自动跳闸，全部装置仍需短时停电，需待用分段隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障母线段的供电。可见，采用隔离开关分段的单母线接线较之不分段的单母线，可以缩小母线检修或故障时的停电范围。2、用断路器分段的单母线接线用隔离开关奋斗的单母线接线，虽然可以缩小母线检修或故障时的停电范围，但当母线故障时，仍会短时全停电，需待分段隔离开关拉开后，才能恢复非故障母线段的运行，这对于重要用户而言是不允许的。如采用断路器分段的单母线接线，并将重要用户采用分别接于不同母线段的双回路供电，足可以克服上诉缺点。对用断路器分段的单母线的评价为:1）优点：a.具有单母线接线简单、清晰、方便、经济、安全等优点。b.较之不分段的单母线供电可靠性高，母线或母线隔离开关检修或故障时的停电范围缩小了一半。与用隔离开关分段的单母线接线相比，母线或母线隔离开关短路时，非故障母线段可以实现完全不停电，而后者则需短时停电。c.运行比较灵活。分段断路器可以接通运行，也可断开运行。d.可采用双回线路对重要用户供电。方法是将双回路分别接引在不同分段母线上。2）缺点：a.任一分段母线或母线隔离开关检修或故障时，连接在该分段母线上的所有进出回路都要停止工作，这对于容量大、出线回路数较多的配电装置仍是严重的缺点。第页（共23页）8b.检修任一电源或出线断路器时，该回路必须停电。这对于电压等级高的配电装置也是严要缺点。因为电压等级高的断路器检修时间较长，对用户影响甚大。3、单母线分段带旁路母线的接线为了在检修线路断路器时，不中断对该线路的供电，可以增设旁路设施，包括旁路开关电器和旁路母线。这种接线不宜用于进出线回路多的情况下使用。单母线分段接线，虽然缩小了母线或母线隔离开关检修或故障时的停电范围，在一定程度上提高了供电可靠性，但在母线或母线隔离开关检修期间，连接在该段母线上的所有回路都将长时间停电，这一缺点，对于重要的变电站和用户是不允许的。三、双母线接线为了克服上述单母线分段接线的缺点，发展了双母线接线。按每一回路所连接的断路器数目不同，双母线接线有单断路器双母线接线、双断路器双母线接线、一台半断路器接线（因两个回路共用三台断路器，又称二分之三接线）三种基本形式。后两种又称双重连接的接线，意即一个回路与两台断路器相连接，在超高压配电装置中被日益广泛地采用。1、单断路器双母线接线：单断路器双母线接线器是双母线接线中最基本的接线形式。它具有两组结构相同的母线，每一回路都经一台断路器、两组隔离开关分别连接到两组母线上，两组母线之间通过母联断路器来实现联络。双母线接线有两种运行方式，一种运行方式是一组母线工作，一组母线备用，母联断路器在正常运行时是断开的；另一种运行方式是两组母线同时工作，母联断路器在正常运行时是接通的，这时每一回路都固定连接于某一组母线上运行，故亦称固定连接运行方式。这两种运行方式在供电可靠性方面有所差异，当母线短路时，前者将短时全部停电；后者母线继电保护动作，只断开故障母线上电源回路的断路器和母联断路器，并不会使另一组母线中断工作。单断路器双母线接线具有以下优缺点:1）单断路器双母线接线的优点：双母线接线有更高的可靠性，表现在以下几方面:a.检修任一段母线时，可不中断供电，即通过倒闸操作将进出线回路都切换至其中一组母线上工作，便可检修另一组母线。b.检修任一母线隔离开关时，只需停运该回路。c.母线发生故障后，能迅速恢复供电。d.线路断路器拒动时或不允许操作时，可经一定的操作顺序使母联断路器串入该线路代替线路断路器工作，而后用母联断路器切除核线路。e.检修任一回路断路时，可用装接“跨条”的方法，避免该线路长期停电。f.便于试验。在个别回路需要单独进行试验时，可将谅回路单独接