摘要
电能是现代工业生产的主要能源和动力。随着现代文明的发展与进步，社会生产和生活对电能供应的质量和管理提出了越来越高的要求。机械厂供电系统的核心部分是变电所。变电所主接线设计是否合理，关系到整个电力系统的安全、灵活和经济运行。
本设计在机械厂具体资料的基础上，依据变电所设计的一般原则和步骤，完成了变电所一次系统设计。为适应机械类企业，用电负荷变化大、自然功率因数低的特点，该设计中采用并联电容器的方法来补偿无功功率，以减少供电系统的电能损耗和电压损失，同时提高了供电电压的质量。此机械厂变电所一次系统设计包括：负荷的计算及无功功率的补偿；变电所主变压器台数和容量、型式的确定；变电所主接线方案的选择；进出线的选择；短路计算和开关设备的选择；根据设计要求，绘制变电所一次系统图。
关键词：电能；变电所；一次系统。
目录
1 前言 (1)
1.1 引言错误！未定义书签。
1.2 设计原则 (1)
1.3 本文所做的主要工作 (2)
2 负荷计算及电容补偿 (4)
2.1 负荷计算的定义 (4)
2.2 负荷计算 (4)
2.2.1 负荷计算的方法 (4)
2.2.2 负荷统计计算 (5)
2.3 电容补偿 (7)
3 负荷计算及电容补偿 (9)
3.1 主变压器台数选择 (9)
3.2 主变压器容量选择 (9)
3.3 主接线方案确定 (10)
3.3.1 变电所主接线方案的设计原则与要求 (10)
3.3.2 变电所主接线方案的技术经济指标 (10)
3.3.3 工厂变电所常见的主接线方案 (11)
3.3.4 确定主接线方案 (11)
3.4 无功功率补偿修定 (13)
4 高低压开关设备选择和变电所选址及布置概述 (15)
4.1 短路电流的计算 (15)
4.1.1 短路的定义 (15)
4.1.2 短路计算的目的 (15)
4.1.3 短路计算的方法 (15)
4.1.4 本设计采用标幺制法进行短路计算 (15)
4.2 变电站一次设备的选择与校验 (21)
4.2.1 一次设备选择与校验的条件 (21)
4.2.2 按正常工作条件选择 (22)
4.2.3 按短路条件校验 (22)
4.2.4 10kV侧一次设备的选择校验 (23)
4.2.5 380V侧一次设备的选择校验 (25)
4.3 高低压母线的选择 (26)
4.4 变电所选址概述 (27)
4.5 变电所总体布置概述 (27)
5 变电所进出线和低压电缆选择 (29)
5.1 变电所进出线的选择范围 (29)
5.2 变电所进出线方式的选择 (29)
5.3 变电所进出导线和电缆形式的选择 (29)
5.4 导线和电缆截面的选择计算 (30)
5.5 高压进线和低压出线的选择 (30)
5.5.1 10kV高压进线的选择校验 (30)
5.5.2 由高压母线至主变的引入电缆的选择校验 (31)
5.5.3 380V低压出线的选择 (31)
6 总结与展望 (37)
7 参考文献 (38)
附录 (39)
致谢 (41)
1 前言
1.1引言
电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。
在工程机械制造厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。
电能从区域变电站进入机械厂后，首先要解决的就是如何对电能进行控制、变换、分配和传输等问题。在机械厂，担负这一任务的是供电系统，供电系统的核心部分是变电所。一旦变电所出了事故而造成停电，则整个机械厂的生产过程都将停止进行，甚至还会引起一些严重的安全事故。
机械厂变电所要很好地为生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：
(1)安全在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。
(2)可靠应满足电能用户对供电可靠性的要求。
(3)优质应满足电能用户对电压和频率等质量的要求
(4)经济供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。
此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。
1.2设计原则
按照国家标准GB50052-95《供配电系统设计规范》、GB50053-94 《10kV及以下设计规范》、GB50054-95 《低压配电设计规范》、JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》等的规定，进行变电所设计必须遵循以下原则：
1、遵守规程、执行政策
必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。
2、安全可靠、先进合理
应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。
3、近期为主、考虑发展
应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。
4、全局出发、统筹兼顾
按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。
1.3本文所做的主要工作
目前世界上机械生产能源和动力主要来源于电能。电网的正常运行是保证机械生产安全前提。根据设计任务书的要求，结合实际情况和市场上现有的电力产品及其技术，本文主要做了以下工作：
1、负荷计算
机械厂变电所的负荷计算，是根据所提供的负荷情况进行的，本文列出了负荷计算表，得出总负荷。
2、一次系统图
跟据负荷类别及对供电可靠性的要求进行负荷计算，绘制一次系统图，确定变电所高、低接线方式。对它的基本要求，即要安全可靠又要灵活经济，安装容易维修方便。
3、电容补偿
按负荷计算求出总降压变电所的功率因数，通过查表或计算求出达到供电部门要求数值所需补偿的无功率。由手册或产品样本选用所需无功功率补偿柜的规格和数量。
4、变压器选择
根据电源进线方向，综合考虑设置总降压变电所的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要，确定变压器型号。
5、短路电流计算
工厂用电，通常为国家电网的末端负荷，其容量运行小于电网容量，皆可按无限大容量系统供电进行短路计算。求出各短路点的三相短路电流及相应有关参数。
6、高、低压设备选择及校验
参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值，选择高、低压配电设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。并根据需要进行热稳定和力稳定检验，并列表表示。
7、电缆的选择
为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，进行电缆截面选择时必须
满足发热条件：电缆(包括母线)在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。
2负荷计算及电容补偿
2.1负荷计算的定义
1．计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。
2．平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。
2.2负荷计算
2.2.1负荷计算的方法
负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。
由于本机械厂用电部门较多，用电设备台数较多，设计采用需要系数法予以确定。
1．单台组用电设备计算负荷的计算公式 (1).有功计算负荷(单位为kW)：
30d e
P K P = (2-1)
式中 30P —设备有功计算负荷(单位为k W )；
e P —用电设备组总的设备容量(不含备用设备容量，单位为k W )； d
K —用电设备组的需要系数。
(2).无功计算负荷(单位为kvar)
3030tan Q P φ
= (2-2)
式中 30Q —设备无功计算负荷(单位为k var )；
tan φ
—对应于用电设备组功率因数cos φ的正切值。
(3).视在计算负荷(单位为kVA)
3030cos P S φ
=
(2-3)
式中 30S —视在计算负荷(单位为k V A )；
cos φ
—用电设备组的功率因数。
(4).计算电流(单位为A)
30S I =
(2-4)
式中 30I —计算电流(单位为A)；
30S —用电设备组的视在功率(单位为kVA)；
N
U —用电设备组的额定电压(单位为kV)。
2．多组用电设备计算负荷的计算公式 (1).有功计算负荷(单位为kW)
3 30z p i
P K P =∑?·∑ (2-5)
式中 3z P —多组用电设备有功计算负荷(单位为k W )；
30i P ·∑—所有设备组有功计算负荷30P 之和； p K ∑?—有功负荷同时系数，可取0.7～0.95。
(2).无功计算负荷(单位为kvar)
330z q i Q K Q Σ=∑ (2-6)
式中 3z Q —多组用电设备无功计算负荷(单位为k var )；
30i Q ∑—所有设备组无功计算负荷30
Q 之和；
q K Σ—无功负荷同时系数，可取0.8～0.95。
(3).视在计算负荷(单位为kVA)
3z S =
(4).计算电流(单位为
A)
3z S I =
(2-8)
(5).功率因数
33cos z z
P S φ=
(2-9)
2.2.2负荷统计计算
根据提供的资料，列出负荷计算表。因设计的需要，计算了各负荷的有功功率、无功功率、视在功率、计算电流等。表中生活区的照明负荷中已经包括生活区各用户的家庭动力负荷。具体负荷的统计计算见表2-1。
表2-1 某机械厂负荷计算表
照明100.7
小计290
动力300.4
—84
1.0280
热处理车间 500 0.6照明 10 0.8
2.3电容补偿
1.意义
感性负载是需要电网提供的有功及无功电流运行的，即变压器及线路都要输送有功及无功电流，这样，变压器效率降低，线路载流变大，增加了损耗。电力电容器并联于线路中是产生无功电流的，即自主提供了无功电流，减少电网的输送，变压器及线路尽可能少地输送无功电流，变压器效率得以提高，线路减少了不必要的载流量，线损减低。一般在工厂线路进行集中补偿或者分散补偿。
在变电所低压侧装设无功补偿后，由于低压侧总的视在计算负荷减小，从而可使变电所主变压器容量选的小一些，这不仅可以降低变电所的初投资，而且可减少工厂的电费开支，因为我国供电企业对工业用户是实行的“两部电费制”；一部分叫基本电费，按所装用的主变压器容量来计算，规定每月按KVA 容量大小缴纳电费，容量越大，缴纳的基本电费越多，容量越小，缴纳的基本电费就越少。另一部分叫电能电费，按每月实际耗用的电能KWh 来计算电费，并且要根据月平均功率因数的高低乘上一个调整系数。凡月平均功率因数高于规定的，可减收一定百分率的电费；凡低于规定的，则加收一定百分率的电费。由此可见，提高工厂功率因数不仅对整个电力系统大有好处，而且对工厂本身也有一定的经济实惠。
2. 无功功率补偿初设
由表2-1知：31232kW z P =，31816kV A z S =，因此该厂380V 侧最大负荷时的功率因数为3z 3z
cos 0.678P S φ=
=。供电部门要求该厂
10kV 进线侧最大负荷时的功率
因数不应低于0.9。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V 侧最大
负荷时功率因数应稍大于0.9，本文取0.93来计算380V 侧所需无功功率补偿容量：
3Z 12(tan tan )
c Q P φφ=- (2-10)
1232[tan(arccos 0.678)tan(arccos 0.93)]var 849var
k k =-=
选PGJ1型低压自动补偿屏，并联电容器为BW0.4-14-3型，采用其方案2（主屏）1台与方案4（辅屏）7台相组合，总共容量112kvar ×8=896kvar 。
无功补偿后工厂380V 侧的负荷计算：
'31232kW
z
P
=；
'31334.1-896=438.1kvar
z
Q
=；
'31307.6KVA z
S
==
=；
补偿后低压侧的功率因素：
'3'31232
cos 0.9421307.6
z z
P S
φ=
==
3变压器选择及主接线方案确定
3.1主变压器台数选择
选择主变压器台数时应考虑下列原则：
1．应满足用电负荷对供电可靠性的要求。对供有大量一、二级负荷的变电所，应采用两台变压器，以便当一台变压器发生故障或检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电。对只有二级而无一级负荷的变电所，也可以只采用一台变压器，但必须有备用电源。
2．对季节性负荷或昼夜负荷变动较大，适于采用经济运行方式的变电所，可采用两台变压器。
3．当负荷集中且容量相当大的变电所，虽为三级负荷，也可以采用两台或多台变压器。
4．在确定变电所台数时，应适当考虑负荷的发展，留有一定的余地。
3.2主变压器容量选择
1．只装一台主变压器的变电所
主变压器容量S 应满足全部用电设备总计算负荷S 3的需要，即
3S S ≥ (3-1) 2．装有两台主变压器的变电所
每台变压器的容量Sz 应同时满足以下两个条件：
(1)任一台变压器单独运行时，应满足总计算负荷S 3的大约60% 80%的需要，即
3(0.60.8)S S =
(3-2)
(2)任一台变压器单独运行时，应满足全部一、二级负荷的需要，即
3()
S S I +II ≥ (3-3)
根据工厂的负荷性质和电源情况，工厂变电所的主变压器可有下列两种方案： 方案1 装设一台主变压器
根据式(3-1)，主变选用一台接线方式为D.yn11的S11-1600/10型变压器，根据民用建筑规范要求变压器的负载率不宜大于85%，而
160085%1360kV A>1307.6K V A
z S =?= (3-4)
显然满足要求。至于机械厂的二级负荷的备用电源，由与邻近单位相联的高压联络线来承担。因此装设一台主变压器时选一台接线方式为D.yn11的S11-1600/10型低损耗配电变压器。
方案2 装设两台主变压器
根据式(3-2)和(3-3)，可知
(0.60.75)1307kVA (784.2980.25)kVA S =?=
3()179.8124.7178.5kV A kV A
S S I +II ≥=+(＋)＝483
因此选两台接线方式为D.yn11的S11-1000/10型低损耗配电变压器。两台变压器并列运行，互为备用。
3.3主接线方案确定
3.3.1变电所主接线方案的设计原则与要求
变电所的主接线，应根据变电所在供电系统中的地位、进出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并应满足安全、可靠、灵活和经济等要求。
(1)安全 应符合有关国家标准和技术规范的要求，能充分保证人身和设备的安全。
(2)可靠 应满足电力负荷特别是其中一、二级负荷对供电可靠性的要求。 (3)灵活 应能必要的各种运行方式，便于切换操作和检修，且适应负荷的发展。 (4)经济 在满足上述要求的前提下，尽量使主接线简单，投资少，运行费用低，并节约电能和有色金属消耗量。 3.3.2变电所主接线方案的技术经济指标 1.主接线方案的技术指标
(1)供电的安全性。主接线方案在确保运行维护和检修的安全方面的情况。 (2)供电的可靠性。主接线方案在与用电负荷对可靠性要求的适应性方面的情况。
(3)供电的电能质量主要是指电压质量，包括电压偏差、电压波动及高次谐波等方面的情况。
(4)运行的灵活性和运行维护的方便性。 (5)对变电所今后增容扩建的适应性。 2.主接线方案的经济指标
(1)线路和设备的综合投资额 包括线路和设备本身的价格、运输费、管理费、基建安装费等，可按当地电气安装部门的规定计算。
(2)变配电系统的年运行费 包括线路和设备的折旧费。维修管理费和电能损耗费等。
(3)供电贴费（系统增容费）有关部门还规定申请用电，用户必须向供电部门
一次性地交纳供电贴费。
(4)线路的有色金属消耗费指导线和有色金属（铜、铝）耗用的重量。
3.3.3工厂变电所常见的主接线方案
1.只装有一台主变压器的变电所主接线方案
只装有一台主变压器的变电所，其高压侧一般采用无母线的接线，根据高压侧采用的开关电器不同，有三种比较典型的主接线方案：
(1)高压侧采用隔离开关-熔断器或户外跌开式熔断器的主接线方案；
(2)高压侧采用负荷开关-熔断器或负荷型跌开式熔断器的主接线方案；
(3)高压侧采用隔离开关-断路器的主接线方案。
2.装有两台主变压器的变电所主接线方案
装有两台主变压器的变电所的典型主接线方案有：
(1)高压无母线、低压单母线分段的主接线方案；
(2)高压采用单母线、低压单母线分段的主接线方案；
(3)高低压侧均为单母线分段的主接线方案。
3.3.4确定主接线方案
1.10kV侧主接线方案的拟定
由原始资料可知，高压侧进线有一条10kV的公用电源干线，为满足工厂二级负荷的要求，又采用与附近单位连接高压联络线的方式取得备用电源，因此，变电所高压侧有两条电源进线，一条工作，一条备用，同时为保证供电的可靠性和对扩建的适应性所以10kV侧可采用单母线或单母线分段的方案。
2.380V侧主接线方案的拟定
由原始资料可知，工厂用电部门较多，为保证供电的可靠性和灵活性可采用单母线或单母线分段接线的方案，对电能进行汇集，使每一个用电部门都可以方便地获得电能。
3.方案确定
根据前面章节的计算，若主变采用一台S11型变压器时，总进线为两路。为提高供电系统的可靠性，高压侧采用单母线分段形式，低压侧采用单母线形式，其系统图见：图3-1 采用一台主变时的系统图。
若主变采用两台S11型变压器时，总进线为两路，为提高供电系统的可靠性，高压侧采用单母线分段形式，两台变压器在正常情况下分裂运行，当其中任意一台出现故障时另一台作为备用，当总进线中的任一回路出现故障时两台变压器并列运行。低压侧采用也单母线分段形式，其系统图见：图3-2 采用两台主变时的系统图。
图3-1 采用一台主变时的系统图
图3-2 采用两台主变时的系统图
表3-3 两种主接线方案的比较
扩建适应性 从上表可以看出，按技术指标，装设两台主变的主接线方案优于装设一台主变的方案。从经济指标来看，装设一台主变的方案优于装设两台主变的方案。由于集中负荷较大，已经大于1250kVA,低压侧出线回路数较多，且有一定量的二级负荷，考虑今后增容扩建的适应性，从技术指标考虑，采用于装设两台主变的方案。
3.4无功功率补偿修定
低压采取单母线分段接线方式，考虑铸造车间、电镀车间和锅炉房为二级负荷，采用双回路供电，但在正常状态下只由一回路供电，另回路作为备用。计算负荷时则，只考虑其中一回路。为使两段母线的负荷基本平衡，Ⅰ段母线负荷设计为：铸造车间、仓库、电镀车间、工具车间、金工车间、焊接车间；Ⅱ段母线负荷设计为：锻压车间、组装车间、维修车间、锅炉房、热处理车间、生活区。
Ⅰ段母线的负荷情况：686.6kW P I =∑，892.6k var Q I =∑，cos 0.61φ=，同时系数取为0.9X K =，617.94kW P I =，803.34k var Q I =；
Ⅱ段母线的负荷情况：853.4kW P I I =∑，775kvar Q I I =∑，cos 0.74φ=，同时系数取为0.9X K =，768.06kW P II =，697.5k var Q II =；
对无功功率补偿进行修定：
计算Ⅰ段母线所需无功功率补偿容量，取cos 0.93φ=：
z 12(tan tan )617.94[tan(arccos 0.61)tan(arccos 0.93)]var 558.5var
Q P k k ??I I =-=-=选PGJ1型低压自动补偿屏，并联电容器为BW 0.4-14-3型，采用其方案2（主屏）1台与方案4（辅屏）4台相组合，总共容量112kvar ×5=560kvar 。补偿后的功率因素cos '0.93φI =。
计算Ⅱ段母线所需无功功率补偿容量，取cos 0.93φ=：
z 12(tan tan )768.06[tan(arccos 0.74)tan(arccos 0.93)]var 394.6var
Q P k k ??II II =-=-=选PGJ1型低压自动补偿屏，并联电容器为BW 0.4-14-3型，采用其方案1（主屏）1台与方案4（辅屏）3台相组合，总共容量112kvar ×3+80=416kvar 。补偿后的功率因素cos '0.94φI =。
4高低压开关设备选择和变电所选址及布置概述
4.1短路电流的计算
4.1.1 短路的定义
产生短路的主要原因是电气设备载流部分的绝缘损坏。绝缘损坏的原因多因设备过电压、直流遭受雷击、绝缘材料陈旧、绝缘缺陷未及时发现和消除。此外，如输电线路断线、线路倒杆也可能造成短路事故。所谓短路是指相与相之间通过电弧或其它较小阻抗的一种非正常连接，在中性点直接接地系统中或三相四线制系统中，还指单相或多相接地。
4.1.2 短路计算的目的
在电力系统和电气设备的设计和运行中，短路计算是解决一系列技术问题所不可缺少的基本计算。在本设计中，短路计算主要为了解决以下问题。
(1)选择足够机械稳定度和热稳定度的电气设备，例如断路器、互感器、瓷瓶、母线、电缆等，必须以短路计算为依据。这里包括计算冲击电流以校验设备的电动力稳定度，计算若干时刻的短路电流周期分量以校验设备的热稳定度；计算指定时刻的短路电流有效值以校验断路器的断流能力等。
(2)在设计和选择电气主接线时，为了比较各种不同方案的接线图，确定是否需要采取限制短路电流的措施等，都要进行必要的短路电流计算。
4.1.3 短路计算的方法
进行短路电流计算，首先要绘制计算电路图。在计算电路图上，将短路计算所考虑的各元件的额定参数都表示出来，并将各元件依次编号，然后确定短路计算点。短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。
接着，按所选择的短路计算点绘出等效电路图，并计算出电路中各主要元件的阻抗。在等效电路图上，只需将被计算的短路电流所流经的一些主要元件表示出来，并标明其序号和阻抗值，然后将等效电路化简。对于工厂供电系统来说，由于将电力系统当作无限大容量电源，而且短路电路也比较简单，因此一般只需采用阻抗串、并联的方法即可将电路化简，求出其等效总阻抗。最后计算短路电流和短路容量。
短路电流计算的方法，常用的有欧姆法（又称有名单位制法，因其短路计算中的阻抗都采用有名单位“欧姆”而得名）和标幺制法（又称相对单位制法，因其短路计算中的有关物理量采用标幺值即相对单位而得名）。
4.1.4本设计采用标幺制法进行短路计算
1．标幺制法计算步骤和方法
(1)绘计算电路图，选择短路计算点。计算电路图上应将短路计算中需计入的所以电路元件的额定参数都表示出来，并将各个元件依次编号。
(2)设定基准容量d S 和基准电压d U ，计算短路点基准电流d I 。一般设
d
S =100MVA ，设d U =c U （短路计算电压）。短路基准电流按下式计算：
d I =
(4-1)
(3)计算短路回路中各主要元件的阻抗标幺值。一般只计算电抗。 电力系统的电抗标幺值
*
d s oc
S X S =
(4-2)
式中 oc S ——电力系统出口断路器的断流容量（单位为MVA ）。 电力线路的电抗标幺值
02
d W L c
S X X l
U
*
= (4-3)
式中 c U ——线路所在电网的短路计算电压（单位为kV ）。 电力变压器的电抗标幺值
*
%100k d T N
U S X S =
(4-4)
式中 %k U ——变压器的短路电压（阻抗电压）百分值；
N S ——变压器的额定容量（单位为kVA,计算时化为与d S 同单位）。
(4)绘短路回路等效电路，并计算总阻抗。用标幺制法进行短路计算时，无论有几个短路计算点，其短路等效电路只有一个。
(5)计算短路电流。分别对短路计算点计算其各种短路电流：三相短路电流周
期分量(3)k I 、短路次暂态短路电流"(3)I 、短路稳态电流(3)I ∞、短路冲击电流(3)sh i 及短路后第一个周期的短路全电流有效值（又称短路冲击电流有效值）(3)sh I 。
(3)
*
d k
I I X ∑
=
(4-5)
在无限大容量系统中，存在下列关系：
"(3)
I
=(3)
I ∞=(3)k I (4-6)
高压电路的短路冲击电流及其有效值按下列公式近似计算：
(3)
sh
i=2.55"(3)
I (4-7)
(3)
sh
I=1.51"(3)
I (4-8) 低压电路的短路冲击电流及其有效值按下列公式近似计算：
(3)
sh
i=1.84"(3)
I (4-9)
(3)
sh
I=1.09"(3)
I (4-10)
(6)计算短路容量
(3)d
k
S
S
X*
∑
= (4-11)
图4-1 并列运行时短路计算电路
2.两台变压器并列运行时
(1)根据原始资料及所设计方案，绘制计算电路，选择短路计算点，如图4-1所示。
(2)设定基准容量
d
S和基准电压d U，计算短路点基准电流d
I,设d S=100MVA
，d
U=c U，即高压侧1d U=10.5kV,低压侧2d U=0.4kV,则
1
100M
V A
5.5kA
d
S
I=== (4-12)
2
144kA
d
I=== (4-13)
(3)计算短路电路中各元件的电抗标幺值
电力系统的电抗标幺值
*
1
100M V A
0.2
500M V A
d
S
X
S
=== (4-14)
山东理工大学供配电实用技术课程设计任务书 设计题目：某机械厂降压变电所的电气设计 电气与电子工程学院 2011.11.1
一、设计题目 某机械厂降压变电所的电气设计 二、设计要求 要求根据本厂所取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量，选择变电所主接线方案及高低压设备与进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护装置，确定防雷和接地装置。最后按要求写出设计说明书，绘制设计图纸。 三、设计依据 1）工厂负荷情况： 本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用时数为4000h，日最大负荷持续时间为4h。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属于二级负荷外，其余为三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。本厂的负荷统计资料如图所示。 2）供电电源情况： 按照工厂与当地供电部门签订的供用协议规定，本厂可由附近一条10kV的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参考工厂总平面图。该干线的导线型号为LGJ-95,导线为等边三角形排列，线距为1m，干线首端距本厂8km，该干线首端所装高压断路器的断流容量为500MVA，此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，其定时限过电流保护整定的动作时间为1.5s。为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压或低压联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度达150km，电缆线路总长度25km。 3）气象资料： 本厂所在地区的年最高气温为38℃，年平均气温为23℃，年最低气温为15℃，年最热月平均最高气温为32℃，年最热月平均气温为28℃，年最热月地下0.8m处平均气温为21℃。年主导风向为东北风，年雷暴日数为12。 4）地质水文资料： 本厂所在地区平均海拔120m，地层为沙粘土为主，地下水位为3m。 5）电费制度：
毕业设计论文 110KV变电所电气一次部分初步设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
一、设计任务书 （一）设计题目 某机械厂降压变电所电气一次设计 （二）设计要求 要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主结线及高低压设备和进出线，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。 （三）设计依据 1.工厂总平面图 2.工厂负荷情况：本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为5000h，日最大负荷持续时间为8h。该厂筹造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。电气照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。 3.供电电源情况： 按照工厂与当地供电部门签订的供用电协议规定，本厂可由附近一条10KV的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图（附图1-4）。该干线的导线品牌号为LGJ-185,导线为等边三角形排列，线距为2.0m。干线首端（即电力系统的馈电变电站）距离本厂约10km.干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MWA，此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为1.2s。为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为100km，电缆线路长度为25km。
表1 工厂负荷统计资料 4.气象条件： 本厂所在地区的年最高气温为38℃，年平均气温为23℃，年最低气温为-8℃，年最热月平均最高气温为33℃，年最热月平均气温为26℃，年最热月地下0.8m处的平均温度为25℃。当地主导风向为东北向风，年暴日数为20。 5.地质水文条件： 本厂所在的地区平均海拔500m。地层以砂粘土（土质）为主；地下水位为4m。 6.电费制度： 本厂与当地供电部门达成协议，在本厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费交电费。每月基本电费按主变压器容量计为20元/KVA，动力电费为0.3元/kwh，照明（含家电）电费为0.5元/kwh。工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.95.此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性地向供电部门交供电贴费：6~10KV为800元/KV A。 （四）设计任务 要求在规定时间内独立完成下列工作量： 1、设计说明书1份，需包括： 1）封面及目录 2）前言及确定了赋值参数的设计任务书 3）负荷计算和无功功率补偿 4）变电所位置和型式的选择
某机械厂一次设计 摘要 电能是现代工业生产的主要能源和动力。机械厂供电系统的核心部分是变电所。变电所主接线设计是否合理，关系到整个电力系统的安全、灵活和经济运行。 本设计在给定机械厂具体资料的基础上，依据变电所设计的一般原则和步骤，完成了变电所一次系统设计。本设计中采用并联电容器的方法来补偿无功功率，以减少供电系统的电能损耗和电压损失，同时提高了供电电压的质量。此机械厂变电所一次系统设计包括：负荷的计算及无功功率的补偿；变电所主变压器台数和容量、型式的确定；变电所主接线方案的选择；进出线的选择；短路计算和开关设备的选择；根据设计要求，绘制变电所一次系统图。 关键词：电能；变电所；一次系统。
目录 1 前言 0 1.1 引言错误!未定义书签。 1.2 设计原则 (1) 2 负荷计算及电容补偿 (4) 2.1 负荷计算的定义 (4) 2.2 负荷计算 (4) 2.2.1 负荷计算的方法 (4) 2.2.2 负荷统计计算 (5) 2.3 电容补偿 (7) 3 负荷计算及电容补偿 (9) 3.1 主变压器台数选择 (9) 3.2 主变压器容量选择 (9) 3.3 主接线方案确定 (10) 3.3.1 变电所主接线方案的设计原则与要求 (10) 3.3.2 变电所主接线方案的技术经济指标 (10) 3.3.3 工厂变电所常见的主接线方案 (11) 3.3.4 确定主接线方案 (11) 3.4 无功功率补偿修定 (13) 4 高低压开关设备选择 (15) 4.1 短路电流的计算 (15) 4.1.1 短路的定义 (15) 4.1.2 短路计算的目的 (15) 4.1.3 短路计算的方法 (15) 4.1.4 本设计采用标幺制法进行短路计算 (15) 4.2 变电站一次设备的选择与校验 (21) 4.2.1 一次设备选择与校验的条件 (21) 4.2.2 按正常工作条件选择 (22) 4.2.3 按短路条件校验 (22) 4.2.4 10kV侧一次设备的选择校验 (23) 4.2.5 380V侧一次设备的选择校验 (25) 4.3 高低压母线的选择 (26) 5 变电所进出线和低压电缆选择 (29)
电气工程及其自动化专业课程设计变电所一次系统最佳方案的设计 学生学号： 学生姓名： 班级： 指导教师： 起止日期：
- I - 一、设计要求 35KV 变电所简图如图所示，双电源供电，变电所为降压变电站，两台变压器，双回路进线， 引出多条出线 各元件参数为： 发电机：30N S MV A =?，''0.186d X =， cos 0.8?=； 变压器：12NT S MV A =?，额定电压：35/10.5kV ，%7.5K U = ，010P KW ?=， 50K P KW ?=，0%1I =，允许过载倍数：1.1； 线路L1：单位长度电抗0.4/X km =Ω，120L km =，25L km = ； 负载：''0.3l X =，10NL S MV A =? 。 1.设计35kV 降压变电所的的主接线方案（无需经济性比较） 2.选择35kV 侧和10kV 侧断路器及隔离开关的型号 二、设计方案 变电所一次接线系统中所用设备最多的是高压断路器和高压隔离开关，为此一次系统方案 设计中主要以高压断路器和高压隔离开关等设备和一次接线方式的选择为主，分析一次系统的最佳方案确定。 在发电厂和变电所中，根据电能生产、转换和分配等各环节的需要，配置了各种电气设备 及一次接线系统。不同类别的电气设备承担的任务和工作条件各不相同，因此他们的具体选择方法也不相同。但是，为了保证工作的可靠性及安全性，在选择时的基本要求是相同的，即正常运行条件下选择，以短路条件校验其动稳定性和热稳定性。对于断路器、熔断器等还要校验其开断电流的能力。本次设计步骤如下： 1.按照题目要求，分析变压器两端接线特点，根据各种主接线的适应范围，参照《中华人民共国国家标准35kV ～110kV 变电站设计规范》GB50059-2011，初步拟定主接线方案，然后从接线的可靠性、灵活性、操作简单程度及扩建简单程度等方面比较各种主接线方案，选择决定最终方案。 2.通过负荷容量及变压器参数计算变压器两端最大电流。 3.根据变压器两侧电压等级，及流过两侧线路的最大电流在正常状态下初步选定选择断路器、隔离开关的型号。 4.通过计算电力系统各元件标幺值计算最大运行方式下变压器两端短路次暂态电流及短路冲 击电流，以用于短路器及隔离开关的校验。 5.对于变压器两侧的断路器，最大运行方式下短路时，流过的短路电流最大，计算此时的短路电流和冲击电流，以校验热稳定性，动稳定性，开断能力。 6.校验隔离开关的热稳定性，动稳定性是否满足要求
实验一机械厂降压变电所的电气设计 1.1设计要求： 要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂的发展，按照安全可靠，技术先进，经济合理的要求，确定变电所的位置与形式，确定变电所主要变压器的台数与容量，类型。选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护装置，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。 1.2设计依据： 1.2.1工厂总平面图： 1.2.2工厂负荷情况 本厂多数车间为两班制年最大负荷利用小时为4600h，日最大负荷持续时间为6h。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。全厂负荷情况如1.1工厂负荷统计资料表所示：
1.2.3气象资料 本场所在地区的年最高气温为38℃，年平均气温为23℃，年最低气温为-9℃，年最热月平均最高气温为33℃，年最热月平均气温为26℃，年最热月地下0.8M处平均气温为25℃，当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20天。1.2.4地质水文资料 本厂所在地区平均海拔500m，地层以砂粘土为主，地下水位为1m。 1.2.5供电电源情况 按照工厂与当地供电部门签订的供用电协议规定，本厂可由附近一条 10kv的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图该干线的导线牌号为LGJ-150，导线为等腰三角形排列，线距为2m；干线首端距离本厂约8km。干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MVA。此断路器配备有定时限过流保护和电流速断保护，定时限过流保护整定的动作时间为1.7s。为满足工厂二级符合要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为80km，电缆线路总长度为25km。 1.2.6电费制度
变电站电气二次系统设计 摘要:变电站作为电力系统的一个重要组成部分，其电气二次设备的安装质量在关系到变电系统正常运行的同时，也直接影响到电力系统的运行质量。但是现在对于变电站中的电气工程，特别是其中电气二次设备的安装现状仍需要社会各界人士的关注，因为只有这样才能在有效提高变电站电气二次设备安装、调试和校验质量的同时，促进变电站及整个电力系统的正常和高效运行。 关键词:变电站,二次系统,安装,调试,校验 引言 变电站二次部分的安装、调试以及校验工作中，存在大量的容易出错的关键点，变电站设备经常发生过电压损毁事件，对电网的安全运行带来了较大影响，加强和改进电子系统(设备)的防护，严格控制这些关键点，避免重复犯错，减小其遭受雷电等冲击干扰损害造成的直接损失和间接损失，是提高变电站二次系统的安装、调试及校验水平，提高工程质量等级的关键。本文就从变电站二次系统的安装、调试、校验三方面全面的进行论述其系统设计，力求提高系统的运行质量。
一、变电站二次设备安装过程中所面临的问题 现如今，计算机技术在社会各行各业中的普遍使用，使各项工作的处理和运作效率都得到了大大提高，而计算机在电力系统的应用，不仅为电能的控制及调度提供了自动化的手段，还为其高效运作创造了智能化的途径。结合这点我们不难看出，电力事业在不断发展、进步，并已在原有的基础上取得了很大成效。但是尽管如此，我们仍要时刻提高警惕，预防在现有的工作中出现不好的变故;而且我们还要预见在电力系统运行过程中，不断会出现新的问题等待我们去解决。所以，我们应就变电站的二次设备在目前应用中所遇到的问题进行分析，力求在此基础上总结出对变电站二次设备运用和管理的一些经验。 (一)变电站接地不良引起二次设备烧毁 无论是在电厂中，还是在变电站内，合格、有效且良好的接地是促进电力系统安全运行的基本保证，而现在，多数变电站因其接地不良引起二次设备的烧毁，从而导致了电力系统的无法正常运行，最终给人们的生产、生活带来不利影响。 (二)变电站二次设备选择不达标
前言 电力是国民经济发展的基础，随着人民生活水平的不断提高，现代化、自动化程度的不断加深、发展。与工农业生产和人民日常生活更加密切。电力作为国民经济的先行产业，必须加快建设。只有电力工业先行，国民经济才能以更高、更快的建设速度良性向前发展。 变电所作为联系发电厂和用户的中间环节，起着交换和分配电能的作用。它影响整个电力系统的安全经济运行。因此安全性、可靠性、灵活性就成为变电所设计的关键问题。设计中要把以上诸多因素经过充分的研究论证，综合平衡后才能最后确定方案。 本设计是以毕业设计任务书为依据，结合电力工业的安全性、经济性、可靠性、灵活性进行了设计。设计中对主接线方案进行了论证，确定了主变压器的容量和台数，并进行了短路电流计算；依据电气设备的选择原则，对设备进行了校验和选择，对室内外配电装置和防雷接地进行了设计，并配有图纸。 在设计过程中，盛四清老师给予我精心的指导和热情帮助，并提出了很多宝贵经验和建议使设计工作顺利圆满地完成，对此表示衷心的感谢！！但由于时间有限，在设计过程中难免出现错误和不妥之处，恳请老师批评，指正和修改。
第一章 原始资料分析 1.1 原始数据 上一级变电所220kV 进线4回，归算至220kV 母线的系统短路电抗为0.05，基准电压取平均电压，基准功率取100MVA. 1.2 负荷情况 1、110kV 侧：最大负荷240MW, 最小负荷180MW ，架空出线6回 cos 0.90θ= max 5500T h = 2、10kV 侧： 最大负荷 20MW ，最小负荷12MW, 出线10回 cos 0.85θ= max 5000T h = 1.3 系统情况 1、220kV 母线电压满足常调压要求； 2、220kV 母线短路电流标幺值为20（100B S MVA =） 3、110kV 母线短路电流标幺值为12（100B S MVA =） 4、10kV 线路对端无电源 1.4 环境条件 1、最高温度400C ，最低温度025C -，年平均温度200C 2、土壤电阻率 400r <欧·米 3、当地雷爆日 35日/年
目录 摘要 (1) 1.电气主接线的设计原则和要求 (2) 1.1主接线的设计原则 (2) 1.1.1设计依据 (2) 1.1.2设计准则 (2) 1.1.3考虑负荷的重要性分级和出线回路多少对主接线的影响 (3) 1.1.4考虑主变台数对主接线的影响 (3) 1.1.5考虑备用量的有无和大小对主接线的影响 (3) 1.2主接线设计的基本要求 (3) 1.2.1可靠性 (3) 1.2.2灵活性 (4) 1.2.3经济性 (4) 2主接线的设计 (4) 2.1原始材料及分析 (5) 2.2 设计步骤 (5) 2.3初步方案设计 (6) 2.4最优方案确定 (7) 2.4.1技术比较 (7) 2.4.2经济比较 (9) 心得体会 (10) 参考文献 (12)
摘要 本次设计为110kV变电站电气主接线的初步设计，并绘制电气主接线图。该变电站设有两台主变压器，站内主接线分为110kV、35kV和10kV三个电压等级。110KV 电压等级采用双母线接线，35KV和10KV电压等级都采用单母线分段接线。 110kV、35kV和10kV三个电压等级的变电站接入系统，而电气主接线设计是一个综合性问题，必须结合电力系统和变电所的具体情况，全面分析有关因素，正确处理他们之间的关系，经过技术、经济比较、运行可靠，合理的选择主接线方案。 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分。主接线的确定，对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行及变电站电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方法的拟定将会产生直接的影响。
1 引言 工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。 电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。 由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：首先是安全，在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。其次是要可靠，应满足电能用户对供电可靠性的要求。再者就是优质，电力系统应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。还有就是要经济，供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。 目前，我国一般大、中型城市的市中心地区每平方公里的负荷密度平均已达左右，有些城市市中心局部地区的负荷密度甚至高达上万千瓦，乃至几万千瓦，且有继续增长的势头。因此供配电系统的发展趋势是：提高供电电压：如以进城，用配电。以解决大型城市配电距离长，配电功率大的问题，这在我国城市已经有先例。简化配电的层次：如按的电压等级供电。逐步淘汰等级：因为过细的电压分级不利于电气设备制造和运行业的发展。提高设备配套能力，只是由于我国在设备上还不能全面配套而尚未推广。广泛使用配电自动化系统：借助计算机技术和网络通信技术，对配电网进行离线和在线的智能化监控管理。做到保护、运行、管理的自
变电所一次系统最佳方案的设计 在发电厂和变电所中，根据电能生产、转换和分配等各环节的需要，配置了各种电气设备及一次接线系统。不同类别的电气设备承担的任务和工作条件各不相同，因此他们的具体选择方法也不相同。但是，为了保证工作的可靠性及安全性，在选择时的基本要求是相同的，即正常运行条件下选择，以短路条件校验其动稳定性和热稳定性。对千断路器、熔断器等还要校验其开断电流的能力。 变电所一次接线系统中所用设备最多的是高压断路器和高压隔离开关，为此一次系统方案设计中主要以高压断路器和高压隔离开关等设备和一次接线方式的选择为主，分析一次系统的最佳方案确定。 一、基本资料 变电所一次接线必须满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。一次接线的技术比较主要的是个方案的供电可靠性和运行灵活性的定性分析。一次接线的经 济比较包括计算综合投资、计算年运算费用和所选方案综合比较三方面内容。本 次计算分析时，只计算考虑各方案中不同的部分。 (1 ) 电力系统简图如图1 所示，系统中有两台变压器、双电源、双回路进线与多条引出线。 。一一一一· 。．一．一..一 图1 电力系统简图 ( 2 ) 选择吉林省长春市的自然条件：平均温度 2 2 .9?c , 最高温度 3 s? c , 最 低温度-3 6 .s·c , 雷暴日3 s . s·c , 最热月地面下0 .8 m 处土壤平均温度19_ 3? c 。 ( 3 ) 年最大负荷小时数兀ax = 4 50 0 h 。最大损耗所需利用时间T =3150h , 地 区电价0.5 元/kWh。 ( 4 ) 设备参数 1) 查表得发电机参数为：P = 2 5 MW, X = 0.264, cos rp = 0 .8 。 2) 查表得变压器参数为：阻抗电压百分值UK % = 7.5 ; 额定容量沁=8 MV ?A;额定电压U L I=35kV;空载损耗t:,,.。=10.9kV;短路损耗t:,,.p4= 55.8kW;空载电流百分值10%=1;价格62.9万元；两台升压变压器允许 过负载的倍数为1.05,,..,l.1。 3)线路参数：单位长度电抗X W O I=XW02=0.4n/km,LI=20km,L2=5k m。 4) 负载参数：X i" = 0 . 3 5 , 负载容量SL = 8 + j 6 MV . A 由负载计算确定容量。 二、方案拟定
、设计目的 熟悉电力设计的相关规程、规定，树立可靠供电的观点，了解电力系统，电网设计的基本方法和基本内容，熟悉相关电力计算的内容，巩固已学习的课程内容，学习撰写工程设计说明书，对变电所区域设计有初步的认识。 二、设计要求<1）通过对相应文献的收集、分析以及总结，给出相应工程分析，需求预测说明。 <2）通过课题设计，掌握电力系统设计的方法和设计步骤。 <3）学习按要求编写课程设计报告书，能正确阐述设计方法和计算 <4）学生应抱着严谨认真的态度积极投入到课程设计过程中，认真查阅相应文献以及实现，给出个人分析、设计以及实现。 三、设计任务 <一）设计主体内容 <1）负荷计算及无功功率补偿 <2）变电站位置及形式的选择。 <3）变电所主变压器台数，容量及主接线方案的选择。 <4）短路电流计算。 <5）变电所一次设备的选择及校验。 <6）变电所高低压线路的选择。 <7）变电所二次回路方案及继电保护的整定。 <二）设计任务 1．设计说明书，包括全部计算过程，主要设备及材料表；
2．变电所主接线图。 四、设计时间安排 查找相关资料<1 天）、总降压变电站设计<3天）、车间变电所设计<2天）、 厂区配电系统设计<1天）、撰写设计报告<2天）和答辩<1天）。 五、主要参考文献 [1]电力工程基础 [2]工厂供电 [3]继电保护. [4]电力系统分析 [5]电气工程设计手册等资料 指导教师签字：年月日 一．负荷情况某厂变电所担负三个车间、一个办公楼和一个食堂的供电任务，负荷均为380/220V负荷。各部门电气设备、负荷情况如下：<一）一号车间 一号车间接有下表所列用电设备
＜二）二号车间 二号车间接有下表所列用电设备 ＜三）三号车间 三号车间接有下表所列用电设备 ＜四）办公楼 办公楼接有下表所列用电设备负荷 ＜五）食堂
变电站综合自动化系统设计方案 1.1.2 研究现状 变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等)的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。通过变电站综合自动化系统内各设备间相互交换信息，数据共享，完成变电站运行监视和控制任务。变电站综合自动化替代了变电站常规二次设备，简化了变电站二次接线。变电站综合自动化是提高变电站安全稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能的一项重要技术措施。 如今变电站综合自动化已成为热门话题，研究单位和产品也越来越多，国内具有代表性的公司和产品有：北京四方公司的CSC 2000系列综合自动化系统，南京南瑞集团公司的BSJ2200计算机监控系统，南京南瑞继电保护电气有限公司的RCS一9000系列综合自动化系统，国电南自PS 6000系列综合自动化系统、武汉国测GCSIA变电站综合自动化系统、许继电气公司的CBZ一8000系列综合自动化系统。国外具有代表性的公司和产品有：瑞典ABB的MicroSCADA自动化系统等。现在的变电站自动化系统将站内间隔层设备（包括微机继电保护及自动装置、测控、直流系统等）以互联的方式与主机实现数据交换与处理，从而构成一种服务于电网安全与监测控制，全分散、全数字化和可操作的自动控制系统。 本系统站控层用的软件工具是瑞典ABB公司开发的用于变电站自动化系统的MicroSCADA和COM500，COM500作为前置机，它是整个系统数据采集的核心，MicroSCADA用于后台监控；间隔层测控装置用的主要是芬兰ABB公司生产的是REF54_系列和瑞典ABB公司生产的REC561等自动化产品，远动装置用的是浙江创维自动化工程有限公司自主研发CWCOM200。
摘要 本次设计题目为110KV变电所一次系统设计。此设计任务旨在体现对本专业各科知识的掌握程度，培养对本专业各科知识进行综合运用的能力，同时检验本专业学习三年以来的学习结果。 此次设计首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数，分析负荷发展趋势。通过对拟建变电站的概括以及出线方向来考虑，并通过对负荷资料的分析，安全，经济及可靠性方面考虑，确定了110kV主接线，然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数，容量及型号，同时也确定了站用变压器的容量及型号，在根据最大持续工作电流及短路计算结果，对设备进行了选型校验，同时考虑到系统发生故障时，必须有相应的保护装置，因此对继电保护做了简要说明。对于来自外部的雷电过电压，则进行了防雷保护和接地装置的设计，最后对整体进行规划布置,从而完成110kV变电所一次系统的设计。 关键词：关键词1110KV；关键词2一次系统；关键词3变压器
ABSTRACT This design topic is the design of a system of substation 110KV. This design task to reflect on the major branches of the master degree of knowledge, cultivate the ability of comprehensive application of the professional knowledge of other subjects, and to test the professional learning three years learning results. The design parameters according to the mandate given by the system and the load line and all, the analysis of load development trend. To consider the summarized by the proposed substation and outlet direction, and by analyzing the data of load, safety, economy and reliability into consideration, determine the 110kV connection, and then through the calculation of load and power supply to determine the scope of the main transformer number, capacity and models, also define the station transformer capacity and models, the calculation results according to the maximum continuous working current and short circuit, for the selection of equipment calibration, taking into account the system failure, must have the appropriate protection device, the relay protection is briefly stated. For the lightning from the external overvoltage, it was designed for lightning protection and grounding device, the layout of the whole, thus completing the design of 110kV substation secondary system. Keyword: 1110KV; 2 words of a system; keywords 3 transformer
毕业设计某纺织厂降压变电所 电 气 毕 业 设 计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
某纺织厂降压变电所的电气设计 （一）设计要求 要求根据本厂所能起得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到生产的发展，按照安全可靠，技术先进，经济合理的要求，确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量，类型，选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护装置，确定防雷和接地装置，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。 （三）设计依据 Ⅰ.工厂总平面图（参看图一） 2.工厂生产任务，规模及产品规格本厂生产化纤产品，年生产能力为2300000米，其中厚织物占50%，中织物占30%，薄织物占20%。全部产品中以腈纶为主体的混合物占60%，以涤纶为主体的混合物占40%。 3. 工厂负荷情况本厂的供电除二级负荷（制条车间，纺纱车间，锅炉房）外，均为三级负荷，统计资料如表所示
信息工程学院 综合课程设计报告书 题目:110KV 降压变电所电气一、二次设计 专业：电气工程及其自动化 班级：___________________ 学号：____________ 学生姓名：______________ 指导教师：__________ 声明：本作品用以交差之用无实
际理论意义不确保准确性与实践性 2012 年10 月10 日 、八 前言 变电站是电力系统的一个重要组成部分，由电器设备及配电网络按一定的接线方式所构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的场所。 110KV 变电站属于高压网络，电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线直关系着全厂电气设备的选择、是变电站电气部分投资大小的决定性因素。 首先，根据主接线的经济可靠、运行灵活的要求选择各个电压等级的接线方式来选择。根据主变容量选择适合的变压器，主变压器的台数、容量及形式的选择是很重要，它对发电厂和变电站的技术经济影响大。 本变电所的初步设计包括了：（1 ）总体方案的确定（2）短路电流的计算（3 ）高低压配电系统设计与系统接线方案选择（4 ）继电保护的选择与整定（5）防雷与接地保护等内容。
最后，本设计根据典型的110kV 发电厂和变电所电气主接线图，根据厂、所继 电保护、自动装置、励磁装置、同期装置及测量表计的要求各电压等级的额定电压和最大持续工作电流进行设备选择，而后进行校验
第1章短路电流的计算 1 ．1 短路的基本知识 所谓短路，就是供电系统中一相或多相载流导体接地或相互接触并产生超出规定值的大电流。 短路电流的大小也是比较主接线方案，分析运行方式时必须考虑的因素。系统短路时还会出现电压降低，靠近短路点处尤为严重，这将直接危害用户供电的安全性及可靠
变电所一次系统设计探究 摘要：随着工业时代的发展，电力已成为人类历史发展的主要动力资源，要科学合理的驾驭电力必须从电力工程的设计原则和方法上理解和掌握其精髓，提高电力系统的安全可靠性和运行效率。从而达到降低生产成本提高经济效益的目的。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。目前，国内110kv及以下中低压变电所，主接线为了安全，可靠起见多选单母线接线。另外，合理的选择各种一次设备也能够提高变电所的安全系数及其经济性。 关键词：变电所/安全/可靠/经济
1 我国电能与变电站现状 电能是发展国民经济的基础，是一种无形的、不能大量存储的二次能源，同时也是现代社会中最重要也是最方便的能源[3]。电能的发、变、送、配电和用电，几乎是在同一时间完成的，须相互协调与平衡[2]。变电和配电是为了电能的传输和合理的分配，在电力系统中占很重要的地位，其都是由电力变压器来完成的，因此变电所在供电系统中的作用是不言而语的。 变电所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[2]。因此，变电所的作用显得尤为重要。首先要满足的就是变电所的设计规范。安全可靠地发、供电是对电力系统运行的首要要求[10]。 （1）变电所的设计要认真执行国家的有关技术经济政策，符合安全可靠、技术先进和经济合理的要求。 （2）变电所的设计应根据工程的5~10年发展规划进行，做到远、近期结合，以近期为主，正确处理近期建设与远期发展的关系，适当考虑扩建的可能。 （3）变电缩的设计，必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，结合国情合理的确定设计方案。 （4）变电所的设计，必须坚持节约用地的原则。其次，变电所所址的选择，应根据要求，综合考
兰州交通大学新能源与动力工程学院课程设计任务书课程名称：电力工程课程设计指导教师（签名）：杜露露 班级：姓名：学号：
目录 引言........................................................... 任务书.................................................... - 0 - 一、设计题目： (1) 二、设计要求： (1) 三、设计依据： (1) 第一章负荷计算和无功功率补偿............................. - 2 - 第二章变压器台数容量和类型的选择......................... - 6 - 第三章变电所主接线方案设计............................... - 7 - 第一节变压器一次侧主接线 (7) 第二节变压器二次侧主接线 (7) 第四章短路电流计算....................................... - 8 - 第五章变电所一次设备及进出线的选择与校验................ - 10 - 第一节变压器的选择与校验.. (10) 第二节低压两侧隔离开关的选择与校验 (10) 第三节高压断路器的选择与检验 (11) 第六章选择整定继电保护装置.............................. - 11 - 第七章防雷保护和接地装置的设计.......................... - 12 - 结束语................................................... - 14 - 参考文献................................................. - 15 -
智能变电站二次系统优化设计及研究 1康赫然 发表时间：2018-11-14T07:36:19.357Z 来源：《基层建设》2018年第30期作者： 1康赫然 2王悦臻 3孙永辉 [导读] 摘要：在我国不断发展的过程中，由于现在的社会在持续的进步，因此需要迎合有关的工业化的需求，所以要高度重视对于智能变电站的使用。 13国网内蒙古东部电力有限公司经济技术研究院内蒙古呼和浩特 010020 2巴彦淖尔电业局乌拉特前旗供电分局内蒙古巴彦淖尔乌拉特前旗 015400 摘要：在我国不断发展的过程中，由于现在的社会在持续的进步，因此需要迎合有关的工业化的需求，所以要高度重视对于智能变电站的使用。智能变电站的使用，可以让人们更好的认识到有关的发展状况以及发展变化，通过有关的研究分析，将所得信息数字化，进而使得内部结构更加紧凑，所以智能变电站跟一般的变电站相比，是比较先进的，可以弥补之前的一些不足，还有就是，在对于有关信息的接收上，它的接收能力跟之前相比也大幅度提升，进而促进了电网系统的智能化发展。这篇文章对于智能变电站的二次系统进行了相应的研究和讨论。 关键词：智能变电站；二次系统；优化设计 引言 自从第二次工业革命以来，电力在人们生产生活中得到了广泛运用，并且逐渐融入到了人们生产生活的各个领域。无论是工业发展还是人们的生活都离不开电力。随着第三次工业革命中的信息网络技术的发展。人们意识到了可以将电能和信息化结合起来，这样就能在一定程度上实现电力资源的优化。在电能的传输过程中，变电站的建设是其发展的核心要素。变电站的主要作用是连接电力用户和发电网，常见的核心技术是在电网运行的过程中实现数字化控制。如今在极大程度上起到了维持电网安全运行的作用。由此可见，变电站的建设对于国家电网发展来说极其重要，这样才能更好地建设我国的智能电网。在建设智能变电站的过程中，二次变电系统是工作人员极为重视的部分，也是实现变电站智能化建设的重中之重。本文针对智能电网的定义以及该如何实现我国智能变电站的优化做出探讨。 1智能变电站的实质 1.1什么是智能电网 电力在促进社会经济发展和保障人民生活需求方面起着重要作用。如今，电力发展对国民经济发展的影响越来越大。为了保证我国电力运输网络的稳定运行，保证居民的安全，保证电力消费的稳定。为了完善变电站的建设，变电站发挥网络与互联网和空间连接的作用，在电网建设过程中实现优化配置，保证电网传输的安全性和稳定性。现今，中国经济的快速发展需要越来越多的电力，这就要求相关研究人员提高电力系统的安全性和传输稳定性，同时尝试延长我国电力网络的使用寿命，提高交通运输过程中的电网自动化水平。通过这种方式，可以实现电力资源的最大利用，减少电力运输过程中的浪费。同时可以减少电力传输中的操作失误，降低后期维护成本，避免人力、物力、财力的浪费。因此，这是电力改善的主要发展方向。 1.2智能变电站二次系统优化的重要性 就我国目前电力发展情况而言，我们在生活中常见的二次变电系统是将变电设备的保护工作与自动化相连接。电网运输过程中实现集成的交通工具，测量和控制和保护。通过一系列复杂的工作设备实现电流互感器和电压互感器连接。同时也可以实现两个不同的变电站之间的信息交换。但是我国目前的二次变电站技术仍然以传统的变电技术为主。这就导致其发展具有一定的局限性，在电力的运输过程中，不能对其进行系统的管理，也无法很好地监控电力运输流程。这对我国电力事业的发展产生了非常不利的影响。电力运输的有效性和可靠性大大降低，从而影响了居民的用电情况，也不利于减少工业加工过程中的电力成本。智能变电站技术可以实现变电站自动化和信息化。这是因为，在智能变电站技术中，主要采用环保、智能化、集成化、先进的设备。 2变电站自动化系统网络优化 目前好多地方所使用的智能变电站都是差不多的，运用的方法也大相径庭，具体的相同之处是将很多的光缆集中到一起组成统一的组网，但是组成的这个统一组网不能实现二次设备网络化以及集成化，还有就是这样的一种形式存在着很多的不足，不足之处是所接的电线不仅数量多，而且线路也特别的复杂混乱，还有就是电缆成本高，跟之前的变电站相比，并没有进行很大的提升而且没有比之前突出的部分。因此智能变电站才是未来的发展趋势，智能网络中有这样两种形式：一种是 SV 网一种是 GOOSE网，这两种形式在今后都会得到广泛的使用，还有就是可以运用当下的技术条件通过一系列的手段来让SV 网和GOOSE 网进行联合。然后参考一定的标准来进行有关的接口和标准数据线的连接。通过对于智能变电站的优化，进而使得智能变电站的监控主机有了更加专业更加齐全的功能和设施，就是发生了一些问题也能在短时间内做出反应进而解决有关的问题。 3二次设备功能整合和配置的优化 智能变电站主要是通过将信息化技术与变电技术相结合，通过信息共享功能实现不同数据的集合化，提高运输装置集成化。除此之外还可以建设电力传输过程中的一体化信息网，从而实现变电站技术的自动化进程。通过全局的数据对其进行监控，从而实现对电路装置的保护，只有这样以信息一体化为载体才能实现变电传送过程中的运行监控、运行管理、辅助系统应用、调度控制等几大应用方式。这些应用方式在变电站技术中是通过将标准数据接在一起来实现终端智能化的，这种终端智能化有诸多好处，它不仅能对电力运输进行检测，还可以实现信息传递过程中的层层递进，这样一来就能实现二次变电技术对电力设备运行的良好把控。在智能变电站技术中，通常情况下会将变电站分为站控层、间隔层、过程层，而且在这个过程中，随着变电站之间不同站点集成度的上升，其功能会逐渐扩散。最开始是由间隔层逐渐扩散到过程层，最后再传送到站控层。这样传递的过程中实现一级一级的递进，并在过程层中实现智能变电的多功能，可以在一定程度上体现智能变电站技术像两极化发展的趋势，实现站控统一层的建设。除此之外间隔层的功能一般是，通过间隔层完成对变电检测工作中信息的检测工作，这就可以更为及时地了解电力传送过程中出现的问题，从而做好定点工作，以便工作者能及时进行维修。也能减少维修人员的工作量，同时也更有利于电力的稳定运行，从而保证人们的生活质量。除此之外还有利于优化我国电网的建设工作，延长电力设备的使用寿命，从而实现了资源利用效率的提高，实现我国电力运输过程中的高效性和安全性。现在最需要保证的就是信息一体化，通过达成信息一体化来进行各项数据的交流，然后互相转换，通过使用各项功能信息来进行有关的信息的自由交换。①经过完善的智能变电站，它的站控层监控主机可以进行保护工作，还有就是对于信息子站功能、集成操作员以及工程师站的掌控，因此不需要在进行额外的配置备用的电源自动投入装置。这些功能都可以通过自动化系统来进行达成。②线路、母联保护测控以及保护一体化设施。通过整体的改