电气工程基础课程设计(林俊杰)
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前言《电气工程基础》是我校电气自动化专业新开设的专业基础课程之一,而本次课程设计是在学习完《电气工程基础》这门课程后一个重要性的实践性教学环节。
目的是让我们更多的接近实践。
在大三第一学期的《电气工程基础》理论课程中,我们学习了工厂电力负荷及其计算,短路电流及其计算,工厂变配电所及其一次系统,工厂的电力线路,二次回路和电力装置等方面的知识。
通过该课程设计可以进一步对所学知识的掌握,了解变电所的基本原理和设计方法,培养独立分析问题和解决问题的能力。
并对电力行业中的相关常识得到了解,同时对电力行业的各种绘图工具有所了解,训练作为一名电气工程师在各个方面的综合能力,为今后在工作岗位上奠定扎实的基础。
本次课程设计是对某轧钢车间降压变电所的电气设计,根据本车间所取得的电源及本车间用电负荷实际情况,并适当考虑到车间生产的发展,按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求。
确定变电所主变压器的台数与容量、类型,选择变电所主结线方案及高低压设备和进出线,确定二次回路方案,选择整定机电保护装置,确定防雷和接地装置等。
按照国家标准进行该降压变电所的电气设计。
要求做到安全、可靠、优质、经济的基本要求。
并处理好局部与全局、当前与长远利益的关系,以便适应今后发展的需要。
在设备及材料的选择上还要注意电能和有色金属的节约等问题。
由于对专业知识还是刚接触,学得也还不扎实,设计当中不免存在各种未考虑实际情况的问题,敬请老师和读者理解并批评指正,本人不胜感激。
目录前言第一章设计任务 (3)1.1 设计题目 (3)1.2 设计目的与要求 (3)第二章负荷计算和无功功率补偿 (5)2.1负荷计算和无功功率计算 (5)2.2全厂负荷计算 (7)2.3无功功率补偿 (8)2.4 全厂年耗电量计算 (10)第三章变电所主变压器及主接线方案的设计 (11)3.1 变电所主变压器的选择 (11)3.1 变电所主接线方案的选择 (12)3.1 主接线方案的技术经济比较.......................................................... 错误!未定义书签。
电气工程学校课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握电气工程基础理论知识,包括电路分析、电磁场、电机原理等。
2. 使学生了解电气设备的工作原理,如变压器、发电机、电力线路等。
3. 帮助学生掌握电气工程相关领域的专业知识,如电力系统、电力电子、自动控制等。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识分析和解决电气工程实际问题的能力。
2. 提高学生动手实践能力,能熟练操作电气设备,进行简单故障排查与维修。
3. 培养学生团队协作和沟通能力,能在项目中与他人有效配合。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对电气工程的兴趣,培养其热爱科学、追求创新的精神。
2. 培养学生具备良好的职业道德,遵循电气工程领域的规范和标准。
3. 增强学生的环保意识,使其关注电气工程领域对环境的影响,并积极采取相应措施。
课程性质:本课程为电气工程专业核心课程,旨在培养学生具备扎实的电气工程理论基础和较强的实践能力。
学生特点:学生具备一定的物理和数学基础,对电气工程有一定了解,但对实际应用和新技术感兴趣。
教学要求:结合课程性质、学生特点和教学目标,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力和创新能力。
通过课程学习,使学生能够达到上述具体的学习成果。
后续教学设计和评估将以此为基础,确保教学目标的实现。
二、教学内容1. 电路分析:包括基本电路元件、电路定律、交流电路分析、瞬态分析等,以教材第一章至第三章内容为基础。
2. 电磁场:涉及电磁场基本理论、麦克斯韦方程、电磁波传播等,对应教材第四章。
3. 电机原理:介绍电机的基本结构、工作原理、特性分析等,以教材第五章内容为主。
4. 电气设备:包括变压器、发电机、电力线路等设备的工作原理、结构及运行维护,参考教材第六章。
5. 电力系统:讲解电力系统的基本概念、组成、稳定性分析等,对应教材第七章。
6. 电力电子:涵盖电力电子器件、变换器、控制技术等,以教材第八章内容为参考。
7. 自动控制:介绍自动控制原理、控制系统设计、控制器应用等,对应教材第九章。
电气工程 大学课程设计一、课程目标知识目标:1. 掌握电气工程基础理论知识,包括电路分析、电磁场、电机原理等;2. 了解电气设备的工作原理、性能参数及其在工程中的应用;3. 掌握电气工程设计的基本原则、流程和规范,能够阅读并理解电气工程图纸;4. 了解电气工程领域的发展趋势和新技术。
技能目标:1. 能够运用所学知识进行电气系统的分析、设计和计算;2. 掌握电气设备的选择、安装、调试和维护方法;3. 能够运用电气工程软件进行仿真分析,解决实际问题;4. 具备一定的电气工程项目管理能力,能够参与工程项目的实施。
情感态度价值观目标:1. 培养学生热爱电气工程事业,树立正确的专业思想;2. 培养学生具备良好的职业道德,关注工程质量和安全;3. 培养学生具备团队协作精神,能够与他人合作完成工程项目;4. 培养学生具备创新意识和实践能力,勇于探索电气工程领域的新技术。
课程性质:本课程为电气工程专业大学课程设计,旨在帮助学生将所学理论知识与实际工程相结合,提高学生的工程实践能力和创新能力。
学生特点:学生具备一定的电气工程基础理论知识,具有较强的学习能力和动手能力。
教学要求:结合课程性质、学生特点,将课程目标分解为具体的学习成果,通过理论教学、实践操作、项目实施等环节,培养学生具备扎实的电气工程知识和技能,为未来从事相关工作奠定基础。
同时,注重培养学生的职业素养和团队协作能力,提高学生的综合竞争力。
二、教学内容1. 电路分析与设计:包括电路基本定律、电路分析方法、滤波器设计等;教材章节:第一章 电路分析基础,第二章 电路分析方法;进度安排:2周。
2. 电磁场理论及其应用:包括电磁场基本方程、电磁波传播、电磁场数值计算等;教材章节:第三章 电磁场理论,第四章 电磁波传播与天线;进度安排:3周。
3. 电机原理与控制:包括电机工作原理、电机特性、电机控制技术等;教材章节:第五章 电机原理,第六章 电机控制技术;进度安排:4周。
电气工程基础课程设计一、引言电气工程基础课程设计是电气工程专业学生在学习电气工程基础理论和知识的基础上,进行实践操作和综合能力培养的重要环节。
通过课程设计的学习,学生们能够巩固和应用所学的电气工程基础知识,培养实践操作能力和解决问题的能力,为将来从事电气工程相关工作打下坚实的基础。
二、设计目标电气工程基础课程设计的主要目标是培养学生的实践动手能力和创新思维能力。
通过具体的电气工程项目,学生们能够学以致用,将所学的理论知识应用到实际中,锻炼自己的动手操作能力和解决问题的能力。
另外,课程设计还注重培养学生的团队合作能力和交流表达能力,使学生能够在团队中有效地与他人合作完成项目,并能够清晰地表达自己的想法和成果。
三、课程设计内容1. 电路设计与调试:通过设计不同复杂程度的电路,学生们能够掌握电路设计和调试的基本方法,了解电路的工作原理和特性。
在设计过程中,学生们需要考虑电路的电源、元器件的选型及连接方式,保证电路的正常工作并进行调试,最终得到满足需求的电路设计方案。
2. 电力系统仿真实验:通过电力系统仿真实验,学生们能够了解电力系统的运行原理和特点,掌握电力系统的计算和分析方法。
在实验中,学生们需要建立电力系统模型,并进行各种短路、过电流等故障仿真,分析系统的稳定性和安全性,提出改进方案并进行验证。
3. 控制系统设计与调试:通过控制系统设计与调试实验,学生们能够掌握控制系统的基本原理和设计方法,了解不同类型的控制器及其应用。
在实验中,学生们需要根据给定的控制要求,设计合适的控制系统方案,并进行调试和优化,实现对被控对象的准确控制。
4. 电机与传动系统实验:通过电机与传动系统实验,学生们能够了解电机的工作原理和特性,掌握电机的控制方法和传动系统的设计原理。
在实验中,学生们需要选取合适的电机和传动装置,进行电机的控制和传动系统的设计与调试,实现特定任务的自动化控制。
四、设计流程1. 需求分析:明确课程设计的目标和要求,确定实验内容和任务。
电气工程的课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解电气工程的基本概念、原理和常用术语;2. 掌握电路分析方法,如欧姆定律、基尔霍夫定律等;3. 了解电气设备的工作原理和电气系统的组成;4. 熟悉电气安全知识和电磁兼容性原理。
技能目标:1. 能够运用所学知识分析、设计简单的电路图;2. 能够使用常用电工工具和仪器进行简单电气设备的安装与调试;3. 能够解决实际电气工程问题,具备一定的故障排查能力;4. 能够阅读和理解电气工程图纸,具备一定的工程实践能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电气工程的兴趣和热爱,激发其学习积极性;2. 培养学生具备良好的团队合作精神和沟通能力,提高其解决实际问题的能力;3. 增强学生的安全意识,使其养成良好的工程伦理道德观念;4. 培养学生的创新意识,鼓励其敢于尝试,勇于实践。
本课程针对高中年级学生,结合电气工程学科特点,注重理论知识与实践技能的结合,旨在提高学生的电气工程素养,为未来进一步学习和从事相关领域工作打下坚实基础。
在教学过程中,注重启发式教学,引导学生主动探索,将课程目标分解为具体的学习成果,以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 电气工程基本概念:包括电流、电压、电阻、电路等基本术语,以及电路的类别和电气元件的介绍。
教材章节:第一章 电气工程基础2. 电路分析方法:讲解欧姆定律、基尔霍夫定律,以及串并联电路的分析方法。
教材章节:第二章 电路分析方法3. 电气设备与系统:介绍常用电气设备的工作原理、电气系统的组成,如发电机、变压器、电动机等。
教材章节:第三章 电气设备与系统4. 电气安全与电磁兼容:讲解电气安全知识、电磁兼容性原理及相关防护措施。
教材章节:第四章 电气安全与电磁兼容5. 实践操作:组织学生进行简单电路图的绘制、电气设备的安装与调试,以及故障排查等实践活动。
教材章节:第五章 实践操作6. 电气工程图纸阅读:培养学生阅读和理解电气工程图纸的能力,包括电路图、安装图等。
电气工程基础课程设计题目:110kV降压变电站电气系统初步设计学生姓名:林俊杰专业:电气工程及其自动化班级:电气0906班学号:200911914指导教师:罗毅目录变电站电气系统课程设计说明书一、概述1、设计目的————————————————————————————2、设计内容3、设计要求二、设计基础资料1、待建变电站的建设规模2、电力系统与待建变电站的连接情况3、待建变电站负荷三、主变压器与主接线设计1、各电压等级的合计负载及类型2、主变压器的选择四、短路电流计算1、基准值的选择2、一、概述1、设计目的(1)复习和巩固《电气工程基础》课程所学知识。
(2)培养和分析解决电力系统问题的能力。
(3)学习和掌握变电所电气部分设计的基本原理和设计方法。
2、设计内容本课程设计只作电气系统的初步设计,不作施工设计和土建设计。
(1)主变压器选择:根据负荷主变压器的容量、型式、电压等级等。
(2)电气主接线设计:可靠性、经济性和灵活性。
(3)短路电流计算:电力系统侧按无限大容量系统供电处理;用于设备选择时,按变电所最终规模考虑;用于保护整定计算时,按本期工程考虑;举例列出某点短路电流的详细计算过程,列表给出各点的短路电流计算结果S k、I”、I∞、I sh、T eq(其余点的详细计算过程在附录中列出)。
(4)选择主要电气设备:断路器、隔离开关、母线及支撑绝缘子、限流电抗器、电流互感器、电压互感器、高压熔断器、消弧线圈。
每类设备举例列出一种设备的详细选择过程,列表对比给出选出的所有设备的参数及使用条件。
(5)编写“××变电所电气部分设计”说明书,绘制电气主接线图(#2图纸)3、设计要求(1)通过经济技术比较,确定电气主接线;(2)短路电流计算;(3)主变压器选择;(4)断路器和隔离开关选择;(5)导线(母线及出线)选择;(6)限流电抗器的选择(必要时)。
(7)完成上述设计的最低要求;(8)选择电压互感器;(9)选择电流互感器;(10)选择高压熔断器(必要时);(11)选择支持绝缘子和穿墙套管;(12)选择消弧线圈(必要时);(13)选择避雷器。
《电气工程基础》课程设计任务书学年学期:2014-2015-1专业班级:12级电气工程及其自动化专业2班指导教师:田洪设计时间:2015.01.05-2014.01.09学时周数:1周一、设计目的对厦门理工学院集美校区进行配电系统设计:二、设计任务1.计算负荷需求(用电设备种类、功率及其数量,负荷等级)及其分布;说明:1)校内负荷点除了已经提供的以外,尚需补充工程训练中心(2)、艺术会堂(2)、实验酒店(1)、体育馆(1)、东区新建宿舍(2)、7号教学楼(2)、光电学院办公楼(2);2)负荷调研中为不影响学校正常工作秩序,对负荷的调研做如下近似处理:a)实验楼以3号楼为基准,近似认为其他楼用电负荷与3号楼相同,;b)行政楼负荷近似处理为2倍的图书馆;c)其他未尽之处,允许适当简化,但应保证设计方案的有效性,并需说明简化处理的合理性;2.变电站设置、选址与变压器台数和容量的选择说明:1)应综合考虑变压器采购价格、变压器损耗、变压器经济运行、线路上的功率损耗、电压损耗、一二级负荷的供电持续性等因素;2)负荷点的相对位置、电源点(英春变电站)的位置、线路长度等地理数据用Google Earth/百度地图等进行测量,并在设计报告中做出简图加以说明;3.配置无功补偿装置说明:1)根据《供电营业规则》,100kV A以上的用户功率因数不低于0.9;2)各负荷点电压应满足《电能质量供电电压允许偏差》的要求;3)采用静电电容器进行无功补偿,制定配置方案(低压侧分散配置或高压侧集中配置)4.选择变电站接线方式并绘制主接线图,类似如图1所示图15.进行短路计算并进行设备选型,包括开关柜、线路选型,线路全部采用埋地电缆说明:根据《电气工程基础》教材和数据手册来进行选型。
补充说明:1.电源点是学校旁的英春变电站的10kV母线,采用双回路供电,供电干线采用LGJ-150架空线沿学校周边主干道布置(天马路、杏林湾路、理工路、海翔大道);供电干线出口断路器开断容量为500MV A;2.校内设校级总开关站,各负荷中心均从总开关站取电;3.系统发生短路时,继电保护切除故障的时间在0.1s以内。
电气工程课程设计说明书题目:化纤厂降压变电所电气设计院(系):机械工程学院专业:电气工程及其自动化学生姓名:学号:指导教师:2014年6月22 日目录引言 (1)第1章设计任务书 (2)1.1 设计题目 (2)1.2 设计要求 (2)1.3 设计资料 (2)1.4 设计任务书 (4)第2章设计计算书 (5)2.1 各车间计算负荷和无功补偿(需要系数法) (5)2.1.1 纺炼车间(数据为丙组) (5)2.1.2 其余车间负荷计算 (6)2.2 各车间变电所的设计选择 (8)2.2.1 各车间变电所位置及全厂供电平面草图 (8)2.2.2 各车间变压器台数及容量选择 (8)2.2.3 厂内10kV线路截面的选择 (11)2.3 工厂总降压变电所及接入系统设计 (15)2.3.1 工厂总降压变电所住变压器台数及容量的选择 (15)2.3.2 35kV供电线路截面选择 (15)2.3.3 35kV线路功率损耗和电压降计算 (15)2.4 短路电流的计算 (15)2.4.1 工厂总降压变35kV母线短路电流(短路点1) (17)2.4.2 10kV母线短路电流(短路点2) (17)2.4.3 0.4kV车间低压母线短路电流(短路点3) (18)2.5 变电所高低压电气设备的选择 (19)2.5.2 中压10kV侧设备 (20)2.5.3 低压0.4kV侧设备 (20)2.6 继电保护的配置 (21)2.6.1主变压器保护 (21)2.6.2 35kV进线线路保护 (21)2.6.3 10kV线路保护 (22)结论 (23)谢辞 (24)参考文献 (25)附录 (26)《电气工程基础课程设计》成绩评定表 (27)引言电力行业是国民经济的基础工业,它的发展直接关系到国家经济建设的兴衰成败,它为现代工业、农业、科学技术和国防提供必不可少的动力。
以发电厂电气部分、高电压技术、继电保护等专业知识为理论依据,主要对该厂总降压变电所及接入系统设计训练。
1 引言1.1 设计目的通过本课程设计,巩固和加深在《电力系统基础》和《电力系统分析》课程中所学的理论知识,基本掌握变电所电气部分设计的一般方法,提高电气设计的设计能力,为今后从事生产和科研工作打下一定的基础。
1.2 设计要求设计要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。
1.3 设计依据1)工厂总平面图如图1.1所示图1.1 XX机械工厂总平面图2)工厂负荷情况厂多数车间为两班制,年最大负荷利用小时数为4500h,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于二级负荷外,其余均属于三级负荷。
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。
本厂的负荷统计资料如表1-1所示。
表1.1 工厂负荷统计资料厂房编号厂房名称负荷类别设备容量/KW需要系数Kd功率因数cos1 铸造车间动力360 0.3 0.65 照明7 0.8 1.02 锻压车间动力300 0.3 0.65 照明 6 0.8 1.03 金工车间动力300 0.2 0.60 照明8 0.7 1.04 工具车间动力240 0.3 0.65 照明 6 0.7 1.05 电镀车间动力230 0.6 0.80 照明7 0.7 1.06 热处理车间动力160 0.6 0.70 照明 6 0.7 1.07 装配车间动力140 0.4 0.70 照明7 0.7 1.08 机修车间动力150 0.2 0.65 照明 5 0.9 1.09 锅炉房动力70 0.6 0.75照明 2 0.8 1.0 10 仓库动力25 0.4 0.85照明 1 0.8 1.0 生活区照明300 0.8 0.953)供电电源情况按照工厂与当地供电部门签定的供用电协议规定,本厂可由附近一条10KV 的干线取得工作电源。
课程设计(论文)说明书题目:新余市赛维公司降压变电所电气设计院(系):机械工程学院专业:电气工程及其自动化学生姓名:谢X学号:*********X指导教师:***职称:讲师2014 年6月21 日1引言................................... 错误!未定义书签。
2课题设计.. (4)2.1 课题设计目的 (4)2.2课题设计任务和要求 (4)2.3课程设计步骤 (4)3课题设计内容 (5)3.1课题设计题目及要求 (5)3.2课题设计资料 (5)3.3各车间计算负荷和无功补偿 (6)3.4各车间变电所的设计选择 (10)3.5 工厂总降压变电所及接入系统设计 (13)3.6 短路电流计算 (14)3.7 变电所高低压电气设备的选择 (17)3.8 继电保护装置 (19)3.9 电气主接线图 (19)4 总结 (21)致谢 (22)参考文献 (23)电力工业是国民经济的一项基础工业和国民经济发展的先行行业,它是一种将煤、石油、天然气、水能、风能等一次能源转换成电能这个二次能源的工业,它为国民经济的其他各个部门快捷、稳定的发展提供了足够的动力,其发展水平是反应国家经济发展水平的重要标志。
由于电能在工业及国民经济的重要性,电能的输送和分配是电能应用于这些领域必不可少的组成部分。
所以,输送和降压配电是十分重要的一环。
变电所是使电厂或上级电站经过调整后的电能输送到下一级负荷,是电能输送的核心部分。
其功能运行情况、容量大小直接影响下级负荷的供电,进而影响工业生产及生活用电,因此,变电所在整个电力系统中对于保护供电的可靠性、灵敏性等指标十分重要。
变电所是联系发电厂和用户的中间环节,起着变换和分配电的作用,这就要求变电所的一次部分经济合理,二次部分安全可靠,只有这样变电所才能正常的运行,为国民经济服务。
变电所是汇集电源、升降压和分配电力场所,是联系发电厂和用户的中间环节。
变电站有升压变电所和降压变电所两大类。
电气工程基础课程设计题目:110kV降压变电站电气系统初步设计学生姓名:林俊杰专业:电气工程及其自动化班级:电气0906班学号:200911914指导教师:罗毅目录变电站电气系统课程设计说明书一、概述1、设计目的————————————————————————————2、设计内容3、设计要求二、设计基础资料1、待建变电站的建设规模2、电力系统与待建变电站的连接情况3、待建变电站负荷三、主变压器与主接线设计1、各电压等级的合计负载及类型2、主变压器的选择四、短路电流计算1、基准值的选择2、一、概述1、设计目的(1)复习和巩固《电气工程基础》课程所学知识。
(2)培养和分析解决电力系统问题的能力。
(3)学习和掌握变电所电气部分设计的基本原理和设计方法。
2、设计内容本课程设计只作电气系统的初步设计,不作施工设计和土建设计。
(1)主变压器选择:根据负荷主变压器的容量、型式、电压等级等。
(2)电气主接线设计:可靠性、经济性和灵活性。
(3)短路电流计算:电力系统侧按无限大容量系统供电处理;用于设备选择时,按变电所最终规模考虑;用于保护整定计算时,按本期工程考虑;举例列出某点短路电流的详细计算过程,列表给出各点的短路电流计算结果S k、I”、I∞、I sh、T eq(其余点的详细计算过程在附录中列出)。
(4)选择主要电气设备:断路器、隔离开关、母线及支撑绝缘子、限流电抗器、电流互感器、电压互感器、高压熔断器、消弧线圈。
每类设备举例列出一种设备的详细选择过程,列表对比给出选出的所有设备的参数及使用条件。
(5)编写“××变电所电气部分设计”说明书,绘制电气主接线图(#2图纸)3、设计要求(1)通过经济技术比较,确定电气主接线;(2)短路电流计算;(3)主变压器选择;(4)断路器和隔离开关选择;(5)导线(母线及出线)选择;(6)限流电抗器的选择(必要时)。
(7)完成上述设计的最低要求;(8)选择电压互感器;(9)选择电流互感器;(10)选择高压熔断器(必要时);(11)选择支持绝缘子和穿墙套管;(12)选择消弧线圈(必要时);(13)选择避雷器。
二、设计基础资料1、待建变电站的建设规模⑴变电站类型:110 kV降压变电站⑵三个电压等级:110 kV、35 kV、10 kV⑶110 kV:近期线路2回;远期线路3回35 kV:近期线路2回;远期线路4 回10 kV:近期线路4回;远期线路8回2、电力系统与待建变电站的连接情况⑴变电站在系统中地位:地区变电站⑵变电站仅采用110 kV的电压与电力系统相连,为变电站的电源⑶电力系统至本变电站高压母线的标么电抗(S d=100MVA)为:最大运行方式时0.28 ;最小运行方式时0.35;主运行方式时0.30;⑷上级变电站后备保护动作时间为2.5s3、待建变电站负荷⑴110 kV出线:负荷每回容量10000 kVA,cosϕ=0.9,T max=4000 h⑵35 kV负荷每回容量5000 kVA,cosϕ=0.85,T max=4000 h;其中,一类负荷0回;二类负荷2回⑶10kV负荷每回容量1500 kW,cosϕ=0.95,T max=4200 h;其中,一类负荷0回;二类负荷2回(4) 负荷同时率0.784、环境条件⑴当地年最高气温400C,年最低气温-200C,最热月平均最高气温350C,年最低气温-50C。
⑵当地海拔高度:600m⑶雷暴日:15日/年5、其它⑴变电站地理位置:城郊,距城区约10km⑵变电站供电范围:110 kV线路:最长100 km,最短50 km;35 kV线路:最长60 km,最短20 km;10 kV低压馈线:最长15 km,最短3 km;⑶未尽事宜按照设计常规假设。
三、主变压器与主接线设计1、主变压器的选择(1)变压器台数的选择在大城市郊区的一次变电站,在中、低压侧已构成环网的情况下,变电站以装设两台变压器为宜;对地区性孤立的一次变电站或复合较高的变电站,在设计时应该考虑装设三台变压器的可能性。
考虑到该变电站为一重要中间变电站,与系统联系紧密,含有交大份额的一、二类负载,故一起工程选择两台主变压器,并列运行且容量相等。
考虑到地区经济发展较快,远期增加负荷较多,负荷密度迅速增大,故而起工程增加一台主变压器。
变压器是变电站主要电气设备之一,其主要功能是升高或降低电压,以利于电能的合理输送、分配和使用。
从电工学中知道,输电线路中流过的电流越大,损失的功率就越大。
所以采用高压输电减少线路的功率损耗,故将发电厂发出的电力经变压器升压后输送,送到供电地区后经降压变压器变换成低电压供用户使用。
(2)变压器容量的选择设计的变电站中,35kV侧负荷每回容量5000kVA,cosφ=0.85,T max=4000h;10kV侧负荷每回容量1500KW ,cos φ=0.95,T max =4200h 。
近期系统负荷总量和类型统计如下:35kV 侧的总负荷S 35=5000×2kVA=10000kVA10kV 侧的总负荷S 10=(1500×4)/0.95kVA=6316kVA近期的总负荷S =0.78×(S 35 +S 10)=12726kVA远期系统负荷总量和类型统计如下:35kV 侧的总负荷S 35=5000×4kVA=20000kVA10kV 侧的总负荷S 10=(1500×8)/0.95kVA=12632kVA远期的总负荷S =0.78×(S 35 +S 10)=25453kVA拟选用三台(近期两台、远期增加一台)SFSL7-10000/110型三绕组变压器,其容量比为:100/100/50;电压比为110±2×2.5%/38.5±2×2.5%/11kV ;接线方式为YN,y0,d11,阻抗电压为:U k12%=10.5%,U k13%=18%,U k23%=6.5%。
(2) 校验变压器的负荷① 近期工程的主变压器的负荷率:0063.63kVA2000012726kVA ==β。
② 远期工程的主变压器的负荷率:0084.84kVA 3000025453kVA ==β (3)事故情况下变压器过载能力的校验三台主变,停一台,应承担全部负荷的70%~80①远期时,三台主变,停一台,应承担全部负荷的70%~80%。
此变电站一台出现故障时承担全部负荷为β=2000025453=78.6%③ 三绕组变压器各侧容量选择:要求:各侧容量均应≥15%(远期)110kV :%84.843000025453= 选N S35kV :%67.663000020000= 选N S10kV : %11.4212632= 选N S 5.0 变压器容量比50100100④ 接地方式:110kV :直接接地;35kV :不接地;10kV :不接地所以不考虑自耦变压器2、主接线的选择设计原则:应根据发电厂和变电所在电力系统中的地位和作用,首先应满足电力系统可靠运行和经济调度的要求。
根据规划容量、本期建设规模、输送电压登记、进出线回数、供电负荷的重要性、保证供需平衡、电力系统线路容量、电气设备性能和周围环境及自动化规划与要求等条件确定。
应满足可靠性、灵活性和经济性要求。
主接线的选择必须要保证向用户供给符合质量的电能,而且能够适应各种的运行方式(包括正常,事故和检修运行方式)并能够通过操作来实现运行方式的变化而且在某一基本回路检修时不影响其它回路的继续运行。
其次,主接线还应该简明清晰,运行维护方便,在满足上述要求的前提下,主接线的设计应简单,投资少,运行管理费用低,一般情况下,应考虑节约电能和有色金属的消耗量。
即考虑安全、可靠、经济性原则,按照以上原则对主接线进行选择。
(1)110kV侧接线的选择方案一:采用单母分段接线优点:接线简单清晰,使用设备少,经济性比较好,在一段母线发生故障或者检修的时候另一段仍然可以继续运行。
由于接线简单,操作人员发生误操作的可能性就要小。
缺点:不够灵活可靠,当要一路母线检修或者出现故障时,该母线上的负荷会停电。
方案二:采用双母线方式接线优点:供电可靠,可以不停电而轮流检修每一组母线,一组母线故障后能够通过隔离开关的轮换操作来迅速恢复供电。
当个别线路需要单独进行试验时,可将其接至备用母线,不直接影响工作母线的正常运行。
)各电源和回路的负荷可以任意的分配到某一组母线上,可以灵活的调度以适应系统各种运行方式和潮流变化。
缺点:投资较大,由于线路较为复杂,在隔离开关的倒换操作中很容易出现误操作,还需在隔离开关与断路器之间加装连锁装置,增加投资比较结论:经过比较,在保证供电可靠性前提下,就必须适当的增加投资。
采用方案一的供电可靠性太差,一旦发生故障,有可能导致全网停电。
故选择双母线接线,即保证供电可靠性,同时投资也有一定的加大,但是在可以承受的范围之内。
.(2)35kV侧接线的选择和10kV侧接线的选择方案一:采用单母线接线优点:接线简单清晰,使用设备少,经济性比较好。
由于接线简单,操作人员发生误操作的可能性就要小。
缺点:可靠性和灵活性差。
当电源线路,母线或者母线隔离开关发生故障或者检修的时候全部回路停止供电,造成很大的经济损失。
方案二:选择单母线分段接线优点:母线发生故障时,仅故障母线停止供电,非故障母线仍可继续工作,缩小母线故障影响范围。
对于双回路线路供电的重要用户,可将双回路接于不同的母线段上,保证重要用户的供电。
缺点:当一段母线故障或检修时,必须断开在此段的所有回路减少了系统的供电量,并使该回路的用户停电。
方案三:选择单母分段加旁路母线优点:供电可靠,可以不停电而轮流检修每一组进出线,一组母线故障后能够通过隔离开关的轮换操作来迅速恢复供电。
当个别线路需要单独进行试验时,可将其接至备用母线,不直接影响工作母线的正常运行。
缺点:投资大,由于线路较为复杂。
在隔离开关的倒换操作中很容易出现误操作,还需在隔离开关与断路器之间加装连锁装置,增加投资。
比较结论:由于该两个电压电压等级侧没有一类负荷,2回路的二类负荷,选择方案一可靠性太差,故采用方案二双母线接线。
比较结论:经过比较,一方面要保证可靠性,另一方面要考虑到投资的多少,所以35kV 母线采用选择单母分段加旁路母线接线方式,而10kV 母线采用单母线分段接线方式。
注:35kV 侧和10kV 侧的二类负荷均由两个独立电源供电,其来自不同的变电站。
三、短路电流以及工作电流计算1、主变压器各侧阻抗的百分值:U k1%=(10.5+18-6.5)/2=11%U k2 %=(10.5+6.5-18)/2=0U k3 %=(18+6.5-10.5)/2=7%其标幺值:(Sd=100 000kVA=100MVA)7.010*********.11010010011***=⨯===⨯=X XX ⅢⅡⅠ 各个电压等级基准电流:1100kv 侧: KA kV MVA Ud SdI d 502.01153100131=⨯=⨯= 35kv 侧:KA kV MVA Ud SdI d 56.1373100232=⨯=⨯= 10kv 侧:KA kV MVA Ud SdI d 5.55.103100333=⨯=⨯=2、三相短路电流的计算(远期):(1)、三台主变同时运行的情况A K1 点三相短路电流计算 最大运行方式MVA MVA S X S kAkA I i kA kA I X I d k k sh dI k 35710028.01*156.479.155.255.279.1502.028.01*111=⨯===⨯=''==⨯==''短路功率:冲击电流:短路电流:正常工作时运行方式下:MVA MVA S X S kAkA I i kA kA I X I d k k sh dI k 3.33310030.01*127.467.155.255.267.1502.030.01*111=⨯===⨯=''==⨯==''短路功率:冲击电流:短路电流: 最小运行方式下:MVA MVA S X S kAkA I i kA kA I X I d k k sh dI k 7.28510035.01*166.343.155.255.243.1502.035.01*111=⨯===⨯=''==⨯==''短路功率:冲击电流:短路电流: B K2点三相短路电流计算 最大运行方式MVA MVA S X S kAkA I i kA kA I X I d k k sh dI k 64.1541003/1.128.01*114.641.255.255.241.256.13/1.128.01*111=⨯+===⨯=''==⨯+==''短路功率:冲击电流:短路电流: 正常工作时运行方式下:MVA MVA S X S kAkA I i kA kA I X I d k k sh dI k 0.1501003/1.130.01*197.534.255.255.234.256.13/1.130.01*111=⨯+===⨯=''==⨯+==''短路功率:冲击电流:短路电流:最小运行方式下:MVA MVA S X S kAkA I i kA kA I X I d k k sh dI k 5.1391003/1.135.01*155.517.255.255.217.256.13/1.135.01*111=⨯+===⨯=''==⨯+==''短路功率:冲击电流:短路电流: C K3点三相短路电流计算 最大运行方式MVA MVA S X S kA kA I i kA kA I X I d k k sh dI k 64.1131003/)7.01.1(28.01*19.1525.655.255.225.6499.53/)7.01.1(28.01*111=⨯++===⨯=''==⨯++==''短路功率:冲击电流:短路电流: 正常工作时运行方式下:MVA MVA S X S kA kA I i kA kA I X I d k k sh dI k 1.1111003/)7.01.1(30.01*158.1511.655.255.211.6499.53/)7.01.1(30.01*111=⨯++===⨯=''==⨯++==''短路功率:冲击电流:短路电流: 最小运行方式下:MVA MVA S X S kA kA I i kA kA I X I d k k sh dI k 3.1051003/)7.01.1(35.01*176.1479.555.255.279.5499.53/)7.01.1(35.01*111=⨯++===⨯=''==⨯++==''短路功率:冲击电流:短路电流: 三台变压器同时运行时最大运行方式下的短路电流如下表一所示:表一:(2)、一台主变停运情况A K1 点三相短路电流计算 最大运行方式MVAMVA S X S kAkA I i kA kA I X I d k k sh dI k 35710028.01*156.479.155.255.279.1502.028.01*111=⨯===⨯=''==⨯==''短路功率:冲击电流:短路电流: 正常工作时运行方式下:MVAMVA S X S kAkA I i kA kA I X I d k k sh dI k 3.33310030.01*127.467.155.255.267.1502.030.01*111=⨯===⨯=''==⨯==''短路功率:冲击电流:短路电流: 最小运行方式下:MVAMVA S X S kAkA I i kA kA I X I d k k sh dI k 7.28510035.01*166.343.155.255.243.1502.035.01*111=⨯===⨯=''==⨯==''短路功率:冲击电流:短路电流: B K2点三相短路电流计算 最大运行方式MVAMVA S X S kAkA I i kA kA I X I d k k sh dI k 5.1201003/1.128.01*179.441.255.255.288.156.12/1.128.01*111=⨯+===⨯=''==⨯+==''短路功率:冲击电流:短路电流:正常工作时运行方式下:MVAMVA S X S kAkA I i kA kA I X I d k k sh dI k 6.1171002/1.130.01*169.434.255.255.284.156.12/1.130.01*111=⨯+===⨯=''==⨯+==''短路功率:冲击电流:短路电流: 最小运行方式下:MVAMVA S X S kAkA I i kA kA I X I d k k sh dI k 1.1111002/1.135.01*141.417.255.255.273.156.12/1.135.01*111=⨯+===⨯=''==⨯+==''短路功率:冲击电流:短路电流: C K3点三相短路电流计算 最大运行方式MVA MVA S X S kA kA I i kA kA I X I d k k sh dI k 7.841002/)7.01.1(28.01*188.1125.655.255.266.4499.52/)7.01.1(28.01*111=⨯++===⨯=''==⨯++==''短路功率:冲击电流:短路电流:正常工作时运行方式下:MVAMVA S X S kA kA I i kA kA I X I d k k sh dI k 3.831002/)7.01.1(30.01*168.1111.655.255.258.4499.52/)7.01.1(30.01*111=⨯++===⨯=''==⨯++==''短路功率:冲击电流:短路电流:最小运行方式下:MVA MVA S X S kA kA I i kA kA I X I d k k sh dI k 801002/)7.01.1(35.01*122.1179.555.255.240.4499.52/)7.01.1(35.01*111=⨯++===⨯=''==⨯++==''短路功率:冲击电流:短路电流:停运一台变压器时最大运行方式下的短路电流如下表二所示:表二:由以上数据可以得出最大运行方式下的短路电流,如下表三所示:表三:3、热稳定计算的等效时间热稳定计算的等效时间等于三部分等效时间之和,即继电保护动作时间+继电器固有分闸时间+断路器灭弧时间。