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降压变电所电气一次系统设计

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降压变电所电气一次系统设计重庆大学城市科技学院课程设计(报告书) 前言前言课程设计是教学过程中的一个重要环节，通过课程设计可以巩固本课程理论知识，了解变电所设计的基本方法，了解变电所电能分配等各种实际问题，培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力，同时对电力工业的有关政策、方针、技术规程有一定的了解，在计算绘图、编号、设计说明书等方面得到训练，为今后的学习工作奠定基础。

本设计可以分为三大部分，分别为设计任务书一份、设计计划书一份及设计图纸两张。

（见附图一、附图二）设计计划书又可分为八部分：负荷计算和无功功率计算及补偿；变电所位置和形式的选择；变电所主变压器台数、容量及类型的选择；变电所主接线方案的设计；短路电流的计算；变电所一次设备的选择与校验；变电所进出线的选择与校验；课程设计总结；附参考文献。

设计图纸两张（以附图的形式给出）：附图一变电所电气平面布置图1张（4号图纸），附图二变电所主接线图1张（4号图纸）。

由于小组对理论知识掌握的深度和广度有限，故对于所有内容采用小组讨论整体出稿校验的方式进行此次课程设计。

在实际课程设计中，小组成员选择一到两个部分进行编写，重复部分取较优版本留存汇总。

本设计尚有不完善的地方，敬请老师、同学们批评指正，小组成员不胜感激！课程设计小组全体成员2010-6-13目录1 设计任务书 (1)2 负荷计算和无功功率补偿计算 (4)2.1 负荷计算和无功功率补偿 (4)2.1.1各用电车间及生活区负荷计算 (4)2.1.2 全厂负荷计算 (9)2.2 无功功率补偿 (9)2.2.1补偿方式选择 (9)2.2.2无功功率补偿计算 (10)3 变电所位置和形式的选择 (11)3.1变电所所址的选择 (11)3.1.1变电所所址选择的一般原则 (11)3.1.2变电所所址选择方案 (11)3.2变电所形式选择 (12)4 变电所主变压器和主接线方案的选择 (13)5 变电所主接线方案的选择 (14)5.1接线方案备案 (14)5.2装设一台主变压器的主接线方案 (14)5.3装设两台主变压器的主接线方案 (15)5.4主接线方案的比较 (16)6 短路电流计算 (17)6.1短路电流计算目的 (17)6.2短路电流计算方法：标幺值法 (17)6.3短路电流计算图 (17)6.4电力系统中各元件的标幺值 (17)6.5实际短路计算 (18)6.5.1第一点短路 (18)6.5.2电力系统电抗标幺值 (18)6.5.3电力变压器的电抗标幺值 (19)6.5.4电力线路的电抗标幺值 (19)6.5.5总阻抗标幺值 (19)6.5.6三相短路周期分量 (19)6.5.7高压侧冲击电流 (19)6.5.8第二点短路 (20)6.5.9总阻抗标幺值 (20)6.5.10三相短路电流周期分量 (20)6.5.11低压侧短路冲击电流 (20)7 变电所进出线的选择校验 (21)7.1电气设备的选择与校验 (21)7.1.1按正常工作条件选择额定电压和额定电流 (21)7.1.2按短路情况来校验电气设备的动稳定性和热稳定性 (21)7.1.3按照装置地点的三相短路容量来校验开关电器的断流能力 (21)7.1.4按照装置地点、工作环境、使用要求及供货条件来选择电气设备 (21)7.2变压器高压侧设备的选择与校验 (22)7.2.1高压电器动稳定度校验 (23)7.2.2高压设备的热稳定性校验 (23)7.2.3变压器低压侧设备的选择校验 (23)8 进出线的选择与校验 (24)8.1进出线选择的方法 (24)8.2进出线的校验方法 (24)8.2.1高压进线的校验 (24)8.2.2低压出线的电压损失校验 (24)8.2.3低压进出线的热稳定校验 (24)8.3 10KV进线的选择 (25)8.3.1 10KV主干线的选取 (25)8.3.2邻厂备用线的选用 (25)8.4 380V侧出线的选择与校验 (25)8.4.1至铸造车间 (25)8.4.2至锻造车间 (25)8.4.3至金工车间 (25)8.4.4至工具车间 (25)8.4.5至电镀车间 (26)8.4.6至热处理室 (26)8.4.7至装配车间 (26)8.4.8至机修车间 (26)8.4.9至锅炉房 (26)8.4.10至仓库 (26)8.4.11至生活区 (26)9 结语 (27)8 附录 (28)10.1附图一 (28)10.2附图二 (29)8 参考文献 (30)333332 负荷计算和无功功率补偿计算2.1负荷计算2.1.1各用电车间及生活区负荷计算负荷计算的方法有需要系数法、二项式等几种，本设计采用需要系数法确定。

主要计算公式有： 有功功率：P C =Kd • P N 无功功率: Q C =P C • tanφ 视在功率: S C =P C / cosφ计算电流: I C =S C / U N根据要求及负荷计算公式，分别计算各车间的P C 、Q C 、S C 、I C ，然后列出表格。

2.1.1.1铸造车间动力负荷：P N =400kW Kd=0.4 cosφ=0.7tanφ=tanarccosφ=1.02P C =Kd • P N =400*0.4= 160kWQ C =P C • tanφ=160*1.02=163.2 kvar S C =P C / cosφ= 160/0.7 = 228.6kvA I C =S C / U N = 346.4A照明负荷：P N =10kW Kd=0.8 cosφ=1tanφ=tanarccosφ=0P C =Kd • P N =0.8*10=8kW Q C =P C • tanφ=8*0=0 kvar S C =P C / cosφ=8 / 1=8 kvA I C =S C / U N =21.1 A本车间: I′C =346.4+21.1=367.5 A2.1.1.2锻造车间动力负荷：P N =300kW Kd=0.2 cosφ=0.65tanφ=tanarccosφ=1.16P C =Kd • P N =0.65*300= 60kW Q C =P C • tanφ=60*1.16=70.1 kvar S C =P C / cosφ=60 / 0.65=92.3 kvA I C =S C / U N =139.8 A照明负荷：P N =10kW Kd=0.8 cosφ=1tanφ=tanarccosφ=0P C =Kd • P N =0.8*10=8 kW Q C =P C • tanφ=8*0=0 kvar S C =P C / cosφ=8 / 1=8 kvA I C =S C / U N =21.1 A本车间: I′C =139.8+21.1=160.9 A3333332.1.1.3金工车间动力负荷：P N =350kW Kd=0.2 cosφ=0.65tanφ=tanarccosφ=1.16P C =Kd • P N =0.2*350=70 kW Q C =P C • tanφ=70*1.16=81.8 kvar S C =P C / cosφ=70 / 0.65=107.7 kvA I C =S C / U N =163.1 A照明负荷：P N =10kW Kd=0.7 cosφ=1tanφ=tanarccosφ=0P C =Kd • P N =0.7*10=7 kW Q C =P C • tanφ=7*0=0 kvar S C =P C / cosφ=7 / 1=7 kvA I C =S C / U N =18.4 A本车间: I′C =163.1+18.4= 181.5A2.1.1.4工具车间动力负荷：P N =380kW Kd=0.2 cosφ=0.6tanφ=tanarccosφ=1.33P C =Kd • P N =0.2*380=76 kWQ C =P C • tanφ=76*1.33=101.3 kvar S C =P C / cosφ=76 / 0.6=126.7 kvA I C =S C / U N =192 A照明负荷：P N =10kW Kd=0.8 cosφ=1tanφ=tanarccosφ=0P C =Kd • P N =0.8*10=8 kW Q C =P C • tanφ=8*0=0 kvar S C =P C / cosφ=8 / 1=8 kvA I C =S C / U N =21.1 A本车间: I′C =192+21.1=213.1 A2.1.1.5电镀车间动力负荷：P N =260kW Kd=0.5 cosφ=0.8tanφ=tanarccosφ=0.75P C =Kd • P N =260*0.5=130 kW Q C =P C • tanφ=130*0.75=97.5 kvar S C =P C / cosφ=130 / 0.8=162.5 kvA I C =S C / U N =246.2 A照明负荷：P N =7kW Kd=0.7 cosφ=1.0tanφ=tanarccosφ=0P C =Kd • P N =0.4*7=4.9 kW Q C =P C • tanφ=4.9*0=0 kvar S C =P C / cosφ=4.9 / 1=4.9 kvA I C =S C / U N = 12.9A本车间: I′C =246.2+12.9=259.1 A3333332.1.1.6热处理室动力负荷：P N =200kW Kd=0.5 cosφ=0.75tanφ=tanarccosφ=0.88P C =Kd • P N =0.5*200=100 kW Q C =P C • tanφ=100*0.88=88 kvar S C =P C / cosφ=100 / 0.75=133.3 kvA I C =S C / U N =202 A照明负荷：P N =8kW Kd=0.7 cosφ=1.0tanφ=tanarccosφ=0P C =Kd • P N =0.7*8=5.6 kW Q C =P C • tanφ=4.9*0=0 kvar S C =P C / cosφ=5.6 / 1=5.6 A I C =S C / U N =14.7 A本车间: I′C =202+14.7=216.7 A 2.1.1.7装配车间动力负荷：P N =150kW Kd=0.5 cosφ=0.70tanφ=tanarccosφ=1.02P C =Kd • P N =0.5*150=60 kW Q C =P C • tanφ=60*1.02=61.2 kvar S C =P C / cosφ=60 / 0.70=85.7 kvA I C =S C / U N =129.8 A照明负荷：P N =5kW Kd=0.8 cosφ=1.0tanφ=tanarccosφ=0P C =Kd • P N =0.8*5=4.0 kW Q C =P C • tanφ=4.0*0=0 kvar S C =P C / cosφ=4.0 / 1=4.0 kvA I C =S C / U N =10.5 A本车间: I′C =129.8+10.5=140.3 A 2.1.1.8机修车间动力负荷：P N =150kW Kd=0.3 cosφ=0.6tanφ=tanarccosφ=1.33P C =Kd • P N =150*0.3=45 kW Q C =P C • tanφ=45*1.33=60 kvar S C =P C / cosφ= 45/0.6 =75 kvA I C =S C / U N = 113.6A照明负荷：P N =4kW Kd=0.7 cosφ=1tanφ=tanarccosφ=0P C =Kd • P N =0.7*4=2.8 kW Q C =P C • tanφ=2.8*0=0 kvar S C =P C / cosφ=2.8 / 1=2.8 kvA I C =S C / U N =7.4 A本车间: I′C =346.4+21.1=121.0 A333332.1.1.9锅炉房动力负荷：P N =80kW Kd=0.7 cosφ=0.8tanφ=tanarccosφ=0.75P C =Kd • P N =80*0.7=56 kW Q C =P C • tanφ=56*0.75=42 kvar S C =P C / cosφ= 56/0.8 =70 kvA I C =S C / U N = 106.1A照明负荷：P N =1kW Kd=0.9 cosφ=1tanφ=tanarccosφ=0P C =Kd • P N =0.9*1=0.9 kW Q C =P C • tanφ=0.9*0=0 kvar S C =P C / cosφ=0.9 / 1=0.9 kvA I C =S C / U N =2.4 A本车间: I′C =346.4+21.1=108.5 A 2.1.1.10仓库动力负荷：P N =25kW Kd=0.4 cosφ=0.8tanφ=tanarccosφ=0.75P C =Kd • P N =25*0.4=10 kW Q C =P C • tanφ=10*0.75=7.5 kvar S C =P C / cosφ= 10/0.8 =12.5 kvA I C =S C / U N = 18.9A照明负荷：P N =1kW Kd=0.9 cosφ=1tanφ=tanarccosφ=0P C =Kd • P N =0.9*1=0.9 kW Q C =P C • tanφ=0.9*0=0 kvar S C =P C / cosφ=0.9 / 1=0.9 kvA I C =S C / U N =2.4 A本车间: I′C =18.9+2.4=21.3 A 2.1.1.11生活区动力负荷：P N =300kW Kd=0.8 cosφ=1tanφ=tanarccosφ=0P C =Kd • P N =300*0.8=240 kW Q C =P C • tanφ=240*0=0 kvar S C =P C / cosφ=240/1=240 kvA I C =S C / U N =631.5 A表2 各用电车间及生活区负荷计算结果厂房编号厂房名称负荷类别设备容量需要系数cosφtanφP C/kWQ C/kvarS C/kvAI C/A1 铸造车间动力400 0.4 0.7 1.02 160 163.23 228.57 346.4 照明10 0.8 1 0 8 0 8 21.1小计410 236.57 367.52 锻造车间动力300 0.2 0.65 1.16 60 70.15 92.31 139.8 照明10 0.8 1 0 8 0 8 21.1小计310 100.31 160.93 金工车间动力350 0.2 0.65 1.16 70 81.84 107.69 163.1 照明10 0.7 1 0 7 0 7 18.4小计360 114.69 181.54 工具车间动力380 0.2 0.6 1.33 76 101.33 126.67 192照明10 0.8 1 0 8 0 8 21.1小计390 134.67 213.15 电镀车间动力260 0.5 0.8 0.75 130 97.5 162.5 246.2 照明7 0.7 1 0 4.9 0 4.9 12.9小计267 167.4 259.16 热处理室动力200 0.5 0.75 0.88 100 88.19 133.33 202照明8 0.7 1 0 5.6 0 5.6 14.7小计208 138.93 216.77 装配车间动力150 0.4 0.7 1.02 60 61.21 85.71 129.8 照明 5 0.8 1 0 4 0 4 10.5小计155 89.71 140.38 机修车间动力150 0.3 0.6 1.33 45 60 75 113.6 照明 4 0.7 1 0 2.8 0 2.8 7.4小计154 77.8 1219 锅炉房动力80 0.7 0.8 0.75 56 42 70 106.1 照明 1 0.9 1 0 0.9 0 0.9 2.4小计81 70.9 108.510 仓库动力25 0.4 0.8 0.75 10 7.5 12.5 18.9 照明 1 0.9 1 0 0.9 0 0.9 2.4 小计26 13.4 21.311 生活区动力300 0.8 1 0 240 0 240 631.5 小计300 240 631.5 动力25951057.1 772.8照明66计入K∑p = 0.92 K∑q = 0.9522C Q P C2.1.2全厂负荷计算取K∑p = 0.92; K∑q = 0.95根据上表可算出：∑P C =1057.1KW∑Q C =772.8kvar 则 P 30 = K∑p∑P C = 0.92×1057.1KW = 972.5KW Q 30 = K∑q∑Q C = 0.95×772.8kvar = 734.2kvarS 30= ≈1217.7 KV·A I 30=1826 Acosφ = P C /S C =972.5/1217.7≈ 0.802.2无功功率补偿2.2.1补偿方式选择无功功率的人工补偿装置主要有：同步补偿机和并联电抗器两种。

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110kV变电所电气一次专业系统设计

110kV变电所电气一次专业系统设计

110kV变电所电气一次系统设计摘要电能是现代城市发展关键能源和动力。

伴随现代文明发展和进步，社会生产和生活对电能供给质量和管理提出了越来越高要求。

城市供电系统关键部分是变电所。

所以，设计和建造一个安全、经济变电所，是极为关键。

本设计拟建设一座110kV 降压变电所。

变电所设计除了重视变电所设计基础计算外，对于主接线选择和论证等全部作了充足说明，其关键内容包含：变电所主接线方案选择；变电所主变压器台数、容量和型式确实定；短路电流计算；关键电气设备选择（断路器，隔离开关，电压互感器，电流互感器，母线及进出线，避雷器）。

另外，绘制了电气主接线图，断面图、防雷接地及平面部署图。

图纸规格和布图规范全部根据了电力系统相关图纸要求来进行绘制。

关键词：变电所电气主接线电气设备选择防雷及接地目录摘要 (1)1 电气主接线设计 (4)1.1 电气主接线设计标准和要求 (5)1.1.1 电气主接线设计标准 (5)1.1.2 对主接线设计基础要求 (6)1.2 电气主接线设计步骤 (7)1.3 变电所电气主接线设计 (9)1.3.1 原始资料及分析 (9)1.3.2 变电所电气主接线设计 (10)1.4 变电所自用电接线设计 (13)1.4.1 对所用电源要求 (13)1.4.2 所用电源引接 (13)1.4.3 所用电接线及供电方法 (13)1.4.4 变电所自用电接线 (13)2 主变及所用变选择 (14)2.1 概述 (14)2.2 主变压器台数选择 (14)2.3 主变压器容量选择 (15)2.3.1 变电所负荷计算 (15)2.3.2 变电所主变及所用变容量确实定 (16)2.4 绕组数和接线组别确实定 (16)2.5 调压方法选择 (16)2.6 冷却方法选择 (17)3 短路电流计算 (17)3.1 概述 (17)3.2 短路电流计算目标及假设 (18)3.2.1 短路电流计算是变电站电气设计中一个关键步骤。

220KV降压变电所电气一次部分初步设计

220KV降压变电所电气一次部分初步设计

目录课程设计任务书 (3)1 电气主接线设计 (6)1.1 主接线设计要求 (6)1.2 主接线基本接线方式 (7)1.3 主接线的接线方案确定 (12)2 主变压器选择 (16)2.1 主变压器的选择原则 (16)2.2 主变压器台数的选择 (16)2.3 主变压器容量的选择 (17)3 短路电流计算 (20)3.1 概述 (20)3.2 短路电流计算目的 (20)3.3 短路电流计算基本假设 (20)3.4 各元件电抗标么值计算 (21)3.4.1 各电气元件标幺值的计算 (21)3.4.2 线路标幺电抗总图及化简图 (21)3.5 系统最大运行方式下短路电流计算 (23)3.5.1最大最小运行方式的含义 (23)3.5.2 220KV侧短路计算 (23)3.5.3 110KV侧短路计算 (25)3.5.4 10KV侧短路计算 (27)4 主要电气设备选择 (30)4.1 概述 (30)4.1.1 按正常工作条件选电气设备 (30)4.1.2 按短路状态进行校验 (31)4.2 高压断路器的选择 (32)4.2.1 220KV侧断路器的选择 (33)4.2.1 110KV侧断路器的选择 (34)4.2.2 10KV侧断路器的选择 (35)4.3 隔离开关的选择 (36)4.3.1 220KV侧隔离开关的选择 (37)4.3.1 110KV侧隔离开关的选择 (38)4.3.2 10KV侧隔离开关的选择 (39)4．4 母线的选择 (40)4.4.1 220KV侧母线的选择 (41)4.4.1 110KV侧母线的选择 (42)4.4.2 10KV侧母线的选择 (43)4.5 互感器的选择 (49)4.5.1 电流互感器选择依据 (50)4.5.2 电流互感器的选择 (51)4.5.3电压互感器的选择依据 (54)4.5.4电压互感器选择 (55)5 防雷及接地体设计 (57)5.1 概述 (57)5.2防雷保护的设计 (57)5.3 接地装置的设计 (58)5.4 主变压器中性点间隙保护 (58)5.5 变电所防雷设计 (59)6. 设计总结 (60)参考文献 (61)附录1 主要设备选择汇总表 (62)成绩评定表 (63)课程设计任务书表二 10KV 用户负荷统计资料序号 用户名称 最大负荷 (kW) cos φ 回路数重要负荷百分数 (％) 1矿机厂 1800 0．95 2 622机械厂 1900 0．95 2 3汽车厂 1700 0．95 2 4电机厂 2000 0．95 2 5炼油厂 2200 0．95 2 6 饲料厂 800 0．95 2 3、待设计变电所与电力系统的连接情况待设计变电所与电力系统的连接情况如图所示。

110KV降压变电所电气一次部分设计任务书

110KV降压变电所电气一次部分设计任务书

毕业设计任务书学生姓名学号专业方向班级题目名称：110KV降压变电所电气一次部分设计一、课程设计的技术数据：1．变电所建设规模：变电所容量：31.5MW；电压等级：110/10Kv；出线回路数：110kv 2回架空线；10Kv 8 回家空线；与变电所连电力系统短路容量1000MVA；负荷情况：最大负荷30MW；最小负荷15MW；远景发展：10千伏侧远景拟发展6回路电缆出线，最大综合负荷18MW，功率因数0.852．环境条件：年最高温度42℃；年最低温度-10℃，年平均温度25℃；海拔高度150m；土质：粘土雷暴日：30日/年；二、课程设计的任务1、熟悉题目要求，查阅相关文献2、主接线方案设计（包括方案论证与确定、技术经济分析等内容）3、选择主变压器4、短路电流设计计算5、电气设备的选择6、配电装置设计7、防雷保护设计8、撰写设内容设计说明书，绘制图纸三、课程设计的主要内容、功能及技术指标主要内容：1.确定主接线：根据设计任务书，分析原始资料，列出技术上可能实现的2—3个方案，经过技术经济比较，确定最优方案。

2.选自主变压器：选择变压的容量、台数、型号等。

3.短路电流设计：根据电气设备选择和继电保护整定的需要，选择短路计算点，绘制等值网络图，计算短路电流，并列表汇总。

4.电气设备的选择：选择并校验短路器、隔离开关、电抗器、电流互感器、电压互感器、母线、电缆、避雷针等，选用设备的型号、数量汇总设备一览表；5.防雷保护设计主要技术指标：1、本设计的变电所电气部分应具有可靠性、灵活性、经济性，并能满足工程建设规模要求。

2、变电所功率因数不低于0.9四、毕业设计提交的成果1、设计说明书（不少于40页，约2万字左右）2、图纸电气主接线图一张（2#图纸）；3、中、英文摘要（中文摘要约200字，3—5个关键词）4、查阅文献不少于10篇五、毕业设计的主要参考文献和技术资资料1、傅知兰. 电力系统电气设备选择与实用计算[M]2、电力工业部，电力规划设计院.电力系统设计手册[M]3、西北电力设计院.电力工程设计手册[M]4、王锡凡. 电力工程基础[M]5、吴希再. 电力工程[M]6、牟道槐. 发电厂变电站电气部分[M]7、西北电力设计院.电力工程电气设备手册[M]8、陆安定. 发电厂变电所及电力系统的无功率[M]六、各阶段安排。

220kv降压变电所电气一次部分设计

220kv降压变电所电气一次部分设计

220kv降压变电所电⽓⼀次部分设计1设计任务及原始资料根据电⼒系统规划需新建⼀座220KV区域变电所。

该所建成后与110KV和220KV电⽹相连，并供给近区⽤户供电。

1. 设计变电所在城市近郊，向开发区的炼钢⼚供电，在变电所附近还有区域负荷。

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. 待建变电所的电源，由双回220KV线路送到本变电所；在中压侧110KV母线，送出2回线路；在低压侧10KV母线，送出12回线路；在本所220KV母线有三回输出线路，送向负荷。

该变电所的所址，地势平坦，交通⽅便。

4. 110KV和10KV⽤户负荷统计资料见表1-1和表1-2。

最⼤负荷利⽤⼩时Tmax=5500h，同时率取0.9，线路损耗取5%。

表1-1 110KV⽤户负荷统计资料⽤户名称最⼤负荷（KW）cos回路数重要负荷百分数（%）炼钢⼚42000 0.95 2 65表1-2 10KV ⽤户负荷统计资料⽤户名称最⼤负荷（KW ）cos 回路数重要负荷百分数（%）矿机⼚机械⼚汽车⼚电机⼚炼油⼚饲料⼚1800 900 2100 2400 2000 6000.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.952 2 2 2 2 262 62 62 62 62 625. 待建变电所与电⼒系统的连接情况如图 1-1所⽰。

1.2 变电所的设计内容1. 选择本变电所主变的台数、容量和类型。

2. 设计本变电所的电⽓主接线，选出数个电⽓主接线⽅案进⾏技术经济综合⽐较，确定⼀个较佳⽅案。

3. 进⾏必要的短路电流计算。

4. 选择和校验所需的电⽓设备。

5. 设计和校验母线系统。

1.3 设计成果1. 编制设计说明书。

2. 编制设计计算书。

3. 绘图若⼲张。

（1）绘制变电所电⽓主接线图。

（2）绘制220kV或110kV⾼压配电装置平⾯布置图。

（3）绘制220kV或110kV⾼压配电装置断⾯图（进线或出线）。