2022年某机械厂10KV降压变电所电气方案设计书.docx

精品学习资源毕业设计成果 Graduation practice achievement说 明 书题目某机械厂 10KV降压变电所电气设计欢迎下载精品学习资源助学单位：专业：班级： 准考证号： 设 计 人：指导教师：欢迎下载精品学习资源毕业设计（论文）任务书同学姓名准考证号自考班级欢迎下载精品学习资源设计 论文 题目题目某机械厂 10KV降压变电所电气设计基础数据变电所的电力负荷、供电电源、气象资料、地质水文、电费制度欢迎下载精品学习资源说明部分毕业变压器的挑选原就，导线及电气设备和进出线的挑选原就等内容；设计运算部分 论负荷运算及无功功率补偿运算，短路电流运算，防雷爱护和接地装置运算，配电变压器保文）护定值运算等的绘图部分主要变电所平面布置图，厂区供电线路规划图，变电所变压器爱护二次回路图，变电所高压配内容电主接线图和低压配电主接线图任务下达时间2021年月日指导老师要求完成日期2021年月日签字欢迎下载精品学习资源评阅（审）人意见签字：年月日欢迎下载精品学习资源专业 指导委员会意见负责人签字：年月日欢迎下载精品学习资源备注注：此表与该生毕业设计（论文）一起装订；电力工程系编AbstractPower of modern industrial production of major energy and power. With the development欢迎下载精品学习资源of modern civilization and progress of social production and life of the power supply,quality and management of the increasingly high demand. Factorypower supply system is the core part of the substation. Therefore, the design and construction of a safe and economicalsubstation, it is extremely important. The power plant design include: the calculation ofload and reactive power compensation； substation main transformer station number andcapacity, determine the types； Substation Main Wiring choice； into the outlet of choice；short-circuit calculations and switching equipment choice； secondary circuit and relayprotection scheme for the selection and tuning； lightning protection and grounding design；workshop wiring scheme for the distribution line； Lines and distribution equipment and the choice of protective equipment； and electrical lighting design, and schematic drawing.Substation is on the electricity power system voltage and current to change, focus and allocation of places is essential for power system power transmission link, play bridge. 10kV substation is an important part of the power distribution is the key link in gridconstruction. . With the development of national economy, industrial and agriculturalproduction growth requires an urgent increase in demand for power supply capacity, the proposed new 10kV substation. Substation is an important part of power system, which directly affect the power system security and economic operation of power plants and customers are links in the middle part, play a role in transformation and distribution of electric energy.前言本毕业设计说明书是按辽宁石化职业技术学院自动化系 2021 年毕业设计要求，经小组共同争论，老师细心指导下，由个人独立编写的；本书属小型水电站电气设计课题，题目要求先拟定一个合理的电气主接线方案，再进行短路电流的运算，高压电气设备的挑选和校验，最终再画出电气主接线图；虽然此题有肯定的难度和挑战性，但在小组成员的共同努力下，查阅大量相关资料，在加上老师的指导，使我们明确自己的方向；在设计的过程中，我们第一熟识了水电站的一些原始资料，再依据原始资料确定了一个合理的方案，在短路电流的运算过程中，我们找到了合理的短路点，防止过多的重复工作量；本设计以通俗易懂的文字，加上图形表达，系统地阐述了水电站全部的信 息；本设计令读者便于懂得和接受，本书极具有重要的参考价值；本次毕业设计是为了让我们更清晰地懂得怎样运算短路电流，高压电气设备如何选择，如何画电气主接线图，为我们即将走上工作岗位的毕业生打基础；毕业设计小组成员由、组成，在编写过程中得到了老师的大力支持和帮忙，在此表达真诚的感谢！欢迎下载精品学习资源由于编者水平有限，错误及不当之处在所难免，恳请广大师生、读者批判指正；编者2021年 9 月目录前言第一章 毕业设计任务书1 .1设计题目11 .2设计目的11 .3设计有关原始资料1其次章 电气一次部分设计2 1主接线方案的拟定72 2变压器容量确定72 3电气一次短路电流计算82 3 1当 6 . 3 k v母 线 即 K 1 点 发 生 三 短 路 时 1 02 3 2当 3 5 k v母 线 即 K 2点 发 生 三 短 路 时 1 22 3 3短 路 电 流 计 算 成 果 表 1 2第三章 高压电气设备的挑选和校验3. 1高压电气设备选择的一般条件 133. 2高压断路器的选择和校验 153. 3隔离开关的选择和校验 17欢迎下载精品学习资源3. 4电 流 互 感 器 的 选 择 和 校 验 193. 5电 压 互 感 器 的 选 择 203 .6高压熔断器的选择213 .7避雷器的选择213 .8支柱绝缘子和穿墙套管的选择213.9母线 的 选 择 与 校 验 223 .1 03 .1 1开 关 柜 的 选 择 厂 用 变 压 器 的 选 择 2 4 2 4附录参考文献附图第一章 毕业设计任务书1.1 设计题目某机械厂 10KV降压变电所电气设计1.2 设计目的毕业设计是完成本专业教案方案的最终一个重要的教案环节，是对各门课程的综合运用和提高；通过毕业设计，巩固和加深同学所学专业理论学问，锤炼同学分析和解决实际工程问题才能；培育和提高同学综合使用技术规范、技术资料，进行有关运算、设计、绘图和编写技术文件的初步技能，为今后参与水电站和变电所电气设计、安装、运行、检修、试验打下基础；通过本毕业设计，初步把握一个小型水电站工程设计的思想、内容、方法和步骤；1.3 有关的原始资料黄坪电站为低水头径流式水电站，座落于茶陵县虎踞镇黄坪村，距茶陵县城 25km，装机容量 5×1600kw，年利用小时数 4833h，发电机的型号为 SF1600-60/4850，发电机额定电压为 6.3kv；电站取大输送功率为 8000kw；依据茶陵县小水电网络规划和业想法向，电站出线等级为 35kv，共三回路，一回路送到9km 平水变并入茶陵县新组建小水欢迎下载精品学习资源电网，一回路送到近区新建的虎踞镇工业区，一回路备用；其输电导线型号为LGJ-120；1.4 设计的总体要求集中布置，明确要求，提倡争论，独立完成，严禁抄袭，严禁拷贝现象；其次章电气主接线方案的拟定电气一次部分设计2.1分析设计原始资料，全面考虑所设计电站在系统中所处位置、所供负荷性质、地理位置以及电站本身的总容量和机组台数，拟出二至三个可行的方案，进行一般的技术经济比较，通过论证，确定一个合理的主接线方案；方 案 一电网工业备用3516.3欢迎下载精品学习资源方 案 二电网工业备用35KVTIT26.3 KVGGGGG方 案 三电网工业备用T 1T2T3T 4T 5GGGGG欢迎下载精品学习资源方 案 四电网工业备用35 KVTIT26.3 KVGGGGG方 案 五电网工业备用35KVTIT2T3T4T56.3 KV.GGGGG方 案一 ： 发 电机 电压接线 采 用单 母线 不分 段， 设置 一台 变压器， 其容 量为10000KW ；35KV 线路采纳单母线不分段；欢迎下载精品学习资源方 案 一电网工业备用3516.3方 案二 ： 发 电机 电压接线 采纳 单母线不分段 ， 设 置 2 台变压 器， 其容量为10000KW ，35KV 线路采纳单母线分段；方 案 二电网工业备用35KVTIT26.3 KVGGGGG（1） 供电牢靠性方案一供电牢靠性较差方案二供电牢靠性较好（2） 运行上的安全和敏捷性方案一母线或母线侧隔离开关故障或检修时，整个配电装置必需退出运行，而任何一个断路器检修时，其所在回路也必需退出运行，敏捷性也较差；方案二单母线分段接线便于分别对各母线段进行检修，削减了母线检修时的停电范畴，提高了运行的敏捷性；（3） 接线简洁、明显爱护和检修便利欢迎下载精品学习资源很明显方案一最简洁、明显爱护和检修便利；（4）经济方面的比较方案一最经济；综合比较：选方案二最合适；2.2变压器容量的确定由于发电机的容量为 1600KW ，所以变压器的容量应大于等于变压器的挑选8000KW ；额定电压（ KV ）型号额定容量（KVA）阻抗电压（%）连接组高压低压SL7-10000/35100003567.5Y/ -112.3 电气一次短路电流运算对选定的主接线方案，按电气设备挑选、校验的需要进行短路电流的运算；在老师指导下，力求合理挑选短路点，以防止过多的重复工作量；按个别变化法，用运算曲线运算短路电流短路电流运算条件为使所选电气设备具有足够的牢靠性、经济性和合理性，并在肯定时期内适应电力系统进展的需要，作校验用的短路电流应按以下条件确定；（ 1）容量和接线按本工程设计最终容量运算，并考虑电力系统远景进展规划（一般为本工程建成后 5 10 年）：其接线应采纳可能发生最大短路电流的正常接线方式，但不考虑在切换过程中可能短时并列的接线方式；（如切换厂用变压器时的并列）；（ 2）短路种类一般按三相短路验算，如其他种类短路较三相短路严峻时，即应按最严峻的情形验算；（ 3）运算短路点挑选通过电器的短路电流为最大的那些点为短路运算点；短路电流的运算欢迎下载精品学习资源电网工业备用欢迎下载精品学习资源K 260.7570.75欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源110.5210.5310.5410.5K 1510.5欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源选取基准值 : Sj100MVA U jU av欢迎下载精品学习资源发电机：有阻尼绕组的水轮发电机欢迎下载精品学习资源X21XdXSj100P cos变压器：211001001600 0.810.5欢迎下载精品学习资源P160058000KW经查表挑选 SFL1-10000/35 型号欢迎下载精品学习资源查得U K %7.5欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源XU K %Sj7.5T1001030.75欢迎下载精品学习资源100Sn100线路：80000.8欢迎下载精品学习资源35kv挑选 X 00.42欢迎下载精品学习资源SjUX jX 0 L2av0.42910037 20.28欢迎下载精品学习资源2.3.1 当 6.3KV 母线即 k1 点发生三相短路时：欢迎下载精品学习资源X j0.2835kV欢迎下载精品学习资源X0.75220 .375欢迎下载精品学习资源6 3kVk110.5X252.1欢迎下载精品学习资源当 K 1 发生短路时无限大容量欢迎下载精品学习资源X 10.28X10.37510.6551.5267欢迎下载精品学习资源X 1稳态短路电流： I0.655II j1.52671002.38 kA欢迎下载精品学习资源337欢迎下载精品学习资源冲击短路电流：I im2.55I2.552.386.069kA欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源有限大容量：XC1XSN1Sj2.1101000.21欢迎下载精品学习资源t0s I5.526欢迎下载精品学习资源IISN5.526105.064kA欢迎下载精品学习资源3U av36.3欢迎下载精品学习资源t1s I 13.563欢迎下载精品学习资源I 1ISN3.563103.265kA欢迎下载精品学习资源3U av36.3欢迎下载精品学习资源t2s I 2I 2I3.378SN3.378103.096kA欢迎下载精品学习资源3U av36.3欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源t4s I 3I 3I3.234SN3.234102.964 kA欢迎下载精品学习资源3U av36.3t=0sI1 =2.38+5.064=7.444 （KA） t=1sI2 =2.38+3.265=5.645 （KA） t=2sI3 =2.38+3.096=5.476 （KA）t=4sI4 =2.38+2.964=5.344 （KA）欢迎下载精品学习资源短路冲击电流：iim2 kimI21.95.06413.605kA欢迎下载精品学习资源总的冲击电流： i=13.605+6.069=19.674KA2.3.2 当 35KV母线即 k2 点发生三相短路时：X j *0.28欢迎下载精品学习资源35KVK 26.3KV*0.375欢迎下载精品学习资源X2X1*2.1当 K 2 点发生短路时无限大容量欢迎下载精品学习资源X 2*I*0.28113.57欢迎下载精品学习资源X2 *0.28欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源稳态短路电流： II* I j3.571005.5706KA欢迎下载精品学习资源337欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源冲击短路电流：I im2.55I2.555.570614.205KA欢迎下载精品学习资源有限大容量短路电流：欢迎下载精品学习资源X 3*X 1 *X 2 *2.10.3752.475欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源Xc*SNX 3 *Sj2.475101000.2475欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源t=0s I II4.43SN3Uav4.43103370.691kA欢迎下载精品学习资源t=1sI 13.23欢迎下载精品学习资源I 1I 1SN3Uav3.23103370.504 kA欢迎下载精品学习资源t=2sI 23.17欢迎下载精品学习资源I 2I 2SN3Uav3.17103370.495kA欢迎下载精品学习资源t=4sI 33.12欢迎下载精品学习资源I 3I 3SN3Uav3.12103370.487 kA欢迎下载精品学习资源t=0sI1 =5.5706+0.691=6.2616 （KA） t=1sI2 =5.5706+0.504=6.0746 （KA） t=2sI3 =5.5706+0.495=6.0656 （KA） t=4sI4 =5.5706+0.487=6.0576 （KA）欢迎下载精品学习资源短路冲击电流 : iim2 kimI21.80.6911.759 kA欢迎下载精品学习资源总的冲击电流： i=14.205+1.759=15.964KAk1短路：当 t4s 时.欢迎下载精品学习资源QZ1I210I 2 Zt2212I zt2t5.0642103.0962122.9642443.43欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源12QfTI0.155.0643.85欢迎下载精品学习资源Qk1QzQf47.28k2 短路：当 t4 s时.I210I2zQt2I2zt0.69121022Z 2t0.495120.48741.05Qf22TI120.080.69120.04Qk1Qz2Qf 21.092.3.3短路电流运算成果表T=0sT=1sT=2sT=4s短路点分支回路额定容量（ M V· A）计算电抗T=0s冲击短路电流III1I1I2I2I3I3（ kA ）6kV母线35kV母线大电网0.6551.52672.381.52672.381.52672.381.52672.386.069水电站20.215.5265.0643.5633.2653.3783.0963.2342.96413.605合计7.4445.6455.4765.34419.674大电网0.283.575.57063.575.57063.575.57063.575.570614.205水电站100.24754.430.6913.230.5043.170.4953.120.4871.759合计6.26166.07466.06566.057615.964第三章高压电气设备的挑选3.1 、高压电气设备挑选的一般条件电气设备挑选是发电厂和变电所设计的主要内容之一，在挑选时应依据实际工作特点，依据有关设计规范的规定，在保证供配电安全牢靠的前提下，力争做到技术先进， 经济合理；为了保证高压电气设备的牢靠运行，高压电气设备挑选与校验的一般条件，欢迎下载精品学习资源按正常工作条件包括：电压、电流、频率、开断电流等挑选；按短路条件包括动稳固、热稳固校验；按环境工作条件如温度、湿度、海拔等挑选；3.1.1 额定电压和最高工作电压高压电气设备所在电网的运行电压因调压或负荷的变化，常高于电网的额定电压， 故所选电气设备答应最高工作电压Ualm 不得低于所接电网的最高运行电压；一般电气设备答应的最高工作电压可达 1.11.15UN，而实际电网的最高运行电压 Usm 一般不超过1.1UNs 因此在挑选电气设备时，一般可依据电气设备的额定电压的额定电压 UN 不低于装置地点电网额定电压 UNs 的条件挑选，即UNUNs3.1.2 额定电流电气设备的额定电流IN 是指在额定环境温度下，电气设备的长期答应通过电流；IN应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大连续工作电流 Iw.max，即INImax3.2 、高压断路器的挑选和校验高压断路器应依据断路器安装地点、环境和使用条件等要求挑选其种类和型式；由于少油断路器制造简洁、价格廉价、爱护工作量较少，故在3220kV 系统中应用较广， 但近年来，真空断路器在35kV 及以下电力系统中得到了广泛应用，有取代油断路器的趋势；SF6 断路器也已在向中压 1035kV 进展，并在城乡电网建设和改造中获得了应用；高压断路器的操动机构，大多数是由制造厂配套供应，仅部分少油断路器有电磁式、弹簧式或液压式等几种型式的操动机构可供挑选；一般电磁式操动机构需配专用的直流合闸电源，但其结构简洁牢靠；弹簧式结构比较复杂，调整要求较高；液压操动机构加工精度要求较高；操动机构的型式，可依据安装调试便利和运行牢靠性进行挑选；发电机出口断路器的挑选欢迎下载精品学习资源额定电压型号KV额定电流A额定开断电流KA极限通过电流峰值 KA4s 热稳固电流KA欢迎下载精品学习资源ZN-10/600-15066008.7228.7变压器低压侧断路器的挑选欢迎下载精品学习资源额定电压型号KV额定电流A额定开断电流KA极限通过电流峰值 KA4s 热稳固电流KA欢迎下载精品学习资源ZN-10/600-15066008.7228.7变压器高压侧断路器的挑选欢迎下载精品学习资源型号LW16-35额定电压KV 35额定电流A 1600额定开断电流KA 25极限通过电流峰值 KA 634s 热稳固电流KA 2535 KV 侧断路器的挑选型号LW16-35额定电压KV 35额定电流A 1600额定开断电流KA 25极限通过电流峰值 KA 634s 热稳固电流KA 253.2.1 额定电压挑选U N UNS=1.05 × 6.3=6.615KV即设备的额定电压应大于 6.615KV；3.2.2 额定电流挑选I N I max=1.05 ×10MV.A/3×6.615=0.92KA综合以上运算及所参阅的资料，挑选6.3KV 母线断路器的型号为： ZN-10/600-150 ； 挑选 35KV母线断路器的型号为： ZN-35/630-8；3.2.3 额定开断电流挑选在额定电压下，断路器能保证正常开断的最大短路电流称为额定开断电流；高压断路器的额定开断电流 INbr ，不应小于实际开断瞬时的短路电流周期重量Izt，即I NbrzIt发电机出口： 8.72.38变压器低压侧： 8.72.38 变压器高压侧： 255.5706 35KV母线侧： 255.5706我国生产的高压断路器在做型式试验时，仅计入了20%的非周期重量；一般中、慢速断路器，由于开断时间较长>0.1s，短路电流非周期重量衰减较多，能满意国家标准规定的非周期重量不超过周期重量幅值20%的要求；使用快速爱护和高速断路器时，其开断时间小于 0.1s，当在电源邻近短路时，短路电流的非周期重量可能超过周期重量的20%，因此需要进行验算；短路全电流的运算方法可参考有关手册，如运算结果非周期分 量超过 20%以上时，订货时应向制造部门提出要求；3.2.4 短路关合电流的挑选在断路器合闸之前，如线路上已存在短路故障，就在断路器合闸过程中，动、静触头间在未接触时即有庞大的短路电流通过（预击穿），更简洁发生触头熔焊和遭受电动力的损坏；且断路器在关合短路电流时，不行防止地在接通后又自动跳闸，此时仍要求欢迎下载精品学习资源能够切断短路电流，因此，额定关合电流是断路器的重要参数之一；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iNcl 不应小于短路电流最大冲击值 ich ，即i Nclcih发电机出口： 22 12.891 变压器低压侧： 2212.891 变压器高压侧： 6314.205 35 KV 母线侧： 6314.2053.2.5 动稳固校验所谓动稳固校验希是指在冲击电流作用，断路器的载流部分所产生的电动力是否能导致断路器的损坏；动稳固应满意的条件是短路冲击电流ich 应小于或等于断路器的电动稳固电流（峰值）；一般在产品目录中给出的是极限通过电流（峰值）ikw，它与电动稳固电流的关系应满意Ikwi ch发电机出口： 2212.891变压器低压侧： 22 12.891变压器高压侧： 63 14.205 35KV母线侧： 6314.2053.2.6 热稳固校验应满意的条件是短路热效应Qk 应不大于断路器在t秒时间内的答应热效应，即I 2rt Qk2发电机出口： 8.7 ×447.2822变压器低压侧： 8.7 ×447.28 变压器高压侧： 65 ×41.09 35KV母线侧： 652×41.093.3 隔离开关的挑选和校验隔离开关挑选及校验条件除额定电压、额定电流、热稳固、动稳固校验外，仍应注意其种类和形式的挑选，特殊屋外式隔离开关的型式较多，对配电装置的布 置 和 占 地面积影响很大，因此其型式应依据配电装置特点和要求以及技术经济条件来确定；表3.3.1 为隔离开关选型参考表；表 3.3.1隔离开关选型参考表使用场合特点参考型号欢迎下载精品学习资源屋 屋内配电装置成套高压开关柜三级， 10kV 以下GN2 ， GN6 ， GN8 ， GN19欢迎下载精品学习资源发电机回路、大电流回单极，大电流 300013000AGN10欢迎下载精品学习资源内 路三级， 15kV ，200600AGN11欢迎下载精品学习资源三 级 ， 10kV， 大 电 流20003000A单极，插入式结构，带封闭罩20 kV，大电流 1000013000AGN18， GN22，GN2GN14欢迎下载精品学习