大学毕业设计摘 要变电所是连接电力系统的中间环节，用以汇集电源、升降电压和分配电能。随着计算机技术、现代通讯和网络技术的发展，为目前变电站的监视、控制、保护和计量装置及系统分割的状态提供了优化组合和系统集成的技术基础。本次设计为工厂设计降压变电所，要进行负荷计算，无功补偿，变压器选择，电气主接线确定，短路计算，电气设备选择，继电保护，防雷保护等。变电站综合自动化用组态软件制作，实现变电所的无人值守。关键词：变电所；综合自动化；组态软件；无人值守AbstractSubstation connecting the power system of intermediate links, for the pooling power, movements and distribution of electric voltage. With the development of computer technology, modern communications and network technology development, for the current substation monitoring, control, protection and metering device and system for partitioning state provides optimal combination and system integration technology based on.The design for the factory design of step-down substation, to load calculation, reactive power compensation, transformer, the main electrical wiring, short circuit calculation, the electrical equipment selection, relay protection, lightning protection. Integrated substation automation system configuration software, realize the unattended substation.Keywords: substation;comprehensive automation;configuration software;unattended目录第一章 绪论11.1原始资料分析11.2 国内外研究现状31.3 无人值守变电站的特点31.4设计原则4第二章 负荷计算与变压器的选择52.1负荷计算52.1.1负荷计算的意义52.1.2计算公式52.1.3各车间负荷计算52.2无功补偿计算62.3变压器的选择82.4 变电所位置的选择92.5供电设计方案11第三章 电气主接线设计123.1对主接线的基本要求123.2 变电所主接线方案设计133.3本所电气主接线方案14第四章 短路电流计算154.1常见的短路类型154.2 造成电路短路的原因及危害154.3短路计算的目的154.4确定短路计算基准值164.5短路计算中各元件的电抗标幺值164.6短路点短路电流计算17第五章 电气设备的选择及校验205.1电气设备选择的一般标准205.2 35kV侧开关柜的选择和设备校验215.3 10kV侧开关柜的选择和设备校验235.4 10kv母线的选择265.5电源进线方案设计27第六章 继电保护配置306.1 继电保护的任务与要求306.2电力变压器的继电保护316.2.1变压器的电流速断保护316.2.2变压器的过电流保护326.3 线路微机保护326.3.1电流速断保护326.3.2过电流保护33第七章 变电所防雷保护与接地装置的设计347.1变电所防雷保护347.2变电所接地装置设计34第八章 变电所调度自动化系统的设计368.1变电站综合自动化368.1.1变电站综合自动化系统的基本功能368.1.2变电站综合自动化系统的特点378.2组态软件介绍378.3组态软件的设计过程388.3.1创建一个新工程388.3.2设计画面398.3.3趋势曲线408.3.4报警438.3.5数据报表448.3.6监视系统的调试45第九章 设计总结46参考文献47翻译48致谢7272第一章 绪论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。科学技术的发展，使得供配电技术涉及的方面越来越宽、内容越来越深，与实际联系也越来越密切，这些都为培养高质量的供用电人才提出了更高的要求。为了更好的适应现代工业社会的要求，把自己培养成一个合格的电气工程人员，必须尽可能多的掌握供配电知识，另外还要了解用电知识和节电知识。企业供配电系统是电力系统的一个重要组成部分，它必然要反映电力系统各方面的理论和要求。具体到本次设计中，首先根据企业各车间的设备容量按照需要系数法计算出全厂总负荷；然后在此基础上确定供电电压等级和主变压器的容量，进而选择电气主接线方案和设计总降压变电所,并进行保护。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。电力系统规划设计及运行的任务是：在国民经济发展计划的统筹安排下，合理开发、利用动力资源，用较少的投资和运行成本，来满足国民经济各部门及人民生活不断增长的需要，提供可靠充足、质量合格的电能。所以在本次设计中选择变电站电气部分的初步设计，是为了更多的了解现代化变电站的设计规程、步骤和要求，设计出比较合理变电站。1.1原始资料分析1.工厂总平面图如图1.1所示。图1.1某纺织厂总平面图2.工厂负荷数据：本工厂多数车间为3班制，年最大负荷利用小时数6400h。本厂负荷统计资料如表1.2所示。表1.2某纺织厂负荷情况序号车间设备名称安装容量（kW）Kdtan1纺炼车间纺丝机1800.800.78筒绞机620.750.75烘干机780.751.02脱水机200.600.80通风机2000.700.75淋洗机140.750.78变频机9000.800.70传送机420.800.702原液车间照明10400.750.703酸站照明2600.650.704锅炉房照明3200.750.755排毒车间照明1600.700.606其他车间照明2400.700.753.供电电源情况：按与供电局协议，本厂可由东南方19公里处的城北变电所110/38.5/11kV，50MVA变压器供电，供电电压可任选。另外，与本厂相距5公里处的其他工厂可以引入10kV线路做备用电源，但容量只能满足本厂负荷的30%重要负荷，平时不准投入，只在本厂主要电源故障或检修时投入。4.电源的短路容量（城北变电所）：35kV母线的出线断路器断流容量为1500MVA；10kV母线的出线断路器断流容量为350MVA。5.供电局要求的功率因数：当35kV供电时，要求工厂变电所高压侧cos0.9；当以10kV供电时，要求工厂变电所高压侧cos0.95。6.电费制度：按两部制电费计算。变压器安装容量为每1kVA为15元/月，动力电费为0.3元/kWh,照明电费为0.55元/(kWh)。7.气象资料：本厂地区最高温度为38，最热月平均最高气温29，最热月地下0.8m出平均温度为22，年主导风向为东风，年雷暴雨日数位20天。8.地址水文资料：本厂地区海拔60m，底层以粘砂土为主，地下水位为2m。1.2 国内外研究现状1.2.1国外无人值守变电站的发展变电站自动化和无人值班是当今电网调度自动化领域的热门课题，其发展势头正方兴未艾。国外有一种观点认为，人容易受环境、情绪、性格、疾病等诸多因素影响，因此本身就是一个不可靠因素。确实有不少事故是由人为误操作引起的，从这个角度看，无人值班确实可以提高运行可靠性。变电站自动化是在计算机技术和网络通信技术的基础上发展起来的。国外在八十年代已有分散式变电站自动化系统问世，以西门子(SIEMENS)公司为例，该公司第1套全分散式变电站自动化系统LSA678早在1985年就在德国汉诺威投入运行，至1993年初已有300多套系统在德国及欧洲的各种电压等级的变电站运行。1.2.2国内无人值守变电站的发展 我国的变电站自动化工作起步较晚，大约从九十年代开始，初始阶段主要研制和生产集中式的变电站自动化系统，例DISA1型，BJ1型，IES60型，XWJK1000A型，FD97等。九十年代中期开始研制分散式变电站自动化系统，如DISA2型，DISA3型，BJF3，CSC2000型，DCAP3200型，FDK型等，与国外先进水平相比，大约有十年的差距。许多高校、科研单位、制造厂家以及规划设计、基建和运行部门在学习和借鉴国外先进技术的同时，正结合我国的实际情况共同努力继续开发更加符合我国国情的变电站自动化系统。可以预计，今后其发展和推广的速度会越来越快，与国外的差距会逐步缩小。1.3 无人值守变电站的特点 1、增强了设备可靠性：无论是正常操作或事故处理，均通过自动化系统，减少了人为失误，降低了出差错的概率，及时准确可靠；简化生产管理环节：以实现远动和自动化为基础，人到自动化的转变使生产管理环节得以解放；2、降低了电力建设造价：采用先进的远动及自动化设备，优化系统结构，减少设备可用空间，减少占地面积和生产辅助设备及生活设施，降低工程造价；推进供电网络科学化管理；在供电网络中，降压变电站进线由地区电网接入降至配电电压与用户连接，将降压变电站、开关站及相关馈线综合考虑实行自动化管理，增强供电可靠性，提高科学管理水平。1.4设计原则 1、结合本地区电网规划、电网调度自动化系统规划和通信规划，根据电网结构、变电站地理环境、交通、消防条件、站地区社会经济状况，因地制宜地制定设计方案；除按照电网规划中规定的变电站在电网中地位和作用考虑其控制方式外，其与电网配合、继电保护及安全自动装置等均应能满足运行方式的要求；2、自动化技术装备上要坚持安全、可靠、经济实用、正确地处理近期建设与远期发展关系，做到远近结合；3、节约用电，减少建筑面积，既降低电网造价，又满足了电网安全经济运行； 4、对一、二次设备及土建进行必要简化，取消不必要措施； 5、应满足备用电源自投、无功功率和电压调节。