课程设计说明书课程名称： 综合课程设计 设计题目： 某化纤毛纺织厂全厂总配电所 及配电系统设计 学生姓名： 张三 学 号： 201107011153 院 系： 机械与控制工程学院 专业年级： 2011级机械制造与自动化专业 指导教师： 李四 2016年6月5日目 录1 原始资料分析11.1 工程情况分析11.2 电力系统情况分析11.3 负荷情况分析11.4 环境条件分析12 设计说明部分22.1 主接线设计22.2 变压器22.2.1 变压器形式的选择22.2.2 变压器台数和容量的确定23 设计计算部分33.1 变压器的选择33.2 短路计算33.2.1 短路电流计算的目的33.2.2 短路电流计算方法43.2.3 三相短路电流计算43.3 电气设备选择计算73.3.1 选择电气设备原则73.3.2 校验电气设备原则84.3.3 设备选择及校验93.3.4 母线的选择123.4 继电保护计算133.4.1 主变压器继电保护配置与整定133.4.2 输电线路继电保护173.4.3 站用电设计203.5 防雷及接地计算203.5.1 防雷203.5.2 接地计算224 结果与结论4.1 设计结果4.2 设计结论1 原始资料分析1.1 工程情况分析待设计变电站的电源，由双回220kV线路送到本变电站；在中压侧110kV侧送出8回线路；在低压侧35kV母线，送出10回线路；在本站220kV母线有3回输出线路。1.2 电力系统情况分析确定本变电站的电压等级为220/110/35kV，220kV是本变电站的电源电压，110kV和10kV是二次电压。1.3 负荷情况分析110kV侧有8回出线，最大负荷为200MW，cos=0.85，一、二类负荷各占50%，每回负荷按25MW考虑，出线最长一回为30km；35kV侧有10回出线，最大负荷为70MW，cos=0.8，一、二类负荷各占50%，每回负荷按7MW考虑，出线最长一回为30km。系统的阻抗标幺值为0.018。1.4 环境条件分析该变电站年最高气温42，年最低气温-10，平均气温20，年最热月平均气温30，年雷暴日为30天，土壤性质以砂质粘土为主。该变电站位于市郊生荒土地上，地势平坦、交通便利、环境无污染。2 设计说明部分2.1 主接线设计在本课题设计中，有2回220kV线路送到本变电站，送出3回，在中压侧110kV母线，送出8回，对于220kV地区性变电站来说，双母线接线的可靠性已能达到要求，且地区性变电站主要是要求经济性，因此采用双母线接线，当一母线故障或检修的时候，由母联断路器向另一母线充电，直到完成母线转换过后才断开母联断路器，使原工作母线退出运行，保证了供电的可靠性。在低压侧35kV母线，送出10回线路，考虑到地区性一般变电站对经济性的要求，采用单母线分段接线，当一母线发生故障时，分段断路器能自动把故障切除，保证正常段母线不间断供电以不至于造成用户停电。2.2 变压器2.2.1 变压器形式的选择变压器分类很多，按功能分有升压和降压变压器；按冷却方式分有油浸式和干式。在选用变压器时应选用低损耗节能型变压器，如S9系列。2.2.2 变压器台数和容量的确定1） 台数确定 台数确定应满足用电负荷的可靠性要求，在一、二级负荷变电所中用两台变压器，对季节性负荷或负荷变化大的变电所也采用两台。2） 容量的确定 单台时额定容量应满足全部用电设备的计算负荷，且留有一定的裕度。两台时任一台单独运行应满足计算负荷60%-70%的要求，而且任一台单独运行时应满足所有一、二级负荷的需要3。3 设计计算部分3.1 变压器的选择根据第二章对变压器的说明，按照课题内容的要求，本变电站有两回电源进线，系统有110kV和35kV两个负荷等级，其最大有功负荷为200MW，cos=0.85，和70MW，cos=0.8200/0.85+70/0.8322.8（MVA）需要选择的变压器容量S0.7322.8225.96（MVA）选用三绕组变压器2，查手册，选出的设备如表4-1所示： 表3-1 变压器型号选择SFPS7型220kv级三相三圈无载调压变压器额定容量MVA容量比电压比组别空载损耗W负载损耗W阻抗电压%高中高低中低240100/100/5024222.5%/121/38.5YN，yn，d1113572012-1422-247-93.2 短路计算计算短路电流主要是为了选择断路器等电气设备或对这些设备提出技术要求；评价确定网络方案，研究限制短路电流措施；为继电保护设计与调试提供依据；分析计算输电线路对通讯网络设施的影响等。在电力系统设计中，短路电流的计算应按远景规划水平年来考虑，远景规划水平年一般取工程建成后510年中的某一年。计算内容为系统在最大运行方式时，各枢纽点的三相短路电流。3.2.1 短路电流计算的目的1） 短路点的选取：各级电压母线、各级线路末端。2） 短路时间的确定：根据电气设备选择和继电保护整定的需要，确定计算短路电流的时间。3） 短路电流的计算：最大运行方式下最大短路电流；最小运行方式下最小短路电流；各级电压中性点不接地系统的单相短路电流。计算的具体项目及其计算条件，取决于计算短路电流的目的 。3.2.2 短路电流计算方法 供配电系统某处发生短路时，要算出短路电流必须首先计算出短路点到电源的回路总阻抗值。电路元件电气参数的计算有两种方法：标幺值法和有名值法。1） 标幺值法标幺制是一种相对单位制，标幺值是一个无单位的量，为任一参数对其基准值的比值。标幺值法，就是将电路元件各参数均用标幺值表示。由于电力系统有多个电压等级的网络组成，采用标幺值法，可以省去不同电压等级间电气参量的折算。在电压系统中宜采用标幺值法进行短路电流计算。2） 有名值法有名值法就是以实际有名单位给出电路元件参数。这种方法通常用于1kV以下低压供电系统短路电流的计算。3.2.3 三相短路电流计算三相短路是电力系统最严重的短路故障，三相短路的分析又是其他短路分析的基础。由于本课题系统为无限大容量系统，其各点的短路电流计算如下：根据系统接线图绘制等值电路图如图3-1所示：图3-1 系统等效电路图短路电流的计算通常采用近似标幺值计算。取=100MW，各级基准电压为平均额定电压。第二章已选出主变压器（三绕组），其阻抗电压如表3-2所示：表3-2 变压器阻抗电压绕组高中高低中低阻抗电压%1214222479计算每组绕组的短路电压百分数：=（）=（13238）=14=（）=（13823）=-1=（）=（82313）=9取=100MVA，=计算变压器各绕组的标幺值：=0.0583 =-0.0042 = =0.03752号变压器的参数与1号变压器的参数一致。1） 当（f-1）点（220kv母线）发生短路时的计算=0.018 =55.6有名值： =55.6=55.6=14（kA）冲击电流：=2.55=2.5514=35.7（kA）2） 当（f-2）点（110kV母线）发生短路时的计算=+=0.0583-0.0042=0.0541=0.0271=+=0.018+0.0271=0.0451=22.17有名值：=22.17=22.17=11.1（kA）冲击电流： =2.55=2.5511.1=28.3（kA）3） 当（f-3）点（35kV母线）发生短路时的计算=+=0.0583+0.0375=0.0958=0.0479=+=0.018+0.0479=0.0659=15.2有名值：=15.2=15.2=23.7（kA）冲击电流：=2.55=2.5523.7=60.44（kA） 4） 当（f-4）点（110kV出线）发生短路时的计算 =0.430=0.09 =+=0.0451+0.09=0. 1351 =7.4有名值：=7.4=7.4=3.7（kA）冲击电流：=2.55=2.553.7=9.44（kA） 5） 当（f-5）点（35kV出线）发生短路时的计算=0.430=0.876=+=0.0479+0.876=0.9239=1.08（kA）有名值：=1.08=1.08=1.7（kA）冲击电流：=2.55=2.551.7=4.34（kA）短路电流如表3-3所示： 表3-3 短路电流值计算参数短路点短路电流有名值 kA冲击电流kA220KV1435.7110KV11.128.335KV23.760.44110KV出线3.79.4435KV出线1.74.343.3 电气设备选择计算供配电系统中的电气设备是在一定的电压、电流、频率和工作环境条件下工作的，电气设备的选择，除了应满足在正常工作时能安全可靠运行之外，还应满足在短路故障时不至损坏的条件。设备还要适应所处的位置、环境温度、海拔高度，以及防尘、防火、防腐、防爆等环境条件。3.3.1 选择电气设备原则1） 电器选择的一般原则（1） 应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展。（2） 应按当地环境条件校核。（3） 应力求技术先进和经济合理。（4） 与整个工程的建设标准应协调一致。（5） 同类设备应尽量减少品种。（6） 选用的新产品均应具有可靠的实验数据，并经正式鉴定合格。2） 额定电压电气设备所在电网的运行电压因调压或负荷的变化，有时会高于电网的额定电压，故所选电气设备允许的最高工作电压不得低于所接电网的最高运行电压。因此，在电气设备时，一般可按照电气设备的额定电压不低于装置地点电网额定电压的条件选择。即3） 额定电流电气设备的额定电流是在额定环境温度下，电气设备的长期允许电流。应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流，即：4） 环境条件对设备选择的影响当电气设备安装地点的环境条件如温度、风速、污秽等级、海拔高度、地震烈度和覆水度等超过一般电气设备使用条件时，应采取措施。5） 机械荷载所选电器端子的允许荷载，应大于电器引线在正常运行和短路时的最大作用力。3.3.2 校验电气设备原则1） 校验的一般原则（1） 电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动、热校验。校验的短路电流一般取三相短路时的短路电流，若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重情况校验。（2） 用熔断器保护的电器可不验算热稳定。当熔断器有限流作用时，可不验算动稳定。用熔断器保护的电压互感器回路，可不验算动、热稳定。2）短路热稳定校验