四川大学网络教育学院 题 目 正阳60/10二次降压变电所 电气部分设计 办 学 学 院 四川大学 校外学习中心 重庆黔江奥鹏学习中心20A 专 业 电气工程及其自动化 年 级 0903黔江 指 导 教 师 学 生 姓 名 学 号 aDH1091g1032 2011年2月11日提要随着社会现代化建设的飞速发展,近年来城市电网建设力度亦随之加大,各地区不同电压等级变电所的建设已成为电力行业中非常重要的一项建设发挥着重要的作用。本毕业设计论文是60KV降压变电所电气部分初步设计。为了保证供电的可靠性和一次性满足远期负荷的要求，按照远期负荷规划进行设计建设，从而保证变电所能够长期可靠供电。根据毕业设计任务书的要求，综合所学专业知识及变电所设计等书籍的有关内容，设计过程中完成了主变选择、电气主接线的拟定、短路计算、电气设备选择、配电装置的规划、继电保护和自动装置的规划和防雷保护的规划等主要工作。在此期间，遇到的种种问题均通过反复比较、验算，并请教老师得以解决。毕业设计论文由设计说明书、设计计算书、一套图纸（电气主接线图、总平面布置图、配电装置断面图、防雷保护图）组成。内容较为详细，对今后扩建有一定的参考价值。本次设计是通过本人的精心设计论证完成的。整个设计过程中，全面细致的考虑工程设计的可靠性、经济性、灵活性等诸多因素，最终完成本设计方案。通过完成此毕业设计论文，进一步领会我国电力工业建设的政策观念和经济观点，培养对工程技术、经济进行较全面的综合分析能力。由于时间紧张和能力有限，此论文中难免会出现遗漏和错误，希望老师给予指点和更正。最后，感谢各位老师给予我的帮助和大力支持，正因为你们精心的指导本次论文才得以更好的完成。十分感谢！目录引言7第一部分 说明书8第一章 毕业设计任务书8第二章 主变压器的选择102.1主变压器台数的确定102.2主变压器的容量的确定102.3主变压器的选择102.3.1计算功率因数102.3.2选择电容器11第三章 电气主接线123.1对电气主接线的说明123.2主接线设计原则123.2.1主接线设计依据123.2.2主接线设计的基本要求123.3电气主接线的选择133.3.1单母线接线133.3.2单母线分段143.3.3双母线接线143.3.4母线接线方式的选择15第四章 短路电流计算164.1概述164.2计算条件164.2.1电气系统短路电流计算条件164.2.2一般规定174.2.3限制措施174.3短路过程分析184.3.1由“无限大容量系统”供电的三相短路电流184.3.2由“有限容量系统”供电时的三相短路电流184.4短路电流的计算方法194.4.1标幺值法的基本原理194.5短路电流的计算204.5.1 60KV侧母线短路电流计算204.5.2 10KV侧母线短路电流计算21第五章 变电所设备的选择与校验225.1高压电气选择的一般要求225.1.1一般原则225.1.2技术条件225.1.3环境条件235.1.4环境保护255.2高压断路器的选择255.2.1按额定电压选择255.2.2按额定电流选择255.2.3按开断电流选择255.2.4按额定关合电流选择265.2.5动稳定校验265.2.6热稳定校验265.3高压隔离开关的选择265.4电流互感器的选择275.5电压互感器的选择275.5.1装置种类和型式选择275.5.2按一次回路电压选择275.5.3按二次回路电压选择285.5.4按准确级和容量选择285.6避雷器的选择285.7 10KV侧主要电气设备的选择295.7.1母线联络开关295.7.2负荷配出线开关、电容器组开关295.7.3电流互感器选择295.7.4电压互感器选择305.7.5所用变选择305.7.6高压开关柜的主母线选择305.7.7其他辅助设备305.8全所所用设备31第六章 继电保护和自动装置的规划和设计326.1电力系统继电保护的作用326.2主变的保护326.2.1配置原则326.2.2本变电所配置的变压器保护326.3母线保护326.3.1配置原则326.4线路保护336.4.1 60KV侧线路保护336.5自动装置的配置336.5.1配置原则336.5.2自动重合闸的作用336.5.3自动重合闸装置应符合的基本要求336.5.4备用电源和备用设备的自动投入34第七章 高压配电装置的规划设计357.1电气布置357.2配电装置设计原则357.3配电装置形式的选择357.3.1屋外配电装置的特点367.3.2屋外配电装置的种类367.3.3屋外配电装置的若干问题36第八章 过电压保护选择378.1雷过电压保护378.1.1直击雷的保护范围378.1.2避雷针、避雷线的装设原则及接地装置的要求378.1.3避雷针保护范围计算378.2 310KV配电装置的过电压保护38第二部分 计算书39第一章 主变压器、电容器容量和台数的确定39第二章 短路电流的计算412.1系统等值电流图412.2 60KV母线上d1点发生三相短路时的短路计算422.3 10KV母线上d2点发生三相短路时的短路计算432.4 60KV母线上d1点发生二相短路时的短路计算442.5 10KV母线上d2点发生二相短路时的短路计算45第三章 主要电气设备的选择463.1 60KV高压开关的选择463.2 60Kv侧隔离开关的选择与校验473.3 60KV母线的选择483.4 60KV电流互感器的选择483.5 60KV及10KV电压互感器的选择493.6 10KV开关柜的选择503.7 10KV侧母线的选择52第四章 避雷针的选择534.1计算避雷针的高度534.2计算保护范围54设计总结54参考文献55致谢57引言电能是社会主义建设和人民生活不可缺少的重要的能源，电力工业在国民经济中占有十分重要的地位，电能是由发电厂供给，因为考虑经济原因，发电厂大多建在动力资源比较丰富的地方，而这些地方又常远离大中性城市和工厂企业，这样需要远距离输送，经过升、降压变电所进行转接，在进一步的将电能分配到用户和生产企业。本毕业设计论文为正阳60/10KV降压变电所电气部分设计，要求所设计的变电所能长期可靠为其负荷供电。设计过程中遵循国家的法律、法规，贯彻执行国家经济建设的方针、政策和基本建设程序，运用系统工程的方法从全局出发，正确处理生产与生活、安全与经济等方面的关系，实行资源的综合利用，节约能源和用地，对生产工艺、主要设备和主体工程要做到可靠、适用、先进。在上述原则基础上，明确设计的目的，逐步完成主变的选择、电气主接线的拟定、短路电流的计算、电气设备选择、高压配电装置的规划、继电保护和自动装置的规划设计、防雷保护规划、绘制图纸等主要工作，形成较为完整的论文。设计工作是工程建设的关键环节。做好设计工作，对工程建设的工期、质量、投资费用和建成投产后的运行安全可靠性和生产的综合经济效益，起着决定性的作用。在设计过程中，通过参考一系列相关书籍，并在指导教师的耐心帮助下圆满完成设计任务，在此表示衷心的感谢。第一部分 说明书第一章 毕业设计任务书一、设计题目：正阳60/10二次降压变电所电气部分设计二、变电所概况介绍：本次设计的变电所为正阳地区公用终端的变电所，电压等级为60/10KV，60KV侧有两回进线，接于张家一次变，另外有两回转供线，转供功率为8MW,10KV侧有配出线路12回。待设计的变电所所处的地区地势平坦，海拔高度为400M，交通方便，周围空气无污染，最高气温40，最低气温-20，年平均温度为18三、系统网络图1.1如下： 图1.1四、变电所10KV侧负荷表：表1.1序号负荷名称远期最大负荷（KW）功率因 数Tmax重要负荷占比例回路数出线方 式11#水源地38000.915000502架空线22#水源地30000.914500502架空线3饮料厂21000.905500401架空线4木器厂20000.906000252架空线5机械厂28000.896500452架空线6挖掘机厂19000.89400001架空线7东郊变18000.85400001架空线8西郊变19000.86350001架空线五、其它条件线损率取5%。负荷的同时率系数为0.9。有功负荷率为0.75；无功负荷率为0.8。要求变电所的平均功率因数补偿到0.9以上。第二章 主变压器的选择2.1主变压器台数的确定从10KV侧的负荷表中可以看出，每个负荷出线为两回路，负荷可以按两回路进行分配。主变压器在满足用户负荷容量的条件下，还应考虑检修、故障情况下的容量备用。因此，本次设计的变电所采用两台主变压器。2.2主变压器的容量的确定主变压器的容量选择必须满足本次设计的变电所的负荷容量要求，也尽可能考虑变电所建成后5-10年的规划负荷的要求，也适当考虑到远期的负荷发展，与城市规划相结合。根据变电所所带用户负荷的性质和电网的结构来确定主变压器的容量，对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级重要负荷。对一般性变电所，当一台变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70%-80%。2.3主变压器的选择根据10KV侧负荷表计算（详细的计算过程见计算书），最大负荷为： S总=19300KVA（考虑线损和负荷同时率）本次设计采用两台主变压器互相备用运行方式，即当一台变压器停运或故障时，另一台变压器能保证全部负荷的70%重要负荷供电，即： SB70%14298.9（KVA）其中由负荷表计算得重要负荷为：11375KVA，即变电所的重要负荷小于变压器的70%的备用容量（14298