毕业设计说明书 第 III 页机械厂变电所的电气设计摘要本文介绍了机械厂变电所的电气设计。文中对变电所所址的选择、主接线的选择、高压设备的选择、负荷计算、短路电流计算、各种继电保护选择及防雷系统皆有说明。特别对主接线的选择,变压器的选择与短路电流的计算作了详细的说明和分析。其中还对变电所的主接线，高低压侧的一些保护装置等通过CAD制图直观的展现出来。通过查找大量相关资料并到工厂实习，本次设计的内容更加接近实际。设计中进行了防雷和接地的设计。这样可以使变电所有效的避免雷击，保证变电站的安全；可以有效的保护用电设备，防止过电流的危害；可以保证该变电站具有稳定的输出电压。本次设计采用两台主变压器。一次接线采用单母线，二次接线采用单母线分段制。这种接线方案不仅保证了供电的可靠性，而且灵活方便，适应负荷的发展。同时经济性也较好，减少了投资和有色金属的消耗量。关键词：变电所，设计，选择，安全The Electrical Design of The Mechanical Plant Substation Author:Shi wei Tutor:Mu Guo HuaAbstractThis article describes the electrical design of the mechanical plant substation. The choice of the substation site, the choice of the main wiring , high voltage equipment selection, load calculations, short circuit current calculations, various relays selection and lightning protection systems are instructed. In particular, this paper gave a detailed description and analysis to the choice of the main wiring , the choice of the transformer and short circuit current calculations. The main connection of the substation, the protection device of high voltage and low voltage side are unfolded through the CAD drawing.Searching a lot of relevant information and visiting many factories, the design contents is closer to reality. This paper designs lightning protection and grounding. This allows the substation to avoid lightning and to ensure the safety of the substation. It can protects the power equipment and prevents the hazards of the overcurrent. And it ensures that the substation has a stable output voltage. The design uses two main transformers. The prinary side using a single bus. The secondaly side using a segmented single busbar. This wiring scheme ensures the reliability of electricity supply, its flexible and convenient ,and it adapt to the development of load. At the same time,it makes the economy is better, reduces the consumption of investment and non-ferrous metals.Key word: Transformer substation, design, choice, safety目录1 绪论11.1 课题背景11.2我国电力工业概述11.2.1我国目前电力工业的发展方针11.2.2变电所的分类22 负荷计算和无功功率补偿42.1 负荷计算的目的、意义及原则42.2 负荷计算方法42.3 全厂负荷计算52.4 无功功率补偿93 变电所位置和形式的选择113.1变电所所址的选择113.2 变电所形式的选择113.3 变电所位置和形式的确定124 变压器的选择144.1 主变压器台数的确定144.2 主变压器容量的确定145 电气主接线的设计155.1 电气主接线的概述155.2 电气主接线的设计原则和要求155.2.1 电气主接线的设计原则155.2.2 电气主接线设计的基本要求165.3 电气主接线方案的比较176 短路电流计算196.1 确定基准值196.2 计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值196.3 计算k-1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量206.4 计算k-2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量207 导线的选择和校验227.1选择原则227.2选择架空线截面227.3 高压侧电缆的选择237.4 低压侧各车间的进线的选择和校验237.5高压侧选断路器247.6高压侧隔离开关247.7 电流互感器258 高压侧继电保护选择及整定278.1变压器的继电保护278.2变压器的瓦斯保护289 防雷设计309.1 架空线路的防雷措施309.2 变电所的防雷措施3010 接地3210.1接地与接地装置3210.2 确定此配电所公共接地装置的垂直接地钢管和连接扁钢32结论34致谢35参考文献361 绪论1.1 课题背景目前，我国的城市电力网和农村电力网正进行大规模的改造，与此相应， 工厂变电所也必须进行更新换代，我国电力网的现实情况是常规变电所依然存在，小型变电所、微机监测变电所、综合自动化变电所相继出现，并取得了迅猛的发展。随着改革的不断深化，经济的迅速发展。各电力部门对变电所设计水平的要求将越来越高。现在所设计的常规变电所最突出的问题是设备落后，结构不合理，占地多，投资大，损耗高，效率低，尤其是在一次开关和二次设备造型问题上，与国际先进水平还有一定差距，从发展的观点来看，将越来越不适应我国城市和农村发展的要求。因此,本设计根据本厂所能取得的电源及本厂用电的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠，技术先进，经济合理的要求进行设计。变电所担负着从电力系统受电，经过变压然后配电的任务。车间变电所主要用于负荷大而集中、设备布置比较稳定的大型生厂房内。车间变电所一般位于车间的负荷中心，可以降低电能损耗和有色金属的消耗量，并能减少输电线路上的电压损耗可以保证供电的质量。因此，对这种车间变电所的设计技术经济指标要求比较高。车间变电所是工厂供电系统的枢纽，在工厂里占有特殊重要的地位，因而设计一个合理的变电所对于整个工厂供电的可靠、经济运行至关重要。本设计是从工程的角度出发，按照变电所设计的基本要求，综合地考虑各个方面的要素，对供电系统进行了合理的布局，在满足各项技术要求的前提下，兼顾运行方便、维护简单，尽可能地节省投资6。1.2我国电力工业概述1.2.1我国目前电力工业的发展方针1、在发展能源工业的基本方针指导下发展电力工业。2、电力工业发展速度必须与国民经济发展速度相适应。3、发挥水电优势，加快水电建设。4、建设大型矿口电厂，搞好煤、电、运平衡。5、在煤，水能源缺乏地区，有重点有步骤地建设核电厂。6、政企分开，省为实体，联合电网，统一调度，集资办电。7、因地制宜，多能互补，综合利用，讲求利益。8、节约能源，降低消耗。9、重视环境保护，积极防止对环境的污染。变电所是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。1.2.2变电所的分类1、枢纽变电所：位于电力系统的枢纽点，连接电力系统高压和中压的几个部分，汇集多个电源，电压为330500kV的变电所，称为枢纽变电所。全所停电后，将引起系统解列，甚至出现瘫痪。2、中间变电所： 起系统交换功率的作用，或使长距离输电线路分段，一般汇集23个电源，电压为220330kV，同时又降压供当地用电，这样的变电所起中间环节的作用，所以叫中间变电所。全所停电后，将引起区域电网解列。3、地区变电所：高压侧一般为110220kV，向地区用户供电为主的变电所，这是一个地区或城市的主要变电所。全所停电后，仅使该地区中供电。4、终端变电所：在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧电压一般为6-35kV，经降压后直接向用户供电的变电所，即为终端变电所。全所停电后，只是用户受到损失2。在电力系统中，除应采取各项积极措施或减少发生故障的可能性以外，故障一旦发生，必须迅速而有选择性地切除故障元件，这是保证电力系统安全运行的最有效方法之一。切除故障的时间常常要求小到十分之几甚至百分之几秒，实践证明只有装设在每个电气元件上的保护装置才有可能满足这个要求。这种保护装置直到目前为止，大多是由单个继电器或继电器与其附属设备的组合构成的，故称为继电保护装置。在电子式静态保护装置和数字式保护装置出现以后，虽然继电器以被电子元件或计算机所代替，但仍沿用此名称。在电业部门常用继电保护一词泛指继电保护技术或由各种继电保护装置组成的继电保护系统。继电保护装置一词，则指各种具体的装置。我国电力工业自动化水平正在逐年提高，20 MW及以上大型机组以采用计算机监控系统，许多变电所以装设微机综合自动化系统，有些已实现无人值班，电力系统已实现调度自动化。迄今，我国电力工业已进入了大机组，大电厂，大电力系统，高电压和高自动化的新阶段。国家方针、政策、技术规范和标准是根据国家实际情况、结合电力工业的技术特点而制定的准则，是把科学、技术总结成条理化，也是长期生产实践的结晶，在进行论证分析阶段，更应辩证的统一供电可靠性与经济性的关系，方能达到先进性与可行性。2 负荷计算和无功功率补偿2.1 负荷计算的目的、意义及原则供电系统要能安全可靠地正常运行，其中各个元件（包括电力变压器、开关设备及导线、电缆等）都必须选择得当，除了满足工作电压和频率的要求外，最重要的就是要满足负荷电流的要求。因次，有必要对供电系统中各个环节的电力负荷进行统计计算。计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷确定的是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如果计算负荷确