60kv二次降压变电所电气工程部分初步设计Word下载.doc
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Thechoiceofthehighpressureelectricityequipmentsincludesthemotherline,highpressurebreakstheroadmachineandinsulatetheswitch,electriccurrenttofeelswitheachotherthemachine,electricvoltagefeelswitheachotherthechoiceprincipleofthemachine,highpressureswitchcabinetwithrequest,andproceedtotheseequipmentstheschoolcheckwiththerelatedintroductioninproduct.
Butgotogetherwiththedesignprincipleoftheelectricitydevice,requesttogotogetherwiththeelectricitydevicewith60KVaccordingtothisthesisahighpressureforintroducing,decidethistimedesigntoadoptthecenttheusuallymedium-sizedarrangingtothemyplant.powerplantwithchangetogiveorgetanelectricshockadesignfordefendingthunderprotectingthenprimarilyaimingatlightningrodwithlightningarrester.
KeyWordssubstation，Shortcircuitcalculation,thechoiceoftheequipment，relayprotectio
I
第一部分说明书
1变电所设计原则
（1）待设计的变电所应根据《变电所设计技术规程》中有关条例来进行设计，以保证待设计变电所可以安全供电。
（2）变电所的设计必须贯彻执行党的有关方针、政策。
设计中不断总结实践经验，在保证安全运行、经济合理的条件下，力求接线简化、布置紧凑和逐步提高自动化水平，并积极慎重地采用新技术。
（3）本规程使用于电压为35—330千伏，每台变压器容量为5000千伏安及以上新建变电所的设计，扩建工程的设计可参照执行。
电压为35千伏，每台变压器容量为1600—4000千伏安新建变电所的设计，可参照本规程的有关规定，但应予以适当简化。
（4）变电所应根据5—10年电力系统发展规划进行设计。
枢纽变电所连接的电源数和回路数，还应根据电力系统运行的安全和经济等条件确定。
（5）变电所的所址应符合下列要求：
1）接近负荷中心；
2）不占或少占农田；
3）便于各级电压线路的引入和引出。
架空线路走廊应与所址同时确定；
4）交通运输方便；
5）具有适宜的地质条件（例如避开断层、滑坡、塌陷区、溶洞地带等）；
如所址是有矿藏的地区，应征得有关部门的同意，避开有危岩和易发生滚石的场所；
6）尽量不设在空气污秽地区，否则应采取防污措施或设在污源的上逢侧；
7）
110—330千伏变电所的所址标高宜在百年一遇的高水位之上，35KV变电所的所址标高宜在50年一遇的高水位之上，否则应有防护措施；
8）所址不应为积水淹沁，山区变电所的防洪措施应满足泄洪要求；
9）具有生产和生活用水的可靠水源；
10）适当考虑职工生活上的方便；
11）确定所址时，应考虑对邻近设施的影响。
（6）所区内建筑物、构筑物的布置应紧凑合理，充分利用地形，并应考虑便于扩建。
为了减少所区内占地面积或当所区面积受限制时，配电装置中应尽量采用减少占地的电器，或在布置上采用高型或半高型方式等。
（7）所区的竖向布置，应符合下列要求：
1）尽量利用原有自然地形，减少土石方量，且不致减少扩建时填、挖土石的困难；
2）建筑物的标高，基础埋深、路基和管线埋深，应互相配合建筑物的屋内地面一般高出屋外地面150—300毫米，并根据地质条件考虑沉降量；
3）所区应有排水措施，各地段的设计坡度不应小于0.5%；
4）所区地面坡度不应超过8%；
如土质易受冲刷，不宜超过5%，必要时可采用其他措施，如阶梯形布置等，但应便于所内运输。
（8）在装有同步调相机的变电所中，冷却塔或喷水池与主变压器、屋外配电装置和建筑物间的距离不应小于规定的数值。
冷却塔或喷水池应尽量布置在主变压器、屋外配电装置和建筑物的冬季主导风的下风侧。
（9）地下管线一般与道路平行布置。
如地下管线和道路交叉，其交叉长度应为最短。
（10）各种底下管线之间和地下管线与建筑物、构筑物道路之间的最小净距，应根据敷设和检修的要求、建筑物基础的构造，管线的埋设深度、检修井的位置及当地其他条件确定。
（11）地下管线一般采用直埋敷设。
110—330千伏变电所一般设在给、排水管；
所区内建有水井的35千伏变电所，一般不设给水管道，但变电所附近已有公用给水管道者除外。
（12）变电所应有道路与外部公路连接，其路面宽度一般不小于3.5米。
变电所内应设置环行道路或回车道，环行道路面宽度一般为3米。
由变电所大门至主变压器的道路可适当加宽。
所区内、外道路一般采用中级路面或次高级路面。
（13）变电所没应设巡视小道，并可利用电缆、沟盖板作为部分巡视道。
210kV线路导线的选择
2.110kV线路导线的选择
除配电装置的汇流母线及较短导体（20m以下）按最大长期工作电流选择截面外，其余导体的截面一般按经济密度选择。
本变电所采用经济密度选择12回出线架空线的方法。
2.1.1最大长期工作电流选择的计算
母线所在回路的最大长期工作电流，应不大于导体长期发热的允许电流，即
（2.1）
式中——相对于母线允许温度和标准环境下导体长期允许电流；
K——综合修正系数。
2.1.2截面积的选择
按经济电流密度选择母线截面可使年计算费用最低，年计算费用包括电流通过导体所产生的年电能损耗费，导体投资和折旧费，利息等。
综合这些因素，使年计算费用最小时所对应的导体截面称为导体的经济截面，对应的电流密度称为经济电流密度。
由于年电能损耗费与年最大负荷利用小时，经济电流密度J与有关。
导体的经济截面，对应的电流密度称为经济电流密度。
由于年电能损耗费与年最大负荷利用小时数有关，经济电流密度J与有关。
《》给出了的关系，在给定的的情况下在图中可查到J值。
导体的经济截面可由下式决定：
（2.2）
式中——正常工作时的最大长期工作电流；
J——经济电流密度，A/。
在选择导线截面时，应该尽量接近按式计算所得到的截面，当无合适规格的导体时，为节约投资，允许选择小于经济截面的导体。
修正系数k值计算式为：
（2.3）
式——所在地区的最高温度，；
——裸导体的额定环境温度，；
——导体或电气设备正常发热允许最高温度，一般取，；
——导体80的载流量，A。
此设计10KV侧负荷表提供了各负荷的最大负荷利用小时数，同时从经济角度考虑，此设计采用经济电流密度选择导体。
负荷供电分单回路和双回路，与其所对应的计算式为：
单回路：
（2.4）
双回路：
（2.5）
2.2导线校验
2.2.1电阻的修正
根据所选导线截面积可以查取相应的20℃时的电阻值，但在计算过程中我们所用的是25℃时的电阻值，因此在进行校验前应先对电阻进行修正，其计算公式为：
（2.6）
式中——30℃时的电阻值；
——20℃时的电阻值；
——导线电阻温度系数，对铜、铝、钢芯铝线，α=0.0036。
2.2.2导体长期允许载流量校验
在选择电器时，还要考虑电器安装地点的环境条件。
周围环境温度不等时，其长期允许电流可按照下式进行修正：
（2.7）
我国生产的裸导体的额定环境温度＝，如环境温度高于＋时，其允许电流一般可按照每增高一度，额定电流减少1.8％。
进行修正；
当环境底于＋时，环境温度每降低，额定电流可增加0.5%，但增加幅度最多不的超过原额定电流的20%。
2.2.3电压损耗的校验
输电线路首端和末端电压的绝对值之差称为“电压损失”。
电压损耗有两部分组成，即，式中第一部分与有功功率和电阻有关，第二部分与无功功率和电抗有关，而这些因素对电压损耗的影响程度是有电网的特性决定的。
此设计要求所有用户10kV线路入口处电压不超过8％，负荷单回路、双回路供电时，电压损耗的计算式分别如下:
（2.8）
双回路：
（2.9）
2.2.4长期发热校验
出线的载流量在不同温度下有不同的值，因此在进行长期发热校验时应先进行温度修正，使其满足在最高温度下的载流量大于等于最大长期工作电流。
（2.10）
2.2.5有功损耗及无功损耗
在正常的工作条件下，导线必然有一定的有功损耗和无功损耗，这就要求我们在计算时要考虑这部分损耗，同时在进行无功补偿时也要计算这部分损耗，其计算公式如下：
（2.11）
（2.12）
根据以上条件，本所12条出线架空线选择情况如下表：
表1-110KV导线参数列表
序号
负荷名称
导线型号
导线阻抗
（A）
r（Ω/km）
X（Ω/km）
1
冷饮厂
LGJ-70/10
0.4217
0.4
92.17
297
2
水泥厂
LGJ-120/7
0.2422
122.22
417
3
鞋帽厂
LGJ-120/20
0.2496
149.69
415
4
汽车厂
LGJ-95/15
0.3058
116.68
365
5
粮食加工厂
113.67
6
针织厂
92.1
7
高压设备厂
127.23
3主变压器台数的确定
3.1主变压器台数的确定
从10kV侧的负荷表中可以看出，每个负荷出线为单回路和双回路，负荷可以按双回路进行分配。
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。
为了保证供电的可靠性，变电所一般应装设两台主变，但一般不超过两台主变，当只有一个电源或变电所的一级负荷另有备用电源保证供电时，可装设一台主变。
因此，本次设计的变电所采用两台主变压器。
3.2主变压器的选择原则
为了保证供电的可靠性，变电所一般应装设两台主变。
当只有一个电源或变电所的一级负荷另有备用电源保证供电时，可装设一台主变。
根据《电力系统设计技术规程》SKJ161—85有关规定：
凡有两台及以上主变的变电所，其中一台事故停运后，其余主变容量应保证供应该所全部负荷的70%，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负荷。
根据《供配电设计手册》P50页规定，选择主变压器台数时应考虑下列原则：
（1）应满足供电的可靠性要求。
对供有在量一、二级负荷的变电所，宜采用两台变压器，当一台故障或检修时，另一台能对一、二级负荷继续供电。
（2）对季节负荷或昼夜负荷变动较大而宜于采用经济运行方式的变电所，也可采用两台变压器。
（3）对于集中负荷较大的情况，虽为三级负荷，也应采用两台及以上的变压器。
（4）在确定变电所主变压器参数时，应适当考虑负荷的发展，留有一定的余地。
（5）综上所述，本变电所设计的主变压器台数应装设两台。
3.3主变压器的选择
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%，所以主变的容量可按（式4.1）选择：
（4.1）
式中——所有厂的计算负荷。
设计时，是总降低压变电所低压侧母线上的计算负荷。
（4.2）
（4.3）
（4.4）
式中——有功同时系数;
——无功同时系数。
经计算，根据变压器选择原则，确定选择两台SF9-12500/60的主变，其技术参数如下表：
表4.1变压器参数
型号
额定容量（kV.A）
电压组合
联接组别
空载损耗（W）
负载损耗（W）
空载电流（%）
阻抗电压（%）
尺寸（mm）
轨距（mm）
高压（kV）
分接范围
低压（kV）
长
宽
高
SF9-12500/60
12500
60
+8×
1.25%
10.5
YN，d11
16800
59850
1.0
9
5400
3730
4720
1475
SF9-12500/60其型号含义：
风冷式，设计序号为9，高压绕组电压60Kv，额定容量为12500kV.A三相电力变压器
3.4校验高压侧功率因数
确定主变容量后，还需要校验高压侧的功率因数是否满足要求。
为了求得所有最大负荷的功率因数校验，所有厂的总计算负荷应为降压变电所低压侧母线上的计算负荷与主变压器的功率损耗之和。
变压器的有功损耗：
（4.5）
变压器的无功损耗：
（4.6）
（4.7）
（4.8）
（4.9）
式中——三相绕组变压器总有功功率损耗；
——三相绕组变压器总无功功率损耗。
补偿后总平均功率因数
（4.10）
式中——所有负荷补偿后的视在平均计算负荷，kV.A。
若补偿后总平均功率因数不满足要求，还需要进行无功补偿，补偿后需再次确定变压器容量，重新计算功率因数直到满足需求，则最终选择的变压器容量作为设计结果。
若考虑在变压器的二次侧加电容器进行补偿，则在选定变压器前应减掉补偿的无功功率，加电容器后应再次经过计算保证变电所的功率因数达到0.9以上。
（3.3）
4静电电容器的选择
工业企业电力用户中，绝大部分用电设备都具有电感性，需要从电力系统吸取无功功率，用电设备功率降低之后，在有功功率需要量保持不变情况下，无功功率需要量便增加，这样将带来许多不良后果。
（1）增加电力网中输电线路上的有功功率损耗和电能损耗；
（2）使电力系统内的电器设备容量不能充分利用；
（3）功率因数过底还将使线路的电压损耗增大，负荷端的电压就要下降，甚至低于允许偏移值。
4.1补偿前功率因数的计算方法
供电局用有功电能和无功电能计算的均权功率因数来确定功率因数，用平均有功功率和平均无功功率计算的平均功率因数和一致，因此用总平均功率来确定工业企业功率因数。
补偿前总平均功率因数计算公式如下：
（3.1）
式中，——全企业的有功平均计算负荷、无功平均计算负荷，kW、kV.A；
——有功，无功的月平均负荷系数；
——企业补偿前的视在平均计算负荷kV.A；
——总降压变电所10kv出线上的计算负荷分别相加后，乘以各自最大负荷的同时系数Kp或Kq。
4.2静电电容器容量和个数的确定
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