畢業(yè)設(shè)計--- 住宅小區(qū)10kv變電站設(shè)計

1、<p>　　住宅小區(qū)10Kv變電站設(shè)計</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、緒論 …………………………………………………………………………3</p><p>　?。ㄒ唬┱n題背景 …………………………………………………………………3</p><p>　　（二）設(shè)計的目的和基本要求

2、…………………………………………………3</p><p>　　二、 電氣主接線的設(shè)計…………………………………………………………4</p><p>　?。ㄒ唬╇姎庵鹘泳€設(shè)計的重要性 ………………………………………………4</p><p>　?。ǘ?開閉所及配電室位置和數(shù)量的設(shè)計……………………………………5</p><p>　?。ㄈ┳冸娬?/p>

3、主變壓器的選擇……………………………………………………5</p><p>　?。ㄋ模?電氣主接線方案的設(shè)計 …………………………………………………7</p><p>　　（五） 供電系統(tǒng)主接線方案的設(shè)計 ……………………………………………8三、短路電流計算 ………………………………………………………………8</p><p>　?。ㄒ唬?短路計算的目的及步驟 ………

4、…………………………………………8</p><p>　　(二) 短路電流的計算…………………………………………………………9四、電氣設(shè)備的選擇 ……………………………………………………………11</p><p>　?。ㄒ唬?電氣設(shè)備選擇的一般條件………………………………………………11</p><p>　?。ǘ?各電氣設(shè)備選擇的原則……………………………………

5、……………13</p><p>　?。ㄈ?0kV側(cè)設(shè)備的選擇………………………………………………………14</p><p>　　（四）380V側(cè)設(shè)備的選擇………………………………………………………15</p><p>　　五、 無功補償……………………………………………………………………18（一）無功補償方案設(shè)計 ……………………………………………………18<

6、;/p><p>　　六、 備用電源自動投入………………………………………………………19</p><p>　　（一） 自動投入裝置 …………………………………………………………19</p><p>　　七、結(jié)論…………………………………………………………………………22</p><p>　　八、致謝……………………………………………………………

7、……………23</p><p>　　九、參考文獻……………………………………………………………………24</p><p><b>　　一、緒論</b></p><p><b>　　（一）課題背景</b></p><p>　　隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，對供電質(zhì)量的要求日益提高。國家提出了加快

8、城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)建設(shè)及改造，拉動內(nèi)需的發(fā)展計劃，城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)變電所的建設(shè)迅猛發(fā)展。在城市人口集中、高樓大廈林立、用地十分緊張的情況下，城市的高低壓線路走廊受到限制，給城市高低壓網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和變電所建設(shè)帶來一定困難。農(nóng)村自身的特點也給農(nóng)網(wǎng)和變電所建設(shè)帶來一定困難。如何設(shè)計城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)變電所，是城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)建設(shè)、改造中需要研究和解決的一個重要課題。 變電所是電力系統(tǒng)中對電能的電壓和電流進行變換、集中和分配的場所，是電力系統(tǒng)中電能傳輸必不可少的環(huán)節(jié)

9、，起著橋梁的作用。變電所是電力配送的重要環(huán)節(jié)，也是電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。變電所設(shè)計質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟運行。為滿足城鎮(zhèn)負荷日益增長的需要，提高對用戶供電的可靠性和電能質(zhì)量，就需要做到變電所整體的穩(wěn)定、可靠并采取相應(yīng)的措施提高供電可靠性和提高電能質(zhì)量 。變電所結(jié)構(gòu)的改進、新型建材的采用、施工裝備的更新、施工方法的改進、代管理的運用、隊伍素質(zhì)的提高、使火電廠土建施工技術(shù)及施工組織水平也相應(yīng)地隨之不斷提高。變

10、電站是電網(wǎng)建設(shè)和電網(wǎng)絡(luò)改造中非常重要技術(shù)環(huán)節(jié)</p><p>　?。ǘ?設(shè)計的目的和基本要求</p><p>　　隨著社會的發(fā)展，電能被日益廣泛的應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及人民的日常工作中。因為電能可以方便的轉(zhuǎn)化為其他形式的能源，例如：機械能、熱能、光能、磁能等等；并且電能的輸送和分配易于實現(xiàn)，可以輸送到需要它的任何工作場所和生活場所；電能的應(yīng)用規(guī)模也很靈活。以電作為動力，可以促進工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的

11、機械化和自動化，保證產(chǎn)品質(zhì)量，大幅提高勞動生產(chǎn)率。同時提高電氣化程度，以電能代替其他形式的能源，是節(jié)約能源消耗的一個重要的途徑。</p><p>　　在電力系統(tǒng)設(shè)計中，應(yīng)貫徹國家個項方針政策，遵照有關(guān)的設(shè)計技術(shù)規(guī)定。從整體出發(fā)，深入論證電源布置的合理性，論證其安全可靠性和經(jīng)濟性，并對此進行必要的計算。尚需注意近期與遠期的關(guān)系，發(fā)電、輸電、變電工程的協(xié)調(diào)，并為電力系統(tǒng)繼電保護、安全自動裝置及以下一級電壓的系統(tǒng)設(shè)計創(chuàng)

12、造條件。</p><p>　　二、 電氣主接線的設(shè)計</p><p>　?。ㄒ唬╇姎庵鹘泳€設(shè)計的重要性</p><p>　　1 電氣主接線設(shè)計的重要性</p><p>　　發(fā)電廠電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的主要組成部分。它表明了發(fā)電機、變壓器、線路和斷路器等電氣設(shè)備的數(shù)量和連接方式及可能的運行方式，從而完成發(fā)電、變電、輸配電的任務(wù)。它的設(shè)計，直

13、接關(guān)系著全廠電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定，關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟運行。</p><p>　　2 電氣主接線設(shè)計的步驟</p><p>　?。?）根據(jù)下達的設(shè)計任務(wù)書的要求，在分析原始資料的基礎(chǔ)上，并依據(jù)主接線的設(shè)計原則從技術(shù)上論證各方案的優(yōu)、缺點，選出2－3各較佳的方案。</p><p>　?。?）對擬訂的2－3個方案進行

14、技術(shù)、經(jīng)濟比較，選出最好的方案。各主接線方案都應(yīng)該滿足系統(tǒng)和用戶對供電可靠性的要求，最后確定何種方案，要通過經(jīng)濟比較，選年運行費用最小的作為最終方案，當然，還要兼顧到今后的擴容和發(fā)展。</p><p>　?。?）對電氣主接線設(shè)計的基本要求</p><p>　　主接線應(yīng)滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟性等要求。</p><p>　?、倏煽啃裕簽榱讼蛴脩艄?yīng)持續(xù)、優(yōu)質(zhì)的電力，主

15、接線首先必須滿足這一可靠性的要求。主接線的可靠性的衡量標準是運行實踐，要充分地做好調(diào)研工作，力求避免決策失誤，鑒于進行可靠的定量計算分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)尚不完善的情況，充分做好調(diào)查研究工作顯的尤為重要。</p><p>　　為了提高主接線的可靠性，選用運行可靠性高的設(shè)備是條捷徑，這就要兼顧可靠性和經(jīng)濟性兩方面，作出切合實際的決定。</p><p>　?、陟`活性：電氣主接線的設(shè)計，應(yīng)當在運行、熱備

16、用、冷備用和檢修等各種方式下的運行要求。在調(diào)度時，可以靈活地投入或切除發(fā)電機、變壓器和線路等元件，合理調(diào)配電源和負荷。在檢修時，可以方便地停運路器、母線及二次設(shè)備，并方便設(shè)備的安全措施，不影響電網(wǎng)正常運行和對其他用戶的供電。</p><p>　?、劢?jīng)濟性：方案的經(jīng)濟性體現(xiàn)在以下三個方面。</p><p>　　采用簡單的接線方式，少用設(shè)備，節(jié)省設(shè)備上的投資。在投資初期回路數(shù)較少時，更有條件采

17、用設(shè)備用量較少的簡化接線。能緩裝的設(shè)備，不提前采購裝設(shè)；在設(shè)備型式和額定參數(shù)的選擇上，要結(jié)合工程情況恰到好處，避免以大代小，以高代低；在選擇接線方式時，要考慮到設(shè)備布置的占地面積大小，要力求減少占地，節(jié)省配電裝置的征地費用。</p><p>　?。ǘ?開閉所及配電室位置和數(shù)量的設(shè)計</p><p>　　根據(jù)原始資料及小區(qū)的地理位置，確定設(shè)計兩個配電室分布在小區(qū)的東西兩側(cè)?？紤]到電纜的長短

18、會對經(jīng)濟利益造成影響，決定設(shè)計一處開閉所并且和一號配電室建立在一起。這樣可保證供電的可靠性，安全性，經(jīng)濟性。</p><p>　?。ㄈ┳冸娬局髯儔浩鞯倪x擇</p><p>　　1 主變壓器的選擇原則</p><p>　?。?）主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ珊?—10年的規(guī)劃負荷來進行選擇，并適當考慮遠期10—20年的負荷發(fā)展。 （2）根據(jù)變電所所帶負荷的性質(zhì)和電

19、網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變的容量。對于有重要負荷的變電所，應(yīng)考慮一臺主變停運時，其余變壓器容量在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，保證用戶的Ⅰ級和Ⅱ級負荷，對于一般變電所，當一臺主變停運時，其他變壓器容量應(yīng)能保證全部負荷的60%-80%。 （3）為了保證供電可靠性，變電所一般裝設(shè)兩臺主變，有條件的應(yīng)考慮設(shè)三臺主變的可能性。</p><p><b>　　2 主變臺數(shù)的確定</b></p>

20、<p>　　根據(jù)原始資料，本變電室為住宅小區(qū)專用變電室，出線多，負荷輕，所以考慮每處配電所配置兩臺主變壓器，總共需要四臺主變壓器?？杀ＷC斷供電的可靠性，避免一處配電室或一臺變壓器故障或檢修時影響對用戶的供電。 </p><p>　　3 主變壓器容量的確定</p><p>　　首先對某住宅小區(qū)總電量進行計算： </p><p>　　1#樓 總電量：192

21、+192+80+72=536（kW）</p><p>　　2#樓 總電量：338+282+127+143=890（kW）</p><p>　　3#樓 總電量：492+524+248+255=1519（kW）</p><p>　　4#樓 總電量：492+521+248+255=1519（kW）</p><p>　　5#樓 總電量：523+520

22、+248+255=1546（kW）</p><p>　　6#樓 總電量：578+578+246+253=1655（kW）</p><p>　　考慮到住宅小區(qū)的地理位置問題及其經(jīng)濟效益，于是設(shè)計為1#配電室控制1#樓至6#樓。所以接下來要計算兩處配電室所承擔的總負荷為多少。</p><p>　　1#樓至6#樓的總電量：S2=1178+988+1115+1231+117

23、8=6678（kW）</p><p>　　根據(jù)原始資料得知小區(qū)的同期系數(shù)為0.35</p><p>　　1#配電室變壓器的總?cè)萘浚?lt;/p><p>　　ST1+ST2=6678×0.35=2337（kW）</p><p>　　對裝有兩臺變壓器的變電站中，當一臺變壓器斷開時，另一臺變壓器的容量一般保證70%全部負荷供電，但應(yīng)滿足一類及

24、二類負荷的供電。主變壓器容量選擇還應(yīng)考慮周圍環(huán)境的影響，每臺變壓器容量一般按下式選擇：S= （2-1）</p><p>　　S-------變壓器額定容量;P------全部負荷；n-------變壓器的臺數(shù)。</p><p>　　10KV最大負荷之和為 ST3+ST4=7665×0.35=2683（kW）</p>

25、<p>　　則由公式（2-1），得 （kW）</p><p>　　4 主變壓器型號的確定</p><p><b>　　（1）相數(shù)的確定</b></p><p>　　變壓器的相數(shù)形式有單相和三相，主變壓器是采用三相還是單相，主要考慮變壓器的制造條件、可靠性要求及運輸條件等因素。規(guī)程上規(guī)定，當不受運輸條件限制時，容量為300MW及以

26、下機組單元連接主變壓器和330kV及以下的發(fā)電廠用變電站，一般選用三相變壓器。因為單相變壓器組相對來講投資大、占地多、運行損耗也較大，而不作考慮。</p><p><b>　?。?）繞組數(shù)的確定</b></p><p>　　繞組的形式主要有雙繞組、三繞組或更多繞組等型式。根據(jù)本變電所的條件，主要是把10kV電壓變?yōu)?80V。所以選擇雙繞組變壓器。</p>

27、<p>　?。?）繞組接線組別的確定</p><p>　　變壓器的三相繞組的接線組別必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則，不能并列運行。對于10kV變電所，主變壓器一般采用 常規(guī)接線。</p><p>　?。?）調(diào)壓方式的確定</p><p>　　為了保證變電站的供電質(zhì)量，電壓必須維持在允許范圍內(nèi)。通過變壓器的分接頭開關(guān)切換，改變變壓器高壓部分繞組匝數(shù)，從而改變

28、變壓器高壓部分繞組匝數(shù)，從而改變其變比，實現(xiàn)電壓調(diào)整。切換方式有兩種：不帶電切換，稱無勵磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在% 以內(nèi)；另一種是帶負荷切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達30%。其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格較貴，主要適用接于出力變化大的發(fā)電廠的主變壓器和接于時而為送端，時而為受端，要求母線電壓恒定時。本變電站選用有載調(diào)壓。</p><p><b>　　（5）冷卻方式</b></p><p

29、>　　電力變壓器的冷卻方式隨變壓器型式和容量不同而異，一般有自然風冷卻、強迫風冷卻、強迫油循環(huán)水冷卻、強迫油循環(huán)風冷卻、強迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻。自然風冷卻及強迫風冷卻適用于中、小型變壓器；大容量變壓器一般采用強迫油循環(huán)風冷卻。在水源充足的條件下，為壓縮占地面積，也可采用強迫油循環(huán)水冷卻方式。</p><p>　　根據(jù)上述對變壓器選擇的分析，在每個配電室中裝設(shè)兩臺主變壓器，采用常規(guī)接線。由于此配電室為住宅小區(qū)的配

30、電室，故當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量應(yīng)能滿足全部負荷的70%，查閱《電力工程電氣設(shè)備手冊》，選擇變壓器為：SLZ7-2000/10，參數(shù)如下：</p><p>　　表2-1 變壓器參數(shù)</p><p>　?。ㄋ模?電氣主接線方案的設(shè)計</p><p>　　1 電氣主接線的基本形式</p><p>　　有匯流母線的主接線形式包括單母線和

31、雙母線接線。單母線又分為單母線接線、單母線分段、單母線分段帶旁路母線等形式；雙母線又分為雙母線接線、雙母線分段、帶旁路母線的雙母線和二分之三接線的形式。</p><p>　　無匯流母線主要有單元接線、擴大單元接線、橋形接線、角形接線。</p><p>　　2 各接線的適用范圍</p><p><b>　　（1）單母線接線：</b></p&

32、gt;<p><b>　　適用范圍：</b></p><p>　　一般只適用于一臺發(fā)電機或一臺主變壓器，出線回路數(shù)少，并且沒有重要負荷的發(fā)電廠和變電站中。</p><p>　?。?）單母線分段接線：</p><p><b>　　適用范圍：</b></p><p>　　a. 6～10kV

33、 配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上</p><p>　　b. 35～63kV 配電裝置出線回路數(shù)為4～8回</p><p>　　c. 110～220kV 配電裝置出線回路為3～4回</p><p><b>　　（3）雙母線接線</b></p><p><b>　　適用范圍：</b></p>

34、<p>　　6～10kV配電裝置，當短路電流較大，出線需要帶電抗器時;35～63kV配電裝置，當出線回路數(shù)超過8回時，或連接的電源較多，負荷較大時;110～220kV配電裝置出線回路數(shù)為5回及以上時，或當110～220kV配電裝置在系統(tǒng)中居重要地位，出線回路數(shù)為4回及以上。</p><p>　?。?）雙母線分段接線：</p><p>　　分段原則：當進出線回路數(shù)為10～14回

35、時，在一組母線上用斷路器分段;當進出線回路數(shù)為15回及以上時，兩組母線均用斷路器分段</p><p>　?。?）增設(shè)旁路母線或旁路隔離開關(guān)的接線</p><p>　　為了保證采用單母線分段或雙母線的配電裝置在進出線斷路器檢修時，不中斷對用戶的供電時采用。</p><p>　　（五） 供電系統(tǒng)主接線方案的設(shè)計</p><p>　　1 1#配電

36、室主接線的設(shè)計</p><p>　　方案：10kV側(cè)母線采用單母線分段接線形式。10kV母線I段接110kV變電站10kV母線I段，10kV母線II段接110kV變電站10kV母線II段。380V側(cè)母線采用單母線分段接線形式?；芈罚?#變壓器的回路數(shù)：22條，2#變壓器的回路數(shù)：22條。</p><p><b>　　2開閉所的設(shè)計</b></p><

37、;p>　　考慮到住宅小區(qū)的地理分布和工程經(jīng)濟問題，把開閉所和1#配電室設(shè)計在一起。</p><p><b>　　三、短路電流計算</b></p><p>　　（一） 短路計算的目的及步驟</p><p>　　1 短路電流計算的目的</p><p>　　在發(fā)電廠和變電所的電氣設(shè)計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。

38、其計算的目的主要有以下幾個方面：</p><p>　?。?）校驗電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體時需要計算三相短路電流</p><p>　　（2）整定供電系統(tǒng)的繼電保護裝置需要計算三相短路電流</p><p>　?。?）在校驗繼電保護裝置的靈敏度時計算不對稱短路的短路電流值</p><p>　?。?）校驗電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體的力穩(wěn)定和熱穩(wěn)定就要用到短路沖擊電

39、流、穩(wěn)態(tài)短路電流、短路容量</p><p>　?。?）接地裝置的設(shè)計，也需用短路電流。</p><p>　　2 短路電流計算的一般規(guī)定</p><p>　?。?）計算的基本情況</p><p>　?、匐娏ο到y(tǒng)中所有電源均在額定負荷下運行；</p><p>　?、谒型诫姍C都具有自動調(diào)整勵磁裝置（包括強行勵磁）；<

40、;/p><p>　?、鄱搪钒l(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；</p><p>　?、芩须娫吹碾妱觿菹辔唤窍嗤?lt;/p><p>　?、輵?yīng)考慮對短路電流值有影響的所有的元件，但不考慮短路點的電弧電阻。對異步電動機的作用，僅在確定短路電流沖擊值和最大安全電流有效值時才予以考慮。</p><p>　?。?）接線方式：計算短路電流時所用的接線方式，應(yīng)是可能

41、發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運行方式），而不能僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。</p><p>　　（3）計算容量：按本工程設(shè)計最終容量計算，并考慮電力系統(tǒng)遠景發(fā)展規(guī)劃（一般為本工程建設(shè)后5～10年）</p><p>　　（4）短路種類 ：一般按三相短路計算。若發(fā)電機出口的兩相短路，或直接接地系統(tǒng)以及自耦變壓器等回路中的單相（或兩相）接地短路較三相短路情況嚴重時，則應(yīng)按嚴重

42、情況進行校驗。</p><p>　?。?）短路計算點：在正常接線方式時，通過電氣設(shè)備的短路電流為最大的地點，稱為短路計算點。</p><p>　　3 短路電流的計算步驟</p><p>　　在工程設(shè)計中，短路電流的計算通常采用使用曲線法。步驟如下：</p><p>　?。?）選擇計算短路點</p><p>　　（2）畫

43、等值網(wǎng)絡(luò)（次暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)）圖</p><p>　?、偈紫热サ粝到y(tǒng)中的所有負荷分支、線路電容、各元件的電阻，發(fā)電機電抗用次暫態(tài)電抗。</p><p>　?、谶x取基準容量和基準電壓（一般取各級的平均電壓）。</p><p>　　③將各元件電抗換算為同一基準值的標幺電抗。</p><p>　?、芾L出等值網(wǎng)絡(luò)圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號。</p>

44、;<p>　?。?）化簡等值網(wǎng)絡(luò)：為計算不同短路點的短路電流值，需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡為以短路點為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗。</p><p>　?。?）求計算電抗。(將各轉(zhuǎn)移阻抗按各發(fā)電機額定功率歸算)</p><p>　?。?）查運算曲線查出各供給的短路電流周期分量標幺值。</p><p>　?。?）計算無限大容

45、量的電源供給的短路電流周期分量。</p><p>　?。?）計算短路電流周期分量有名值。</p><p>　　(二)短路電流的計算</p><p><b>　　1短路計算過程</b></p><p><b>　　系統(tǒng)電抗: </b></p><p><b>　　變壓

46、器電抗: </b></p><p>　　折算到10kV等級電抗</p><p>　　110kV變電站到短路點d1的電抗</p><p>　　短路點d1的短路電流</p><p><b>　　kA</b></p><p><b>　　kA</b></p>

47、<p><b>　　kA</b></p><p><b>　　MVA </b></p><p>　　110kV變電站到短路點d2的電抗</p><p>　　X2=（Xd1+Xt/2） =(0.345+1.72) ×(0.4*0.4/10.5*10.5)</p><p>　　=

48、2.065 ×0.029=0.006(Ω)</p><p>　　短路點d2的短路電流</p><p><b>　　kA</b></p><p><b>　　kA</b></p><p><b>　　kA</b></p><p><b>

49、;　　MVA</b></p><p><b>　　2短路電流表</b></p><p>　　表4-1 短路電流表</p><p>　　3 繪制系統(tǒng)等值阻抗網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　圖3-1 短路等值電路</p><p><b>　　四、電氣設(shè)備的選擇</b>&l

50、t;/p><p>　　（一） 電氣設(shè)備選擇的一般條件</p><p>　　盡管電力系統(tǒng)中各種電器的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對它們的基本要求確是一致的。電氣設(shè)備要可靠地工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗動、熱穩(wěn)定性。</p><p>　　1 按正常工作條件選擇</p><p><b>　?。?

51、）額定電壓</b></p><p>　　電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運行電壓因調(diào)壓或負荷的變化，有時會高于電網(wǎng)的額定電壓，故所選的電氣設(shè)備允許的最高工作電壓不得低于所接電網(wǎng)的最高運行電壓。規(guī)定一般電氣設(shè)備允許的最高工作電壓為設(shè)備額定電壓的1.1-1.15倍，一般不超過電網(wǎng)額定電壓的1.15倍。因此，在選擇電氣設(shè)備時，可按照電氣設(shè)備的額定電壓U不低于裝置地點電網(wǎng)額定電壓U的條件選擇，即

52、 U U （4-1）</p><p><b>　?。?）額定電流</b></p><p>　　電氣設(shè)備的額定電流I是指在額定環(huán)境溫度下，電氣設(shè)備的長期允許電流。 應(yīng)不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流I，即 I I （4-2）</p>

53、;<p>　　由于發(fā)電機、調(diào)相機和變壓器在電壓降低5%時，出力保持不變，故其相應(yīng)回路的I應(yīng)為發(fā)電機、調(diào)相機和變壓器的額定電流的1.05倍；若變壓器有可能過負荷運行時，I應(yīng)按過負荷確定（1.3-2倍變壓器額定電流）；母聯(lián)斷路器回路一般可取母線上最大一臺發(fā)電機或變壓器的I；母線分段電抗器I應(yīng)為母線上最大一臺發(fā)電機跳閘時，保證該母線負荷所需的電流，或最大一臺發(fā)電機額定電流的50%-80%；出線回路的I除考慮正常負荷電流外，還應(yīng)考

54、慮事故時由其他回路轉(zhuǎn)移過來的負荷。</p><p>　　（3）按當?shù)丨h(huán)境校驗</p><p>　　當電氣設(shè)備安裝地點的環(huán)境條件如溫度、風速、污穢等級、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度超過一般電氣設(shè)備使用條件時，應(yīng)采取措施。本設(shè)計著重考慮溫度對電氣設(shè)備的影響。</p><p>　　我國目前生產(chǎn)的電氣設(shè)備的額定環(huán)境溫度Q。=+ 40℃，裸導(dǎo)體的額定環(huán)境溫度為+25℃。<

55、;/p><p><b>　　2 按短路情況校驗</b></p><p>　?。?）短路熱穩(wěn)定校驗</p><p>　　短路電流通過電氣設(shè)備時，電氣設(shè)備各部件溫度（或發(fā)熱效應(yīng)）應(yīng)不超過允許值。即， （4-3）</p><p>　　式中，-------t秒內(nèi)通過的短時熱電流；</p>

56、<p>　　------短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)。</p><p>　　（2）電動力穩(wěn)定校驗</p><p>　　電動力穩(wěn)定是電氣承受短路電流機械效應(yīng)的能力，亦稱動穩(wěn)定。滿足動穩(wěn)定的條件為 （4-4） </p><p>　　或

57、 （4-5）</p><p>　　式中，-------電氣設(shè)備允許通過的動穩(wěn)定電流幅值；</p><p>　　------電氣設(shè)備允許通過的動穩(wěn)定電流有效值；</p><p>　　-----短路沖擊電流幅值；</p><p>　　------短路沖擊電流有效值。</p><p>　　下列幾種情況可不校驗熱穩(wěn)定或

58、動穩(wěn)定：</p><p>　?、儆萌蹟嗥鞅Ｗo的電氣設(shè)備，其熱穩(wěn)定由熔斷器時間保證，故可不驗算熱穩(wěn)定；</p><p>　?、诓捎糜邢蘖麟娮璧娜蹟嗥鞅Ｗo的設(shè)備，可不校驗動穩(wěn)定；</p><p>　?、垩b設(shè)在電壓互感器回路的裸導(dǎo)體和電氣設(shè)備可不校驗動、熱穩(wěn)定。</p><p><b>　?。?）短路計算時間</b></

59、p><p>　　驗算熱穩(wěn)定的短路計算時間 為繼電保護動作時間 和相應(yīng)斷路器的全開斷時間 之和，即 = + （4-6）</p><p>　　一般取保護裝置的后備保護動作時間，這是考慮到主保護有死區(qū)或拒動</p><p>　　是指對斷路器的分閘脈沖傳送到斷路器操作機構(gòu)的跳閘線圈時起，到各相觸頭分離后的電弧完全熄滅為止的時間段。顯然

60、，包括兩個部分，即= （4-7）</p><p>　　式中，-------斷路器固有分閘時間；--------斷路器開斷電弧持續(xù)時間，對少油斷路器為0.04-0.06s,對SF6和壓縮空氣斷路器為0.02-0.04s，真空斷路器為0.015s。</p><p>　?。ǘ?各電氣設(shè)備選擇的原則<

61、/p><p>　　1 斷路器的選擇原則</p><p>　　高壓斷路器是重要的電氣設(shè)備之一，它的主要功能是[10]：正常運行倒換運行方式，把設(shè)備或線路接入電網(wǎng)或退出運行，起著控制作用；當設(shè)備或線路發(fā)生故障時，能快速切除故障回路，保證無故障部分正常運行，起保護作用。</p><p>　　高壓斷路器應(yīng)根據(jù)斷路器安裝地點，環(huán)境和使用技術(shù)條件等要求選擇其種類及型式，由于真空斷路

62、器、SF6斷路器比少油斷路器，可靠性更好，維護工作量更少，滅弧性能更高，目前得到普遍推廣，故35～220kV一般采用SF6斷路器。真空斷路器只適應(yīng)于10kV電壓等級，10kV采用真空斷路器。</p><p>　　（1）額定電壓和電流選擇</p><p>　　U U （2-2）</p><p>　　I I

63、 （2-3）</p><p>　　U 、U -------分別為電氣設(shè)備和電網(wǎng)的額定電壓，kV；</p><p>　　I、Imax-------分別為電氣設(shè)備的額定電流和電網(wǎng)的最大負荷電流，A</p><p><b>　?。?）開斷電流選擇</b></p><p>　　高壓斷路器的額定開斷電流

64、，不應(yīng)小于實際開斷瞬間的短路電流周</p><p>　　期分量，即 。 </p><p>　?。?）斷路器關(guān)合電流的選擇</p><p>　　為了保證斷路器在關(guān)合短路電流時的安全，斷路器的額定關(guān)合電流不應(yīng)小于短路電流最大沖擊值，即 </p><p>　?。?）短路熱

65、穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗 </p><p>　　2 隔離開關(guān)的選擇原則</p><p>　　隔離開關(guān)也是發(fā)電廠和變電站中常用的開關(guān)電器。它需要與斷路器配套使用。它的主要功用為：</p><p><b>　?。?）隔離電壓。</b></p><p><b>　　

66、（2）倒閘操作。</b></p><p>　　（3）分、合小電流。</p><p>　　隔離開關(guān)型式的選擇，應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點和使用要求等因素，進行綜合的技術(shù)經(jīng)濟比較然后確定。</p><p>　　隔離開關(guān)與斷路器相比，額定電壓、額定電流的選擇及短路動、熱穩(wěn)定效驗的項目相同。但是由于隔離開關(guān)不用來接通和切除短路電流，故無需進行開斷電流和短路關(guān)合電流

67、的效驗。</p><p>　?。?）額定電壓和電流選擇，由公式（4-1）和公式（4-2），得</p><p>　　U U I I </p><

68、p>　　U、U-------分別為電氣設(shè)備和電網(wǎng)的額定電壓，kV；</p><p>　　I 、I-------分別為電氣設(shè)備的額定電流和電網(wǎng)的最大負荷電流，A</p><p>　?。?）短路熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗，由公式（4-3）和公式（4-4），得</p><p>　　效驗式為

69、 3 避雷器的配置原則</p><p>　　常用的防近形波過電壓的裝置是避雷器。避雷器與被保護設(shè)備并聯(lián)，其作用是釋放過電壓的能量，將過電壓限制在一定水平，從而保護設(shè)備的絕緣。</p><p>　?。?）配電裝置的每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器，但進出線都裝設(shè)避雷器時除外。</p><p>　?。?）220kV及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時，應(yīng)在變壓器附近增

70、設(shè)一組避雷器。</p><p>　　（3）三繞組變壓器低壓側(cè)的一相上宜設(shè)置一臺避雷器。</p><p>　　4 互感器的選擇原則</p><p>　　互感器是電力系統(tǒng)中測量儀表、繼電保護等二次設(shè)備獲取電氣一次回</p><p>　　路信息的傳感器。它的作用是將高電壓、大電流按比例變成低電壓和小電流?；ジ衅髟谥鹘泳€中的配置與測量儀表、同步點的選

71、擇、保護和自動裝置的要求以及主接線的形式有關(guān)。</p><p>　　電壓互感器一般裝置在母線、線路、發(fā)電機和變壓器中，保證在運行方式改變時，保護裝置不失壓、同級點兩側(cè)都能方便地取壓。</p><p>　　電流互感器設(shè)置在發(fā)電機、變壓器、出線、母線分段及母聯(lián)斷路器、旁路斷路器等回路中，為了滿足測量和保護的需要。</p><p>　?。ㄈ?0kV側(cè)設(shè)備的選擇</

72、p><p>　　表4-1 真空斷路器</p><p><b>　　1 熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　Qd（4′）=1839（kA2S）,It2t =31.52×4 =3969（kA2S），</p><p>　　有It2t ≥ Qd（4′） （滿足要求）</p><p>&l

73、t;b>　　2 動穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　Idw = 100（kA）> ich = 44.8（kA） （滿足要求）</p><p>　　表4-2 隔離開關(guān) </p><p><b>　?。?）動穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　idw = 50（kA）， ich =44

74、.8(kA），</p><p>　　有 idw > ich （滿足要求）</p><p><b>　?。?）熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　Qd（4′）=1839（kA2S），It2t = 252×4=2500( kA2S )，</p><p>　　有 It2t > Qd（4′）&

75、#160;（滿足要求）</p><p>　　表4-3 電壓互感器</p><p>　　表4-4 電流互感器 </p><p><b>　　表4-5 避雷器 </b></p><p>　?。ㄋ模?80V側(cè)設(shè)備的選擇</p><p>　　1 熱穩(wěn)定校驗： 表4-7斷路器<

76、/p><p>　　表 </p><p>　　Q（4′）=1839（kA2S）,It2t =302×4 =3600（kA2S），</p><p>　　有It2t ≥ Qd（4′） （滿足要求）</p><p><b>　　2 動穩(wěn)定校驗：</b></p&

77、gt;<p>　　Idw = 200（kA）> ich = 44.8（kA）   （滿足要求）</p><p><b>　　表4-7 隔離開關(guān)</b></p><p><b>　　①動穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　idw = 50（kA）， ich =44.8(k

78、A），</p><p>　　有 idw > ich （滿足要求）</p><p><b>　　②熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　Qd（4′）=1839（kA2S），It2t = 402×4=6400(kA2S )，</p><p>　　有 It2t > Qd（4′） （滿

79、足要求）</p><p>　　表4-8 電壓互感器</p><p>　　表4-9 電流互感器</p><p><b>　　表4-10 避雷器</b></p><p>　　各單元樓最大工作電流</p><p>　　1#最大工作電流 153A</p><p>&

80、lt;b>　　153A</b></p><p><b>　　128A</b></p><p><b>　　=115A</b></p><p>　　2# 最大工作電流 539A</p><p><b>　　=449A</b></p><

81、p><b>　　=203A</b></p><p><b>　　=228A</b></p><p>　　3#最大工作電流 392A</p><p><b>　　=418A</b></p><p><b>　　=198A</b></p&g

82、t;<p><b>　　=203A</b></p><p>　　4# 最大工作電流 392A</p><p><b>　　=418A</b></p><p><b>　　=198A</b></p><p><b>　　=203A</b>

83、</p><p>　　5#最大工作電流 417A</p><p><b>　　=415A</b></p><p><b>　　=417A</b></p><p><b>　　=415A</b></p><p>　　6#最大工作電流 4

84、61A</p><p><b>　　=461A</b></p><p><b>　　=196A</b></p><p>　　根據(jù)以上數(shù)據(jù)，并考慮到實際的經(jīng)濟情況和以后的安全運行、檢修，對各個單元樓的饋線的有關(guān)設(shè)備進行了選擇，選取了以下設(shè)備型號：</p><p>　　斷路器 HA1-2000

85、 HM3S-1000</p><p>　　隔離開關(guān) HD13BX-1000</p><p>　　電流互感器 LMZ1-1500</p><p>　　避雷器 FYS-0.22</p><p>　　經(jīng)校驗以上設(shè)備均符合使用要求。</p><p><b>　　所用電纜型號如下：</b&

86、gt;</p><p>　　饋用母線選用：YJV22-0.6/1kV 3*150 </p><p>　　主母線，零母線: TMY-3*200</p><p><b>　　五、 無功補償</b></p><p>　?。ㄒ唬o功補償方案設(shè)計</p><p>　　1 提高功率因數(shù)的意義</p&g

87、t;<p>　　在用電設(shè)備中絕大部分為感性負荷，使用電單位功率因數(shù)小于1。為了保證供電質(zhì)量和節(jié)能，充分利用電力系統(tǒng)中發(fā)配電設(shè)備的容量，減小供電線路的截面，減小電網(wǎng)的功率損耗、電能損耗，減小線路的電壓損失，必須提高用電單位的功率因數(shù)。</p><p><b>　　2 補償裝置的確定</b></p><p>　　無功補償裝置包括系統(tǒng)中的并聯(lián)電容器，串聯(lián)電容器

88、，并聯(lián)電抗器，同步調(diào)相機和靜止無功補償裝置等。其中并聯(lián)電容器補償裝置時無功負荷的主要電源之一。它具有投資省，裝設(shè)地點不受自然條件限制，運行簡便可靠等優(yōu)點。故一般首先考慮裝設(shè)并聯(lián)電容器。由于它沒有旋轉(zhuǎn)部件，維護較為方便，為了在運行中調(diào)節(jié)電容器的功率，可將電容器連接成若干組，根據(jù)負荷變化，分組投入或切除。</p><p>　　本次設(shè)計的變電站為10kV小區(qū)變電所，從補償裝置的維護和性能的角度來考慮，就選用并聯(lián)電容器裝

89、置。</p><p>　　3 無功補償容量計算</p><p>　　式中：—無功計算功率（KW）</p><p>　　—有功計算功率（KW）</p><p>　　—補償前用電單位自然功率因數(shù)角正切值</p><p>　　—補償后用電單位自然功率因數(shù)角正切值</p><p>　　本站只有10kV和

90、380V兩個電壓等級，且只有380V母線接有負荷，故補償裝置安裝在380V母線上。</p><p>　　10kV母線所接負荷容量在變壓器選擇時就已計算過，P =14343kVA。同期系數(shù)K=0.35,故=14313×0.35=5020kVA。無功補償容量</p><p><b>　　=5020×[]</b></p><p>

91、　　=5020×0.55</p><p>　　=2761（kvar）</p><p>　　由于采用的是分組補償，在每根母線的三相一起補償，且分三組。母線每組的補償容量為Q=2761/（4×3）=230（kvar）。</p><p>　　電容器選擇BW0.4-10-3TH,參數(shù)如下</p><p>　　表6-1 電容器參數(shù)&

92、lt;/p><p>　　4 無功補償?shù)慕泳€圖</p><p><b>　　圖5-1 接線圖</b></p><p>　　六、 備用電源自動投入</p><p>　?。ㄒ唬?自動投入裝置 </p><p>　　備用電源自動投入裝置主要用于變壓器備用、線路備用和發(fā)電廠、變電所的廠用所備用。備用電源自動投入

93、裝置，簡稱BZT裝置。當工作電源因故障斷開后，能自動而迅速地將備用電源投入工作或?qū)⒂脩羟袚Q到備用電源上去，從而使用戶不至于被停電。</p><p>　　1 自動投入裝置的接線要求</p><p>　?。?）工作電源故障或其斷路器被錯誤斷開時，備用電源能自動投入。</p><p>　　（2）備用電源斷路器的合閘脈沖應(yīng)是短脈沖，只允許自動投入裝置動作一次。</p&

94、gt;<p>　?。?）自動投入裝置的閉鎖開關(guān)BK應(yīng)按廠用母線段各自獨立裝設(shè)，便利運行調(diào)試人員操作與檢測。</p><p>　?。?）低電壓啟動的備用電源自動裝置，為防止工作電源的電壓互感器二次側(cè)熔斷器或其它原因引起B(yǎng)ZT誤動，應(yīng)設(shè)信號或閉鎖裝置。</p><p>　?。?）應(yīng)設(shè)信號以便人員及時了解裝置的工作狀態(tài)。</p><p>　?。?）對低電壓啟

95、動的BZT裝置，當工作母線上電壓下降或消失而備用電源母線上保持一定電壓數(shù)值時，才允許自動投入裝置啟動。</p><p>　　2 自動投入裝置的運行</p><p>　　本次設(shè)計的變電站低壓側(cè)采用了單母線分段接線形式，其中就有自動投入裝置，保證用戶盡可能不間斷的用電。所采用的自動投入裝置接線圖如下：</p><p>　　圖6-1 備用電源接線圖</p>

96、<p>　　正常運行時二臺變壓器1B和2B同時運行，分段或聯(lián)絡(luò)斷路器1DL斷開。當任一臺變壓器故障或母線低電壓時，斷開變壓器低壓側(cè)斷路器，而將分段或聯(lián)絡(luò)斷路器合閘，故障變壓器的高壓側(cè)斷路器4DL跳閘時聯(lián)動低壓斷路器2DL跳閘。備用電源自動投入裝置原理圖如下：</p><p>　　圖6-2 備用電源自動投入裝置原理圖</p><p><b>　　七、結(jié)論</b>

97、;</p><p>　　通過本次10kV住宅小區(qū)供電系統(tǒng)的設(shè)計，配電室的一次部分設(shè)計基本成型，其中包括主變壓器的選擇、電氣設(shè)備的選側(cè)和無功補償?shù)脑O(shè)計，根據(jù)小區(qū)的地理位置和經(jīng)濟效益確定主接線；通過短路電流計算和一系列的校驗從而選出10KV側(cè)和380V側(cè)的各設(shè)備并列出清單；最后考慮到供電系統(tǒng)的可靠性和安全性又進行了備用電源自動投入的設(shè)計。</p><p>　　在設(shè)計的過程當中，遇到了很多與實際

98、相關(guān)的問題，查閱了很多相關(guān)的設(shè)計手冊，自己解決不了的就去請教指導(dǎo)老師，在老師的指導(dǎo)和自己的努力下，每天都在發(fā)現(xiàn)新的問題，每天都在解決新的問題，每天都在收獲新的知識。隨著設(shè)計進程的一步步前進，自己也在一點點的進步，每天睡覺之前都會覺得這樣過得很充實。</p><p>　　通過本次設(shè)計，使自己對大學(xué)所學(xué)的知識從另一個層面有了新的認識，更加系統(tǒng)的把課本的理論知識運用到實際當中，體會到了學(xué)以致用的樂趣。掌握了電力系統(tǒng)初步

99、設(shè)計的原則和問題解決的能力。加深了對以前所學(xué)知識的印象，真正把這些知識消化吸收了，變成了自己的東西。為以后走上工作崗位打下了扎實的基礎(chǔ)。同時，這個設(shè)計的過程還使自己印證了一個道理：任何困難，只要自己不懼怕它，并主觀上盡心盡力地積極地去攻克它，就會被你征服。所以以后的漫漫長路，我會全力以赴，永不言棄！</p><p>　　所以從一定意義上說，我圓滿完成了我的畢業(yè)設(shè)計。</p><p>　　但

100、是由于自己對住宅小區(qū)的供電系統(tǒng)的實際經(jīng)驗欠缺，所以在設(shè)備選擇和其它的設(shè)計環(huán)節(jié)可能存在著缺點和不足，希望老師給與指正！</p><p><b>　　八、致謝</b></p><p>　　在老師的指導(dǎo)下,經(jīng)過近一個月的努力下住宅小區(qū)10kV變電室一次設(shè)備終于設(shè)計完成了，在此我對老師給予幫助表示衷心的感謝,并且感謝曾給予我?guī)椭耐瑢W(xué)。</p><p>

101、;　　在畢業(yè)設(shè)計過程中，xx老師在百忙之中對我的設(shè)計給予了細致的指導(dǎo)和建議,對我的輔導(dǎo)耐心認真，并給我們提供了大量有關(guān)資料和文獻，使我的這次設(shè)計能順利完成。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我對以前學(xué)習的知識得到了更深的了解,并使知識得到了進一步的鞏固。</p><p><b>　　九、參考文獻</b></p><p>　　1 苑舜，韓水編著.配電網(wǎng)無功優(yōu)化及無功補償裝置. 北京：中

102、國 電力出版社，2003</p><p>　　2 陳珩主編.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析（第三版）.北京：中國電力出版社， 2001</p><p>　　3 李光琦主編.電力系統(tǒng)暫態(tài)分析（第三版）.北京：中國電力出版社，2001</p><p>　　4 張保會,索南加樂主編.電力系統(tǒng)繼電保護. 北京：中國電力出版社，1990</p><p&

103、gt;<b>　　畢業(yè)設(shè)計成績評定</b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師評語 ：</b></p><p>　　平時成績： </p><p>　　報告成績： 教師簽字： </p><p>　　年 月 日

104、 </p><p><b>　　答辯教師評語：</b></p><p>　　成績： 教師簽字： </p><p><b>　　年 月 日</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計總評成績： </