象牙60kV二次降压变电所电气部分设计

沈阳工程学院毕业设计（论文）

沈 阳 工 程 学 院

毕业设计(论文)任务书

毕业设计(论文)题目：

象牙60/10kV二次降压变电所电气部分设计

系 别 电气工程系 班级 学生姓名 学号

指导教师 职称 毕业设计(论文)进行地点： 任 务 下 达 时 间： 年 月 日 起止日期： 年 月 日起——至 年 月日止

教研室主任 年 月 日批准

沈阳工程学院毕业设计（论文）

摘要

电力系统专业的毕业设计是一次比较综合的训练，它是我们将在校期间所学的专业知识进行理论与实践的很好结合，运用理论知识和所学到的专业技能进行工程设计和科学研究，提高分析问题和解决问题的能力。在完成此设计过程中，我们可以学习电力工程设计、技术问题研究的程序和方法，获得搜集资料、查阅文献、调查研究、方案比较、设计制图等多方面训练，并进一步补充新知识和技能。。

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。近年来，电力在世界各国能源和经济发展中的作用日益增长，它已成为现代社会实用最广、需要最快的能源。变电所的合理设计与建设是一个极其重要的组成部分。本次设计是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，在指导老师的帮助下，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。

关键词：变电所 短路计算 电气设备

I

象牙60/10kV二次降压变电所电气部分设计

引 言

本设计说明书是根据毕业设计的要求，针对60KV降压变电所的。本次设计主要是二次变电所电气部分的设计，并做出阐述和说明。

本次设计，是结合了各门专业知识和在学校实践获得的知识基础上面完成的设计成果。

说明书包括了变压器的选择，电气主接线的设计，其它各种设备的选择与校验，变电所继电保护和自动装置，防雷保护的规划，以及必不可少的短路电流计算。

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目录

中文摘要 ................................................. I 引 言 ............................................... Ⅲ 第一部分 说明书 .......................................... 7 第一章 任务书 ............................................ 7 1.1设计题目 ........................................... 7 1.2设计原始资料 ....................................... 7 1.3其他条件 ........................................... 8 1.4设计工作任务 ....................................... 8 1.5设计成品 ........................................... 8 第二章、主变压器的台数和容量的确定 ....................... 9

2.1主变台数、容量的确定 ............................... 9 2.2功率因数的补偿及电容器的选择 ....................... 9

2.2.1提高功率因数的意义 ............................ 9 2.2.2电容器组总容量应按下列要求确定 ............... 10 2.2.3.并联电容器组的基本接线类型 ................... 10 2.2.4.并联电容器组每相内部的接线方式 .............. 10 2.2.5.电容器台数的确定 ............................ 10

第三章、电气主接线的选择 ................................ 11

3.1设计原则 .......................................... 11 3.2设计的基本要求 .................................... 11

III

象牙60/10kV二次降压变电所电气部分设计

3.3一次接线两种方案的比较 ............................ 12 3.4二次接线两种方案的比较 ............................ 12 3.5结论 .............................................. 12 第四章、短路电流的计算 .................................. 13

4.1短路电流计算的目的 ................................ 13 4.2短路的基本类型 .................................... 13 4.3短路电流计算的基本假定 ............................ 13 4.4一般规定 .......................................... 13 4.5计算步骤 .......................................... 14 4.6计算方法 .......................................... 14 第五章、主要电气设备的选择 .............................. 15

5.1一般原则 .......................................... 15 5.2母线的选择 ........................................ 15 5.3高压断路器的选择 .................................. 16 5.4隔离开关的选择 .................................... 16 5.5电流互感器的选择 .................................. 16 5.6电压互感器的选择 .................................. 17 第六章、防雷保护规划设计 ................................ 18

6.1变电所的保护对象 .................................. 18 6.2电工装置的防雷保护 ................................ 18 6.3防雷设计要求和所需资料 ............................ 18 6.4防雷保护措施 ...................................... 18 第七章、继电保护和自动装置的规划设计 ................. 19 7.1继电保护的配置 .................................... 20

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7.2自动装置的配置 .................................... 21 第二部分 计算书 ......................................... 22 第一章 主变压器、电容器 容量和台数的确定 ................ 22

1.1、变电所有功总负荷： .............................. 22 1.2、补偿容量的确定 .................................. 22 第二章 电气主接线的选择 ................................. 24

2.1接线方式 .......................................... 24 2.2负荷分布图 ........................................ 24 第三章 路电流计算 ....................................... 25

3.1等值电路图中各阻抗标幺值 .......................... 25 3.2相应等效电抗值为： ................................ 26 3.3平远变电所60KV母线三相短路时 ..................... 26 3.4平远变电所10KV侧母线短路的计算 ................... 27 第四章.主要设备的选择 ................................... 29

4.1 60KV母线的选择 ................................... 29 4.2．60KV高压断路器的选择： .......................... 29 4.3. 60KV隔离开关的选择： ............................ 30 4.4．66KV电流互感器的选择： .......................... 31 4.5.60KV及10KV电压互感器的选择 ...................... 31 4.6.10KV开关柜的选择： 主要参数如下： ................ 31 4.7 10KV负荷配出线的选择： ........................... 34 第五章 避雷针的选择： ................................... 35

5.1计算避雷针的高度H: ............................... 35 5.2计算保护范围： .................................... 35

V

象牙60/10kV二次降压变电所电气部分设计

结 论 .................................................. 36 致 谢 .................................................. 37 参 考 文 献 ............................. 错误！未定义书签。

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第一部分 说明书

第1章 任务书

1.1设计题目：

平远二次变电所电气工程（部分）设计

1.2设计原始资料：

(1)待设计变电所为造纸厂专变电所，电压等级为60/10kv，60 kv侧有两回进线，两回转供线，10kv侧有配出线段14回。

(2)所处地区地势平坦，海拔高度为100m，交通方便，周围空气无污染，最高气温

40℃，最低气温-25℃，年平均气温10℃。

(3)系统网络如图所示：

3*100MW cosф=0.85 xd =0.183 3*120MVA Ud%=9 〃2*50MW cosф=0.80 xd =0.141 2*63MVA Ud%=10.5 〃60kv 45km 50km 15km 33km 40km 40km 20km 待设计变电

10kv侧负荷表

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象牙60/10kV二次降压变电所电气部分设计

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9

负荷名称 污水处理站 市政所 电瓷厂 砂轮厂 汽车厂 挖掘机厂 供电所1 供电所2 学校 远期最大 负荷（kw） 4100 3800 3000 2600 1400 1300 5000 5000 1100 功率因数 0.91 0.91 0.90 0.90 0.88 0.89 0.89 0.88 0.85 重要负荷 Tmax 所占比例 6500 6000 5000 4500 7000 3000 7000 7000 1500 70 70 10 15 50 50 50 50 20 回路数 2 2 2 2 2 1 1 1 1 出线方式 架空线 架空线 架空线 架空线 架空线 架空线 架空线 架空线 架空线 1.3其他条件：

(1)线损率取5%。

(2)负荷的同时系数取0.9。

(3)有负荷率取0.75；无功负荷率取0.8。

(4)要求变电所的平均功率因数补偿到0.9以上。

1.4设计工作任务：

(1)分析设计任务书中给定的基本条件。

(2)选择本变电所的主变压器（确定变压器的型式、台数、容量、变压比）。 (3)选择本变电所的电气主接线。 (4)短路电流计算。

(5)选择电气设备（母线、高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器和补偿电容器）。 (6)配电装置设计。

(7)继电保护及自动装置规划设计。 (8)过电压保护设计。

1.5设计成品：

(1)设计说明书一份。 (2)设计计算书一份。

(3)变电所电气主接线图一张。 (4)屋外配电装置平面一张。

(5)屋外配电装置断面图一张（画两个断面）。 (6)屋外防雷保护图一张。

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第2章 主变压器的台数和容量的确定

2.1主变台数、容量的确定

(1)变电所中一般装设两台主变压器。如只有一个电源或变电所，可由中、低压侧电力网取得备用电源，可装设一台主变压器。本次设计的东城变电所是60/10KV降压变电所。

(2)变电所中，主变压器一般采用三相式变压器，其容量应根据电力系统5-10年的发展规划进行选择。装有两台及以上主变压器的变电所中，当一台断开时，其余主变压器的容量至少能保证所供的全部一级负荷或为变电所全部负荷的60-75%，东城变电所主要是为工厂供电，重要负荷占总负荷的60%，考虑线损5%。

(3)变电所中的主变压器在系统调压有要求时，一般采用有载调压变压器，对于新建的变电所，从网络经济运行的观点考虑，应注意选用无载调压变压器。

(4)变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行，电力系统采用的绕组连接方式只有“Y”型和“△”型，高、中、低三侧绕组如何组合要根据具体工程来确定。

(5)根据计算，确定变压器型号为SFL7-16000/63 主要参数如下：

高 压：63±2×2.5% 低 压：10.5KV 空载损耗：P0=32.5（KW）， 空载电流：I0%=0.9%； 负载损耗：Pk=117（KW） 阻抗电压：Uk%=9%； 连接组标号：Y/△—11

本次设计的平远变电站采用2台主变并列运行的方式。

2.2功率因数的补偿及电容器的选择

2.2.1提高功率因数的意义

在工业企业的电力用户，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，架空线路的功率因数均小于1，特别是在空载情况下，功率因数会更低。

用电设备功率因数降低之后，由于有功功率需要量保持不变，于是无功功率需要量增加，这将给电力系统带来许多不良的后果。

（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）使电力系统内的电气设备容量不能得到充分利用

（3）功率因数过低，还将使线路的电压损失增大，结果负荷端的电压就要下甚至会低于允许偏移值，从而严重影响异步电动机及其他用电设备的正常运行. 所以必须在低压侧装设并联补偿电容器用以补偿无功，提高功率因数。

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2.2.2电容器组总容量应按下列要求确定

(1)并联补偿电容器组的总容量应满足所需的无功功率补偿值，其中串联组数应根据电力网和电容器的额定电压确定。

(2)串联补偿电容器组的容量应满足补偿度的要求，其中并联台数应按线路正常最大负荷电流选择。

2.2.3.并联电容器组的基本接线类型

并联电容器组的基本接线分为星形和三角形两种，当单台并联电容器的额定电压不能满足电网正常工作电压要求时，需由两台或多台并联电容器串接后达到电网政党工作电压的要求。为达到要求的补偿容量，又需用若干台并联才能组成并联电容器。

2.2.4.并联电容器组每相内部的接线方式

(1)先并后串接线方式，该接线方式的优点在于当一台故障电容器由于熔断器熔断后退出运行，对该相的容量变化和与故障电容器串整个退出运对行，对该相的容量变化和与故障电容器并联的电容器承受的工作电压影响较小，同时熔断器的选择只需考虑与单台电容器相配合，故工程中普遍采用。

(2)先串后并接线方式，该接线方式的缺点为，当一台故障电容器由于熔断器熔断退出运行后，对该相的容量变化和剩余串电容器的断口绝缘水平应等于电网的绝缘水平，致使熔断器选择不易，故工程中不采用该接线方式。

2.2.5.电容器台数的确定

由于电容器的额定电压与工作电压不同，实际补偿的单台电容器容量： Q’e=Qe(U/Ue)2

Q’e:：单台电容器实际补偿容量 Qe：电容器额定容量 U：电容器实际工作电压 Ue：电容器额定电压 计算总台数：N=Qe/Q’

因为是三相，所以选择电容器台数为3台的整数倍，平远变电所选取72台。

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第三章、电气主接线的选择

3.1设计原则

(1)变电所的主接线应根据变电所在电力系统中的地位，回路数，设备特点及负荷性质等条件确定，并应满足运行可靠，简单灵活，操作方便和节省投资等要求。

(2)当能满足运行要求时，变电所高压侧应尽量采用断路器较少的接线，如桥形接线等。

(3)60KV和10KV配电装置中，一般采用单母线分段或单母线接线。

(4)当地区电力网或用户不允许停电检修线路断路器时，采用单母线或分段单母线的10千伏配电装置中，可设置旁路母线。

3.2设计的基本要求

(1) 可靠性

①应重视国内外长期运行的实践经验及其可靠性的定性分析。

②主接线的可靠性包括一次部分和相应组成的二次部分在运行中可靠性的综合。

③主接线的可靠性在很大程度上取决于设备的可靠程度，采用可靠性高的电气设备可以简化接线。

④要考虑所设计的变电所在电力系统中的地位和作用。 (2) 灵活性

主接线的灵活性有以下几方面的要求：

①调度要求，可以灵活的投入和切除变压器、线路、调配电源和负荷，能够满足系统在事故运行方式下，检修方式下以及特殊运行方式下的调度要求。

②检修要求，可以方便地停运断路器，母线及其继电保护设备进行安全检修且不致于影响对用户的供电。

(3) 经济性 ①投资省

a、主接线应力求简单，节省断路器、隔离开关、互感器、避雷器等一次设备。

b、要能使断电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次设备和控制电缆。 c、要能限制短路电流，以便于选择价廉的电气设备或轻型电器。

d、如能满足系统安全运行及继电保护要求，110KV及以下终端或分支变电所可采用简易电器。

②占地面积小

主接线设计要为配电装置创造条件，尽量使占地面积减少。

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③电能损失小

经济合理的选择主变压器的种类、容量和数量，要避免因两次变压而增

加电能损失。

3.3一次接线两种方案的比较

优 点 缺 点 接线简单、清晰、操作方便、采1、接线不够灵活，当母线与母线刀闸用设备少，便于扩建和采用成套故障或检修时，将造成整个配电装置单母线分配电装置 停电 段 2、当进出线断路器检修时，中断该回路工作。 1、用断路器把母线分段后，对重1、 配电装置复杂，接线复杂，运行要负荷可以从不同的母线引出两操作复杂。 个回路，有两个电源，具有供电2、 分段断路器用作旁路时，两段母单母线分可靠性。 线并列运行。但当一段母线故障时，段带旁路 2、操作灵活，检修出线断路器时，整套配电装置停止工作，在拉开分段对用户不停电。 刀闸时才能恢复工作。 3、 断路器与刀闸间的闭锁关系复杂。 接线方式 3.4二次接线两种方案的比较

由于对用户负荷的调查中，由于重要负荷所占比例较多，已按用户要求双回线供电，以保证其可靠性，10千伏系统接线仍拟定单母线分段的接线方式。

对单母线分段与单母线分段带旁路的接线方式进行经济比较 接线方式 断路刀闸 CT PT 避雷器 器 单母线分段 少 少 少 相同 相同 单母线分段带旁多 多 多 相同 相同 路 3.5结论

根据上述分析比较，本次设计变电所的一次侧和二次侧的主接线均采用单母线分段接线，二次侧采用单母线分段接线虽然比采用单断路器的双母线接线供电可靠性低，但本次设计二次侧可以用备用手车式断路器代用，使线路停电的时间非常短。另外，龙湾变电所的所有重要负荷均采用双回路供电。可见，经过以下措施，完全可以弥补单母线分段接线供电可靠性不高的缺陷，所以本次设计变电所的一次侧和二次侧的主接线均采用单母线分段接线。

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第四章、短路电流的计算

4.1短路电流计算的目的

（1）电气主接线的选择

（2）选择导体和电气设备，保证设备在正常运行情况下，都能正常工作，保证安全可靠，而且在发生短路时保证不损坏。 （3）选择断电保护装置。

4.2短路的基本类型

三相系统中短路的基本类型有：三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路，其中三相短路是对称短路。

为了检验和选择电气设备和载流导体，以及为了继电保护的整定计算，常用下述短路电流值。

Icj短路电流的冲击值，即短路电流最大瞬时值。

I〞超瞬变或次暂态短路电流的有效值，即第一周期短路电流周期分量有效值。

I∞稳态短路电流有效值。

4.3短路电流计算的基本假定

（1）正常运行时，三相系统对称运行。 （2）所有电源的电动势相位角相同。

（3）电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁蕊的电气设备电抗值不随电流大小发生变化。

（4）短路发生在短路电流为最大值的瞬间。

（5）不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流。

（6）元件的计算参数取其额定值，不考虑参数的误差和调整范围。 （7）输电线路和电容略去不计。

4.4一般规定

（1）验算导体和电器动稳定、热稳定，以及电器开断电流所用的短路电流，应按本设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划，确定适中电流时，应按可能发生最大短路电流的接线方式。而不按仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。

（2）选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。

（3）选择导体的电器时，对不带电抗器的回路的计算短路点，应选择在正常

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（2）在60KVI、Ⅱ段母线分别安装一组避雷器。 （3）在10 KVI、Ⅱ段母线分别安装一组避雷器。 （4）在主变中性点安装一台避雷器。

（5）在60KV电源进线，采用避雷线保护。

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第七章、继电保护和自动装置的规划设计

7.1继电保护的配置

（1）变压器的保护

①配置原则

a.反映变压器内部故障的油面降低的瓦斯保护 b.相间短路保护

反映变压器绕组和引出线的相间短路的纵差保护或速断保护，对其中性点直接接地侧绕组和引出线的接地短路，以及绕组间适中中能起保护作用，如果变压器的纵差动保护对单相接地适中的灵敏性不符合要求，可增设零序差动保护。

c.后备保护

d.中性点直接接地电网中，降压变电所的变压器两侧应装设零序电流保护，作为变压器主保护的后备保护，并作为相邻元件的后备保护。

e.过负荷保护

②龙湾变电所主变保护配置

主保护：纵联差动保护，重瓦斯保护，轻瓦斯保护。 后备保护：复合电压闭锁过流保护，过负荷保护。 （2）母线保护 ①配置原则

a.35-60KV电力网中，主要变电所的35-60KV双母线或分段单母线需快速而有选择地切除一段或一组母线上故障，以保证系统安全稳定运行和可靠供电。

b.对于双母线并联运行的发电厂或变电所，当线路保护在某些情况下，可能失去选择时，母线保护应保证先跳开母联断路器，但不能影响系统稳定运行。

c.对3-10KV分段母线，宜采用不完全电流差动式母线保护，保护仅接入有电源支路的电流，保护由两段组成：其第一段采用无时限或带时限的电流速断保护，当灵敏系数不符合要求时，可采用电流闭锁，电压速断保护，第二段采用过电流保护，当灵敏系数不符合要求时，可将一部分负荷较大的配电线路接入差动回路， 以降低保护的起动电流。

②龙湾变电所母线保护配置

a.10KV母线分段断路器第一段采用带时限的电流速断保护，第二段采用过电流保护。

b.60KV母线采用不完全电流差动式母线保护，分段断路器设置过电流保护。 （3）线路保护 ①配置原则

a.单侧电源线路，可装设一段或两段式电流电压速断保护和过电流保护。 b.复杂网络的单回线路，可装设一段或两段式电流，电压速断保护和过电流保护，必要时，保护应具有方向性宜采用距离保护。电缆及架空短线路，如采用电流电压保护不满足选择性、灵敏性和速动性要求时，宜采用导引线或光纤通道

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等纵联保护作为全保护，以带方向或不带方向的电流保护作为后备保护。

②龙湾变电所线路保护配置

a.10KV线路采用两段式电流速断保护。

b.60KV线路采用两段式电流速断保护和过电流保护。 （4）电力电容器的保护 ①配置原则：

对3KV及以上的并联补偿电容器组的下列故障及异常运行方式应按规定装设相应的保护。

a.电容器组和断路器之间连接线短路。 b.电容器内部故障及其引出线短路

c.电容器组中，某一故障电容器切除后所引起的过电压 d.电容器组的单相接地故障 e.电容器组过电压 f.所联接的母线失压

②龙湾变电所电力电容器保护配置

限时速断过电流，过电压和低压保护，零序保护。

7.2自动装置的配置

（1）配置原则

①3KV及以上的架空线路和电缆与架空混合线路，在具有断路器的条件下，如用电设备允许且无备用电源自动投入时，应装设自动重合闸装置。

②低压侧不带电源的降压变压器，可装设自动重合闸。 （2）龙湾变电所自动装置配置

①10KV线路因是全线电缆线路不设自动重合闸装置。 ②60KV线路配置三相一次自动重合闸装置。

③主变压器配置三相一次自动重合闸与复合电压闭锁保护。

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象牙60/10kV二次降压变电所电气部分设计

第二部分 计算书

第一章 主变压器、电容器 容量和台数的确定

1.1、 变电所有功总负荷：

∑P=KPmax=0.9（P1+P2+….P9）=24570KW

Smax = k*(P1max/cosφ1+ P2max/cosφ2+…..+ P7max/cosφ7)=27494（KVA）

S单 = Smax /（1-5%）×70% =20258.8

根据负荷情况初选变压器为两台，型号SFL7-25000/63变电所无功总负荷 ∑Q= P1max ·tg(arccos0.91)+ P2max ·tg(arccos0.91)+?.+ P9max ·tg(arccos0.85)=(1968.02+1731.33+1452.97+1259.23+755.64+666.01+2561.58+2698.71+681.72)=13945.2(Kvar)

β∑Q=0.8×13945.2 =11156.17（Kvar）

1.2、补偿容量的确定

⑴ 补偿前10KV负荷平均功率因数 cosΦ1= α∑P/[（α∑P）2 +(β∑Q)2 ]1/2 =0.75×27494/√（0.75×27494）2+（0.8×13945.2）2=0.87 ⑵ 补偿后的功率因数为： cosΦ2 = 0.95 ⑶ 需补偿的无功容量：

Qc= ∑P *(tgΦ1 - tgΦ2 )=（0.526-0.329）×27494=7890.8(Kvar)

根据以上数据所选补偿电容器为RWF10.5-100-1型，数量72台。 ⑷ 校验：

计算补偿后高压侧平均功率因数及变压器功率损耗： 空载损耗：P0=32.5（KW），空载电流：I0%=0.9%； 负载损耗：Pk=117（KW） 阻抗电压：Uk%=9%； △Pt＝2*[△Po+△Pn(s/2Sn)

2 ]=2*[32.5+99*(27494*2/25000)

22 ]=124.9(Kw)

△Qt＝2*[Io%/100*Sn+(Uk%/100)*Sn(S/2Sn) Pt=0.75*27494.1+124.9=20745.5

Qt=0.8*(11156.2-7890.8)+1810.7=4423.02

]=1810.7 (kvar)

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cosΦ2=α(P∑ +△PT）/[α(P∑ +△PT）2] +[β(Q∑+△QT)- Qn] 1/2

=0.978>0.9

● 根据负荷情况，为确保系统供电的安全可靠性，保证设备和人身安全，并考虑经济运行的角度，选定平远变电所主变压器为 SF7-16000/63型；两台变压器并列运行，连接组别为：Y/△-11接线方式,如表1—1

变压器参数1--1 额定电压（KV） 型 号 高压 SFL7-1600/63 63±2×2.5% ● 根据以上计算，平远变电所所选补偿电容器为RWF10.5-100-1型，数量72台,如表1—2

补偿电容器参数1--2 额定 损耗（KW） 阻抗空载容量电压电流（KVA低压 空载 负载 UK% I0% ） 10.5 25000 32.5 117 9 0.9 型 号 BFF10.5-100-1

额定电压（KV） 10.5 额定容量（Kar） 100 标准电容(Uf) 2.89 相数 1

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象牙60/10kV二次降压变电所电气部分设计

③热稳定校验

I2rtr=31.52×2=1984.5 (kA2.s) I2∞tdz=233.5(kA2.s)

I2rtr＞I2∞tdz 热稳定满足 ④动稳定校验

idw=80KA icj=19.49KA idw＞icj 动稳定满足 所以，开关柜所配电流互感器合格。

4.7 10KV负荷配出线的选择：

本所设计为电缆出线，线路部分为架空线。 污水处理站: Pmax=4100 (kw) ; Igmax=248(A) 导线截面积： 由Tmax=3000-5000 小时 查表得J=1.73A/mm2 S=Igmax/J=248/1.73=143㎜2 同 理：J=1.73 A/mm2

市政所: S=Igmax/J=230/1.73=133㎜2 电瓷厂：S=Igmax/J=183/1.73=106㎜2 砂轮厂：S=Igmax/J=179/1.73=103㎜2 汽车厂： S=Igmax/J=87.5/1.73=51㎜2 挖掘机厂：S=Igmax/J=79.6/1.73=46㎜2 供电所1：S=Igmax/J=308/1.73=61㎜2 供电所2：S=Igmax/J=312.5/1.73=68㎜2 学 校 ：S=Igmax/J=71.2/1.73=77㎜2

线路名称 电缆型号 额定电流 最高温度 污水处理站 ZQ-3×150 210A 55℃ 市政所 ZQ-3×150 210A 55℃ 电瓷厂 ZQ-3×120 210A 55℃ 砂轮厂 ZQ-3×120 210A 55℃ 汽车厂 ZQ-3×70 130A 54℃ 挖掘机厂 ZQ-3×70 130A 54℃ 供电所1 ZQ-3×70 130A 54℃ 供电所2 ZQ-3×70 160A 54℃ 学校 ZQ-3×95 160A 54℃ 因为是架空线路，电缆只是由线路出口至线路杆塔间，距离较短，故不需要校验电压损失

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第五章 避雷针的选择

5.1计算避雷针的高度h:

本次设计的变电所宽30米，长50米，最高被保护物为门型构架，高hx =7米，设计在变电所的四个角分别安装一支避雷针，如图所示。

1号针与3号针间距离： D=√302+502=58.3米

1号针与3号针间保护范围上部边缘最低点高度： h0=h-(D/ hx)=h-(58.3/7)=h-8.3(米)

1号与3号针间7米高水平面保护范围内一侧宽度： bx=1.5(h0-hx)=1.5(h-8.3-7)=1.5(h-15.3) 令bx=0 则1.5(h-15.3)=0 h=15.3(米) 取避雷针高度为16米

校验：D=58.3米

8haD=8×(16-7)×1=72米 D＜8hAd

所选避雷针的高度及数量合适

5.2计算保护范围：

单支避雷针在7米高水平面上的保护范围半径： rx=(1.5h-2hx)p=(1.5×16-2×7)×1=10米

1号、2号、或3号、4号避雷针间保护范围上部边缘最低点高度： h0=h-（D/7p）=16—（30/7×1）=11.7m > 7m

1号、2号或3号、4号避雷针间高度为7米的水平面保护范围的一侧宽度： bx=1.5（11.7-7）=7.05米

2号、3号或1号、4号避雷针间保护范围上部边缘最低点高度： h0=h-（D/7p）=16—（50/7×1）=8.9m > 7m

2号、3号或1号、4号避雷针间高度7米的水平保护范围的一侧宽度： bx =1.5（h0-hx）=1.5（8.9-7）=2.85（m）

结合上述分析，在平远变电所四角装设4根16米高的避雷针符合要求。

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象牙60/10kV二次降压变电所电气部分设计

结 论

按照毕业设计任务书的要求,通过详细的分析和规划,对象牙60KV二次降压变电所进行了初步设计.在设计过程中,借阅了各种电气类书籍,查阅相关资料,从短路计算、电气设备选择到绘制图纸，经过了多次演算、修改与完善。

在这个过程中，使大学四年所学的专业知识有了一个较系统的综合，并对其中的许多问题进行了重新学习和加深理解，为将来实际工作的需要奠定了坚实的基础。

设计期间，学习了关于电力工程设计、技术问题研究的程序和方法等，在搜集资料、查阅文献、方案比较、设计制图等方面，都得到了训练。同时，对我国电力工业建设的政策观念和经济观点也有了初步的了解，为今后培养工程技术综合分析能力作好准备。

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致 谢

在完成毕业设计论文过程中，老师给了我许多的指导和帮助，对每一个问题都耐心地讲解并引导我们向更新更深的知识探索，本毕业论文的完成，您的正确指导有着极其重要的作用。

同时，发电教研室的各位老师也非常热情地给予指导。无论是设计中的专业知识，还是人生中的为人处事，老师们都给了我们最耐心、最详细的讲解，为我今后的工作与发展指明了方向。在此，我要对各位老师诚恳的说一声：谢谢您，老师！我会用自己的努力与奋斗答谢您的指导和教诲。

最后，仅祝各位恩师万事顺意！

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象牙60/10kV二次降压变电所电气部分设计

参 考 文 献

[1].丁锍山.变电所设计.辽宁科学技术出版社.1993，6

[2].中华人民共和国水利电力部.变电所设计规程.水利电力出版社.1980，

SDJ2—79

[3].周文俊.电气设备实用手册（上、下册）.中国水利电力出版社.1999

[4].西北电力设计院.发电厂变电所电气接线和布置.水利电力出版社.1983，10 [5].周泽存.高电压技术.中国电力出版社.2003，1 [6].范锡普.发电厂电气部分.中国电力出版社.2002，5

[7].贺家李，宋从矩.电力系统继电保护原理.中国电力出版社.2003，1 [8].何仰赞,温增银 .电力系统分析.华中科技大学出版社.2001

[9].戈东方.电力工程电气设备手册（上、下册）.中国电力出版社1989.2 [10].东北电力设计院.电力工程设计手册.上海人民出版社1993.2 [11].黄益庄.变电站综合自动化技术.中国电力出版社.1999 [12].董振亚.电力系统过电压保护.中国电力出版社.1997

[13].水利电力部电力规划设计院.高压配电装置设计技术规程.水利电力出版

社.1985，SDJ5—85

[14].中华人民共和国水利电力部.水利电力出版社.1976，SDJ6—76 [15].《高压配电装置设计技术规程》（SDJ5-85）

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