城镇10kV变电站电气一次部分设计V8.docx

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1、电子科技大学毕业设计（论文）论文题目：城镇IOkV变电站电气一次部分设计学习中心（或办学单位）:成都市青羊区孟翔教育培训中心指导老师：邓晶职称：副教授学生姓名:陈科学号:V201080734201001专业：电气工程及其自动化电子科技大学继续教育学院网络教育学院2023年10月21日摘要在电网的供电质量需求日趋增大，经济的发展和人民生活水平提高的同时，我国对城镇和农村的电网建造非常重视。所以，城镇和农村的IOkV变电站建造就成为了国家拉动城镇和农村经济发展的基本动力。电力系统中，最重耍的一部分就是变电站。一个电力系统是否稳定运行，其最重要的一点是看变电站是否能稳定运行。因此，变电站的设计性能极

2、为重要，本文主要涉及IOkV变电站一次侧部分设计。内容包括变电站原始资料、负荷计算、设备的选择（母线、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器），继电保护规划，厂区的避雷设计。本次设计，主要结合变电站的运行情况，研究背景，如何使变电站高效、经济、安全运行进行设计。其中设备的选择与校验均符合国家标准，本次设计联系实际情况，具体问题具体分析，完成城镇IokV变电站的一次侧部分设计。关键词：变电站，负荷计算，短路电流，防雷ABSTRACTInthepowersystem,themostimportantpartisthesubstation.Whetherapowersystemoperatesst

3、ab1y,themostimportantpointistoseewhetherthesubstationcanoperatestab1y.Asaresu1t,substationdesignperformanceisextreme1yimportant,thisthesismain1yinvo1ves10kVsubstationprimarysidepartdesign.Thecontentsinc1udesubstationrawdata,1oadca1cu1ation,equipmentse1ection(bus,iso1ationswitch,currenttransformer,vo

4、1tagetransformer,arrester),re1ayprotectionp1anning,1ightningprotectiondesigninthefactoryarea.Thisdesign,main1ycombinedwiththesubstationoperationsituation,researchbackground,howtomakesubstationefficient,economica1andsafeoperationdesign.Amongthem,these1ectionandca1ibrationofequipmentarein1inewithnatio

5、na1standards.Thisdesignisbasedonactua1conditions,andspecificprob1emsareana1yzedindetai1,andthedesignoftheprimarysideoftheurbanIOkVsubstationhasbeencomp1eted.Keywords:substation,1oadca1cu1ation,shortcircuitcurrent,1ightningprotection目录摘要IABSTRACTII第一章绪论1第二章IOkV变电站概括22.1 建设IOkV变电站的意义22.2 国内外发展状况2第三章资料

6、分析33.1 变电站位置33.2 电源分析33.3 气象资料33.4 建筑面积33.5 负荷计算33.5.1 负荷计算方法33.5.2 负荷统计43.5.3 无功补偿7第四章变压器的选择84.1 变压器的选择原则84.2 变压器台数的确定84.3 变压器容量的选择8第五章变电站电气主接线设计105.1 主接线的基本要求105.1.1 可靠性105.1.2 灵活性105.1.3 经济性105.1.4 简便性105.1.5 前瞻性105.2 变电站接线方案的提出115.2.1 单母线分段接线115.2.2 单母线接线115.3 主接线方案的确定12第六章短路电流的计算13第七章电气设备的选择与校验

7、157.1 电气设备选择的原则157.2 高压断路器的选择与校验157.2.1 高压断路器的选择157.2.2 高压断路器的校验167.3 隔离开关的选择与校验167.3.1 隔离开关的选择167.3.2 隔离开关的校验177.4 互感器的选择177.4.1 电流互感器的选择与校验187.4.2 电压互感器的选择与校验187.5 母线的选择与校验197.5.1 母线的选择197.5.2 母线的校验19第八章继电保护218.1 继电保护的原理218.2 继电保护的要求218.3 继电保护装置的选择23第九章防雷保护设计249.1 雷电的危害249.2 防雷设计249.3 雷电侵入波过电压保护24

8、9.4 防雷计算25结束语26谢辞27参考文献28附录29第一章绪论在电网的供电质量需求日趋增大，经济的发展和人民生活水平提高的同时，我国对城镇和农村的电网建造非常重视。所以，城镇和农村的IOkV变电站建造就成为了国家拉动城镇和农村经济发展的基本动力。IOkV变电站是将一次侧电压变为0.4kV,通过降压变压器的运用，完成对输电电压的升降。城镇IokV变电站一次侧部分设计，主要是结合国家标准设计出合格的变电站，为该地区进行供电。在设计过程中，该城镇IOkV变电站的用电设备、变压器、保护装置都应当符合国家标准。在设计过程中，要与实际相结合，加强经济性、合理性优化设计。在不造成资源浪费的情况下，进行

9、设计。现如今，部分IOkV变电站出线老旧化现象，因此次设计运用的设备应当满足当今电力系统发展的趋势，并对未来线路的扩展留有余地，设计出智能、高效、经济的新型城镇IOkV变电站。第二章IokV变电站概括2.1 建设IokV变电站的意义我国现处于高速发展阶段，在当今各行各业发展的背景下，供电安全是非常重要的一点。供电的可靠性，是各行各业发展的基础。在电力系统中，1OkV变电站是最重要的一个环节。建设城镇IOkV变电站，是为了给居民用户、厂区进行供电。由于当今我国，电力系统的发展，变电站作为关键的一环，主要起接受电能和输送电能的作用。该城镇IOkV变电站的设计顺应时代发展的潮流，实现主机控制与传统变

10、电站供电系统的结合，运用数字化保护装置，直接对变电站进行控制。由于用电负荷的上升，设计变电站也是为了满足实际用电情况的需求，该变电站的设计会改善该地区的用电使用情况。使该地区用电更为安全，线路维护具有保障，降低供配电成本，提高电力运用效率。2.2 国内外发展状况现如今，我国电力系统高速发展，但我国的变电站的智能化程度与国外还有很大的差距。国外变电站多为，智能化无人值班模式。国内变电站在有些情况下，还需要人工的操作。因此当今国内变电站正向着，智能自动化方向发展，尤其是减少操作人员与供电线路的直接接触。变电站数据实时传送，继电保护装置的微机化，通过计算机对电网进行控制，实现保护的自动化。因此在对I

11、OkV变电站的设计过程中，加强自动化控制，不断优化供电方式，设计出高效，便捷，经济的现代化变电站。第三章资料分析3.1 变电站位置本次设计的城镇IOkV变电站一次侧部分设计，除了符合设计标准以外，还应当符合国家标准。本变电站位处平原，在Xe市东郊，所在地为负荷密集区，食品厂以及居民住宅区。本次设计的变电站位于平原，海拔高度为71米，气压是IoOkPa,非强震区,因此在对变电站的设计过程中，布线方便，架空线路设计安全，接线方式可灵活设计运用。3.2 电源分析根据与供电局的协议，本变电站电源为某IOkV干线提供，双电源进线，供电情况符合国家标准。该干线布线情况参照该区域总平面图，经济高效。电缆采用

12、YJV22,横截面为四芯，由架空线路埋地接入厂区网。干线首段所装设的高压隔离容量为7000kVA,满足本次变电站设计的基本容量。断路器具有过流保护，整定的工作时间为1.5So3.3 气象资料本地区位处平原，北温带季风气候，该地区年均气温是14.3,该地区年均降雨量是649.8mm,X市最热月平均温度为27.5C,最冷月平均气温为0.2。地址水文资料：该地区水资源主要来源于天然降水，海拔为71米，无霜期长，地处平原。3.4 建筑面积本次城镇JokV变电站一次侧部分设计，所供电区域：S总”8()95.79/,S平4294.86/,建筑的高度为12.4m,室内外高差：0.3米。3.5 负荷计算3.5

13、.1 负荷计算方法对该供电区域进行负荷计算，是本次设计的重中之重，对接下来配套设备的选择有很大作用。变压器的选择，要结合实际负荷情况进行选择，进而进行主接线的设计。调查该城镇IokV变电站的区域用电负荷，采用需要系数法，用以下公式进行计算。对于单组用电设备PCi=KdPd(2-1)/一SC(22)Qc=Pctan(2.3)S=*G(2-4)其中，Kd为需要系数；E为设备容量；tan。为设备功率因数角的正切值。对于多组用电设备在用电过程中，电气设备不会同时使用，因此在进行负荷计算时，需要用到同时系数，以保证负荷的初步计算。兄=KZPZ(2-5)SCQC=KZqZ=(2-6)(2-7)其中，n电气

14、设备的数量；KEP是有功功率，、Kq为无功功率。在进行负荷计算时，Kd=O.93.5.2 负荷统计表3-1该地区负荷统计表供电区域计算负荷(kVA)负荷类别供电方式回路数食品厂1488.8二级架空1居民区1242三级架空1服装厂1319三级架空1总计4049食品厂计算负荷食品传动装置:Kd=0.7COS。=0.8tan0=0.75有功负荷:舄=KC=2x433.45=86.5ZW无功负荷:QC1=EJan=86.9x1.73=149.9Zvar食品加工设备的计算负荷：Kd=0.5cos=0.8tan=0.75有功负荷：凡凡=0.5440.35=220.175W无功负荷：Q3=%tan展04va

15、r起重机：K=15cose=0.51ane=1.73有功负荷：B3=K,3=15x113.2=16.8%W无功负荷：23=匕tan。=16.981.73=29.384var电热设备:Kd=1OCOSe=1Otane=O有功负荷：=1276=276kW无功负荷：2u=匕tan=OAvar厂区照明：Kd=O.8COSe=1Otan0=0有功负荷：Es=KdEs=OSx3=24AW无功负荷：5=5tan=OAvar实验检测设备：K=0.4cos9=0.8tan0=0.75有功负荷：Es=K/$=04x341=136.4ZW无功负荷：Q,8=Cstan。=378X0.75=283AVar厂区空调：K.=0.8cose=0.8ian=0.75有功负荷：E7=K,7=08x140=112ZW无功负荷：=匕tan。=112X0.75=8软Var冷动设备：