1、本科毕业论文（20 届）66kV 变电站一次部分设计所在学院 专业班级 电气工程及其自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 哈尔滨理工大学学士学位论文- II -66kV 变电站一次部分设计摘要随着工业时代的不断发展，人们对电力供应的要求越来越高，特别是供电的稳固性、可靠性和持续性。然而电网的稳固性、可靠性和持续性往往取决于变电站的设计和配置。由于变电所的设计内容多、范围广、逻辑性强，因此要求要有较高的专业水平，并熟悉各种设计规程和设计原理，设计过程中要针对变电所的规模和形式，具体问题具体分析。本文是 66kV/10kV 降压变电所的一次变电的设计方案。本设计包括对导线的选择
2、，主变压器的选择，无功补偿静电电容器的选择，电气主接线的确定，各种电气设备的选择与校验，高压配电装置的规划设计。在设计和选择设备中都充分考虑到了可靠性，灵活性和经济性。另外，各种断路器、隔离开关、电流互感器型号的选择要与高压配电装置的布置联系在一起考虑。本设计是有文字说明和图表解释的比较完整的变电所的设计方案。关键词：电力系统；电气设备；变压器；变电站哈尔滨理工大学学士学位论文- III -The design of 66kV satellite substation AbstractWith the development of the industrial time , people ha
3、ve higher demand of the power supply, especially the power supply stability, reliability and consistency. However, power grid stability, reliability and durative often depends on the design and configuration of substation. As a result of substation design, a wide range of content, logic is strong, i
4、t is required to have higher professional level, and are familiar with a variety of design procedures and design principle, design process for substation the size and form, concrete analysis of concrete problems. This is the 66kV/10kV substation of a substation design.This design including the selec
5、tion of conductors, the selection of main transformer, reactive power compensation capacitors, the main electrical wiring, short-circuit calculation, all kinds of electrical equipment choice and verification, the planning and design of high voltage distribution device. In the design and selection of
6、 equipment are fully taken into account the reliability, flexibility and economy. In addition, a variety of circuit breaker, isolating switch, current transformer model should be selected with the high voltage distribution device arrangement linked to consider.This design is a written instructions a
7、nd diagrams explain the relatively complete substation design.Keywords power system； electrical equipment,；transformer； Transformer substation哈尔滨理工大学学士学位论文- IV -目录摘要.IAbstract.II第 1 章 绪论 .11.1 课题背景 .11.2 合理设计变电站的意义 .11.3 变电站设计相关的原则和设计内容.2第 2 章 10kV 线路导线的选择 .42.1 选择机械制造厂出线架空型号 .4第 3 章 选择主变压器的台数、容量、型号
8、.93.1 线路损耗的总功率.93.2 线路所有负荷的总功率.93.3 计算变压器二次侧总功.103.4 选择变压器型号.11第 4 章 补偿电容器的选择.134.1 计算变压器功率损耗.134.2 计算变压器高压侧功率.134.3 计算无功补偿前系统的功率因数.134.4 计算需要补偿的无功容量.134.5 选择电容器.14第 5 章 电气主接线方案设计.165.1 主机线设计的基本要求.165.2 主接线方案.17哈尔滨理工大学学士学位论文- V -第 6 章 短路电流的计算.186.1 发生短路的原因和短路的定义.186.2 短路的分类.186.4 短路电流的计算.18第 7 章 电气设
9、备的选择.207.1 断路器的选择.207.2 隔离开关的选择.237.3 互感器的选择.247.4 避雷器的选择.277.5 高压开关柜的选择.287.6 母线的选择.29结论.30致谢.31参考文献.32附录 A.33附录B.34千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域” ，然后“更新整个目录” 。打印前，不要忘记把上面“Abstract ”这一行后加一空行哈尔滨理工大学学士学位论文- 1 -第 1 章 绪论1.1 课题背景电力工业是关系国计民生的基础产业，在我国电力工业发展中，国家电网承担着优化能源资源配置，保障国家能源安全和促进国民经济发展的重要作用。我国是世界
10、能源消费大国，煤炭消费总量居世界第一位，电力消费总量居世界第二位，但一次能源分布和生产力发展水平却很不均衡。水能、煤炭主要分布在西部和北部，能源和电力需求主要集中在东部和中部经济发达地区。这种能源分布与消费的不平衡状况，决定了能源资源必须在全国范围内优化配置，必须以大煤电基地、大水电基地为依托，实现煤电就地转换和水电大规模开发。通过建设以特高压电网为核心的坚强的国家电网，实现跨地区、跨流域水货互济，将清洁的电能从西部和北部大规模输送到中东部地区，这是解决我国能源和电力供应问题的有效途径，这是解决我国能源和电力供应问题的有效途径，是优化资源配置方式，提高资源配置效率，保障国家能源安全的战略举措。
11、长期以来，我国电网发展严重滞后。当前电网发展和建设任务比较繁重。建设坚强的国家电网，必须坚持统一规划。用国家电网规划指导区域、省级和城市电网规划，用电网规划引导电源分布，实现电网、电源在同一规划下协调发展，提高电力工业整体效益。必须坚持实施集约化管理。充分利用先进技术和设备，在加强现有电网技术改造和升级的同时，以构建特高压电网为核心，加快各级电网建设，提高国家电网的输配电能力和整体效率。必须大力推广典型设计。典型设计是对以往电网设计经验的总结和提高；是多快好省建设电网的必由之路；是全面贯彻落实党的十六届五中全会精神，落实科学发展观，建设“资源节约型、环境友好型”社会，大力提高集成创新能力的重要
12、体现。1.2 合理设计变电站的意义随着科学技术的发展，作为现代工业发展的基础和先行官电力工业，也随之有了很大的发展。电力需求的大大增加，促使电力技术和电力工业进一步向高电压，大机组，大电网的方向发展。由于大电网的出现，世界哈尔滨理工大学学士学位论文- 2 -各国电力工业发展和运行的经验说明：电力系统愈大，调度运行就愈能合理和优化，经济效益就愈好，应变事故的能力就愈强。所以许多发达国家的电力系统都已联合成统一的国家电力系统，甚至联合成跨国电力系统1。66kV 变电所是电力配送的重要环节，也是电网建设的关键环节。变电所设计质量的好坏，直接关系到电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行，为满足城镇负荷日
13、益增长的需要，提高对用户供电的可靠性和电能质量。随着国民经济的发展，工农业生产的增长需要，迫切要求增长供电容量，拟新建 66kV 变电所。电气主接线是变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。随着变电所综合自动化技术的发展与进步，变电站综合自动化系统取代或更新传统的变电所二次系统，继而实现“无人值班”变电所已成为电力系统新的发展方向和趋势。改革开放以来，全国的电力工业发展速度突飞猛进，66kV 变电所在全国电力系统中仍具有重要的地位。1.3 变电站设计相关的原则和设计内容1.3.1 变电站典型
14、设计的原则开展 66kV 及以下输配电工程典型设计的原则是：安全可靠、自主创新、技术先进；标准统一、覆盖面广、提高效率；注重环保、节约资源、降低造价；努力做到统一性和可靠性、适应性、先进性、经济性和灵活性的协调统一。统一性：典型设计的基本方案统一，适用标准统一，外部形象体现国家电网公司企业文化特征。可靠性：各个模块安全可靠，通过模块拼接得到的技术方案安全可靠。适应性：典型设计要综合考虑不同地区的实际情况，要在公司系统中具有广泛的适用性，并能在一定时间内，对不同规模、不同形式、哈尔滨理工大学学士学位论文- 3 -不同外部条件均能适用。先进性：推广应用电网新技术，鼓励设计创新；典型设计各项技术经济
15、可比指标先进。经济性：综合考虑工程初期投资与长期运行费用，追求工程寿命期内最佳的企业经济效益。灵活性：典型设计模块划分合理，接口灵活，组合方案多样，增减方便，便于调整概算，方便使用。1.3.2 变电站设计内容本次设计内容为 66kV/10kV 降压变电站一次部分，变电站主要供电负荷为机械制造厂，针织器材厂，织布厂，标准件厂，服装厂，粮食加工场，汽水厂，化工厂八大厂区，要求线路部分电压损失不超过 9%，两台主变并满足供电负荷，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%，功率补偿需满足功率因数不低于 0.9，电气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
16、等条件确定，并应满足运行可靠、简单灵活、操作方便和节约投资等要求，电器设备应满足正常工作状态下的电压和电流的要求，安装地点和使用的环境条件要求以及在短路条件下的热稳定和动稳定要求。哈尔滨理工大学学士学位论文- 4 -第 2 章 10kV 线路导线的选择此次本变电所的架空线路采用钢芯铝绞线，符号：LGJ*，其中*为导线的标称截面（mm 2） ，线路部分要求电压损失不超过 9%。下表为此次变电站供电负荷情况。线路长度重要负荷率不超过远期最大负荷功率因数最大负荷利用小时供电方式机械制造厂 3000m 60% 3500kW 0.92 4000h 双回路针织器材厂 4000m 60% 3000kW 0.
17、86 3800h 双回路织布厂 5000m 60% 2000kW 0.85 3500h 单回路标准件厂 6000m 60% 1600kW 0.88 4000h 双回路服装厂 8000m 60% 1200kW 0.85 3700h 单回路粮食加工厂 8000m 60% 1500kW 0.85 3500h 单回路化工厂 2000m 60% 3800kW 0.96 4600h 双回路汽水厂 5000m 60% 1000kW 0.85 3500h 单回路2.1. 选择机械制造厂出线架空线型号已知线路长度为 3km，双回线路供电，双回出线重要负荷率不超过 60%，远期最大负荷为 3500kW，功率因数
18、，最大负荷利92.0cos用小时数 hT40max2.1.1 按经济电流密度选择导线截面哈尔滨理工大学学士学位论文- 5 -使年综合费用最小时所对应的母线的经济截面，对应的电流密度称为经济电流密度。按经济电流密度选择导线截面，可使用全年综合费用（包括年电能损耗费、导体投资和折旧费、利息等）最低。对于电压较高、线路较长、最大负荷利用小时数较多的线路首选此方法。此外，从经济性的角度，可使网络处于最佳经济运行状态，故本次设计按经济电流密度选择导线。根据输送功率计算最大长期工作电流： 1 AUPIN 38.192.0365.1cos30.%6max 线路额定电压（ kV） ；N功率因数；cosP远期最大负荷（kW） ，对于双回路 P=60% ；对于单回路maxPP= 。max由最大负荷利用小时数 ，查电力工程电气设计手 2 hT40max册377 页，图 8-30 软导线经济电流密度得 。216.AJ2max9.16.38mJIS式中 S导线经济截面（mm 2） ；线路正常运行时的最大负荷电流（A） ；maxIJ经济电流密度（A/mm 2） ，可根据经济电流密度曲线查取。查电力工程电气设计手册411 页，附表 8-4：LGJ 钢芯铝绞线规格及长期允许载流量，选用 型架空线，其参数为：7120LGJ， ， 。kmR24.0kX4.0AIcal480
