10kv变电站毕业设计

毕业设计（论文）任务书

一、 题目：10kv变电所设计 指导思想和目的：

1、灵活运用本专业所学的基础和专业知识。

2、培养学生的专业技术知识和技能，能运用所学理论知识和技能解决生产第一线的运行、维护、检修及技术管理等实际工作，具有分析解决一般技术和业务问题的能力。

3、对学生进行一次高级人才基本技能的综合训练，培养学生分析和解决本专业技术实际问题的能力，包括技术经济政策的理解能力；查阅和综合分析各种文献资料、掌握使用工程技术规范和手册、图表等技术资料的能力；计算机应用能力；绘图和设计说明书（论文）的撰写等方面的能力。

4、培养学生树立严肃认真的工作作风，实事求是、严谨论证的科学态度，团结勤奋、协同作战的优良作风和应有的职业道德。

二．设计任务或主要技术指标： 1.设计任务

要求根据用电负荷实际情况，并适当考虑发展。按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置与形式，确定变电所主变压器的参数、容量与类型。选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护装置、确定防雷和接地装置，最后按要求写出设计说明书，绘制设计图纸。

二、 设计进度与要求：

第1周：收集10kv降压变电所资料。

第2周：了解掌握10kv降压变电站的基本组成。 第3周：根据设计背景计算变电所负荷。 第4周：短路电流计算。 第5周：电气主接线选择与校验。 第6周：继电保护预防雷保护的设计。 弟7周：制作10kv降压变电站设计报告。 弟8周：答辩

三、 主要参考书及参考资料：

[1]刘介才编著.《工厂供电》，第4版，机械工业出版社， 2005

[2]雷振山编著．《中小型变电所实用设计手册》，第1版，中国水利水电出版社，2000。 [3]雷振山编著．《实用供配电技术手册》，第1版，中国水利水电出版社，2002。 [4]王子午编著．《常用供配电设备选型手册》，第一版，煤炭工业出版社，1998。 [5]徐泽植编著．《10kV及以下供配电设计与安装》，第一版，煤炭工业出版社，2002。

教研室主任（签名）： 系（部）主任（签名）： 2012年2月21日

摘要

变电所是电力系统的一个重要组成部分，由电器设备和线路按一定的接线方式所构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。变电所供配电设计需要考虑很多方面，分析变电所担负的任务及用户负荷等情况.利用用户数据进行负荷计算，确定用户无功功率补偿装置。同时进行各种变压器的选择，从而确定变电所的主接线方式，再进行短路电流计算，选择导线，选择变电所高低压电气一次设备等。本变电所的设计包括了：（1）总体方案的确定（2）负荷分析（3）短路电流的计算（4）主接线方案的选择（5）继电保护的选择与整定（6）防雷设计。

关键词：变电所;负荷;短路电流;防雷设计

目录

1 变电站设计背景 .................................................................................................................... 1 1.1 工厂变配电所的设计 .......................................................................................................... 1 1.1.1 电力用户供电系统的分类 .............................................................................................. 1 1.1.2 工厂变配电所的设计原则 .............................................................................................. 1 1.2 原始资料 ............................................................................................................................. 1 1.2.1 课题来源 .......................................................................................................................... 1 1.2.2 设计背景 .......................................................................................................................... 1 2 变电所负荷计算和无功补偿的计算 .................................................................................... 3 2.1 计算负荷的方法及负荷计算法的确定 .............................................................................. 3 2.2 需要系数法的基本知识 ...................................................................................................... 3 2.3 变电所的负荷计算 .............................................................................................................. 4 2.3.1 负荷统计 .......................................................................................................................... 4 2.3.2 负荷计算 .......................................................................................................................... 5 2.4 无功补偿的目的和方案 ...................................................................................................... 8 2.5 无功补偿的计算及电容器的选择 ...................................................................................... 8 3 变电所变压器台数和容量的选择 ...................................................................................... 11 3.1 变压器的选择原则 ............................................................................................................ 11 3.2 变压器类型的选择 ............................................................................................................ 11 3.3 变压器台数的选择 ............................................................................................................ 11 3.4 变压器容量的选择 ............................................................................................................ 11 4 电气主接线方案的设计 ...................................................................................................... 13 4.1 主接线的基本要求 ............................................................................................................ 13 4.2 主接线的基本形式与分析 ................................................................................................ 13 4.3 变电所主接线方案的选择 ................................................................................................ 15 5 短路电流的计算 .................................................................................................................. 17 5.1 产生短路电流的原因、危害及计算方法 ........................................................................ 17 5.2 高压电网三相短路计算 .................................................................................................... 17 6 变电所高压进线、一次设备和低压线路的选择与效验 ................................................... 21 6.1 高压侧的负荷计算 ............................................................................................................ 21 6.1.1 变压器的功率损耗计算 ................................................................................................ 21 6.1.2 高压侧的负荷计算 ........................................................................................................ 21 6.2 变电所高压进线的选择与校验 ........................................................................................ 21

6.2.1 架空线的选择 ................................................................................................................ 22 6.2.2 电缆进线的选择 ............................................................................................................ 22 6.3 高压一次设备的选择 ........................................................................................................ 22 6.3.1 高压断路器的选择与效验 ............................................................................................ 22 6.3.2 高压隔离开关的选择与效验 ........................................................................................ 24 6.3.3 高压熔断器的选择与效验 ............................................................................................ 25 6.3.4 电流互感器的选择与效验 ............................................................................................ 26 6.3.5 电压互感器的选择 ........................................................................................................ 27 6.3.6 接地开关的选择与效验 ................................................................................................ 27 6.3.7 高压侧母线的效验 ........................................................................................................ 27 6.3.8 绝缘子的效验 ................................................................................................................ 28 6.4 变电所低压一次设备的选择 ............................................................................................ 28 6.5 低压线路导线的选择 ........................................................................................................ 30 7 变电所二次回路方案选择及继电保护的整定 ................................................................... 34 7.1 二次回路的定义和分类 .................................................................................................... 34 7.2 二次回路操作电源的选择 ................................................................................................ 34 7.3 二次回路的接线要求 ........................................................................................................ 34 7.4 高压断路器的控制和信号回路 ........................................................................................ 35 7.5 变电所的电能计量回路 .................................................................................................... 35 7.6 变电所的测量和绝缘监测回路 ........................................................................................ 35 7.7 继电保护的整定 ................................................................................................................ 35 8 变电所防雷与接地装置的确定 .......................................................................................... 38 8.1 确定共用人工接地装置 .................................................................................................... 38 8.2 防雷保护的选择 ................................................................................................................ 39 总结 .......................................................................................................................................... 40 致谢 .......................................................................................................................................... 41 参考文献 .................................................................................................................................. 42 附录A ....................................................................................................................................... 43 附录B ....................................................................................................................................... 44 附录C ....................................................................................................................................... 45

10kv变电所设计

1 变电站设计背景

1.1 工厂变配电所的设计

1.1.1 电力用户供电系统的分类

电力用户供配电系统由外部电源进线、用户变配电所、高低压配电线路和用电设备组成。按供电容量的不同，电力用户可分为大型（10000kV·A以上）、中型（1000-10000kV·A）、小型（1000kV·A及以下）》。

1.大型电力用户供电系统

大型电力用户的用户供电系统，采用的外部电源进线供电电压等级为35kV及以上，一般需要经用户总降压变电所和车间变电所两级变压。总降压变电所将进线电压降为6-10kV的内部高压配电电压，然后经高压配电线路引至各个车间变电所，车间变电所再将电压变为220/380V的低电压供用电设备使用。

某些厂区环境和设备条件许可的大型电力用户也有采用所谓“高压深入负荷中心”的供电方式，即35kV的进线电压直接一次降为220/380V的低压配电电压。

2.中型电力用户

一般采用10kV的外部电源进线供电电压，经高压配电所和10kV用户内部高压配电线路馈电给各车间变电所，车间变电所再将电压变换成220/380V的低电压供用电设备使用。

3.小型电力用户供电系统

对于小型电力用户供电系统，由于所需容量较小，通常只设有一个相当于车间变电所的降压变电所，将6-10KV电压降为低压用电设备所需电压。 1.1.2 工厂变配电所的设计原则

1.必须遵守国家的有关规程和标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源、节约有色金属等技术经济政策。

2.应做到保障人身和设备安全、供电可靠、电能质量合格、技术先进和经济合理，应采用效率高、能耗低、性能较先进的电气产品。

3.应根据工程特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远、近期结合，以近期为主，适当考虑扩建的可能性。

4.必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。

1.2 原始资料

1.2.1 课题来源

本课题是某机械化安装公司的变电所新建项目。 1.2.2 设计背景

本公司现要新建一个10/0.4kV的变配电所，向公司生产区、办公楼、职工住宅区及其生活水泵组供电。

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