1、精選優質文檔-傾情為你奉上*大學畢 業 設 計（論 文）6kv變電所及低壓配電系統的設計系別：電氣工程專業名稱：電氣工程及其自動化學生姓名： 學號：指導教師姓名、職稱：* 高工完成日期 2013年 6 月 5日專心-專注-專業 摘 要 隨著現代文明的發展與進步，社會生產和生活對電能供應的質量和管理提出了越來越高的要求。作為電能傳輸與控制的中間樞紐，變電所必須改變傳統的設計和控制模式，才能適應現代電力系統、現代化工業生產和社會生活的發展趨勢。 本次畢業設計的內容包括：負荷的計算及無功功率的補償；變電所主變壓器臺數和容量、型式的確定；變電所主接線方案的選擇。 關鍵詞：變電所, 變壓器, 斷路器 目

2、 錄 1 緒論1.1 設計目的 貫徹實施集給化管理，統一建設標準，統一設備規范，方便設備招標，提高工作效率，方便運行維護，加快設計評審進度，降低變電站建設和運行成本。1.2 設計原則 開展6 KV變電站典型設計的原則是：安全可靠、技術先進、投資合理、標準統一、運行高效，努力做到統一性與可靠性、經濟性、適應性、靈活性、先進性、時效性和和諧性的協調統一。 （1）統一性：建設標準統一，基建和生產標準統一，外部形象體現國家電網公司企業文化特征。 （2）可靠性：主接線方案安全可靠，典型設計模塊重新組合后的方案仍能保證安全可靠。 （3）經濟性：按照企業利益最大化原則，綜合考慮工程初期投資與長期運行費用，追

3、求設備壽命期內最佳的企業經濟效益。 （4）適應性：綜合考慮不同地區的實際情況，要在公司系統中具有廣泛的適用性，并能在一定時期內，對不同規模，不同形式，不同外部條件均能運用。 （5）靈活性：模塊劃分合理，接口靈活，組合方案多樣，規模增減方便；編制基本模塊和子模塊的概算，便于在實際工程中根據需要調整概算。 （6）先進性：設備選擇先進合理，占地面積小，注重環合，各項技術經濟可比，指標先進。 （7）時效性：建立典型設計滾動修訂機制，隨著電網發展和技術進步，不斷更新，補充和完善典型設計。 （8）和諧性：變電站整體發展狀況與變電站周邊人文地理環境協調統一。2 電氣主接線設計現代電力系統是一個巨大的、嚴密的

4、整體。各類發電廠、變電站分工完成整個電力系統的發電、變電和配電的任務。其主接線的好壞不僅影響到發電廠、變電站和電力系統本身，同時也影響到工農業生產和人民日常生活。因此，發電廠、變電站主接線必須滿足以下基本要求。1 運行的可靠 斷路器檢修時是否影響供電；設備和線路故障檢修時，停電數目的多少和停電時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。2 具有一定的靈活性 主接線正常運行時可以根據調度的要求靈活的改變運行方式，達到調度的目的，而且在各種事故或設備檢修時，能盡快地退出設備。切除故障停電時間最短、影響范圍最小，并且再檢修在檢修時可以保證檢修人員的安全。3 操作應盡可能簡單、方便 主接線應簡單清晰、操

5、作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于運行人員掌握。復雜的接線不僅不便于操作，還往往會造成運行人員的誤操作而發生事故。但接線過于簡單，可能又不能滿足運行方式的需要，而且也會給運行造成不便或造成不必要的停電。4. 經濟上合理主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎上，還應使投資和年運行費用小，占地面積最少，使其盡地發揮經濟效益。5. 應具有擴建的可能性由于我國工農業的高速發展，電力負荷增加很快。因此，在選擇主接線時還要考慮到具有擴建的可能性。變電站電氣主接線的選擇，主要決定于變電站在電力系統中的地位、環境、負荷的性質、出線數目的多少、電網的結構等。2.1 6kV電氣主接線610kV配電裝置出線回路數

6、目為6回及以上時，可采用單母線分段接線。而雙母線接線一般用于引出線和電源較多，輸送和穿越功率較大，要求可靠性和靈活性較高的場合。上述兩種方案如圖2.1及圖2.2所示。圖2.1單母線分段接線圖2.2雙母線接線 對圖2.1及圖2.2所示方案、綜合比較，見表2-1 表2-1 主接線方案比較項目 方案方案單分方案雙技術 不會造成全所停電 調度靈活 保證對重要用戶的供電 任一斷路器檢修，該回路必須停止工作供電可靠調度靈活擴建方便便于試驗易誤操作經濟 占地少 設備少設備多、配電裝置復雜 資和占地面大經過綜合比較方案在經濟性上比方案好，且調度靈活也可保證供電的可靠性。所以選用方案。2.2 站用電接線一般站用

7、電接線選用接線簡單且投資小的接線方式。故提出單母線分段接線和單母線接線兩種方案。上述兩種方案如圖2.3及圖2.4所示。 圖2.3單母線分段接線 圖2.4單母線接線 對圖2.3及圖2.4所示方案、綜合比較，見表2-2。 表2-2 主接線方案比較項目 方案方案單分方案單技術不會造成全所停電調度靈活保證對重要用戶的供電任一斷路器檢修，該回路必須停止工作擴建時需向兩個方向均衡發展 簡單清晰、操作方便、易于發展 可靠性、靈活性差經濟占地少設備少 備少、投資小經比較兩種方案經濟性相差不大，所以選用可靠性和靈活性較高的方案。3 負荷計算3.1 負荷計算要選擇主變壓器和站用變壓器的容量，確定變壓器各出線側的最

8、大持續工作電流。首先必須要計算各側的負荷，包括站用電負荷（動力負荷和照明負荷）和6kV側負荷。由公式 （3-1）式中 某電壓等級的計算負荷 同時系數% 該電壓等級電網的線損率，一般取5%P、cos 各用戶的負荷和功率因數3.1.1 站用負荷計算S站=0.85×(91.5/0.85)×(1+5%)=96.075KVA0.096MVA3.1.2 6kV負荷計算S10KV=0.85(4+3+3.5+3.2+3.4+5.6+7.8)×0.85+3/9×4×(1+5%) =38.675WVA3.2 無功補償方案 根據供配電系統設計規范 GB50052-9

9、5第5.0.3條 采用電力電容器作為無功補償裝置時，宜就地平衡補償，低壓部分的無功功率宜由低壓電容器補償；高壓部分的無功功率宜由高壓電容器補償。第5.0.4條 無功補償容量宜按無功功率曲線或無功補償計算方法確定。本工程選用并聯電容器組，在變電所低壓側集中補償，采用自動投切方式。 變壓器低壓側無功補償及無功補償后低壓母線計算負荷見表3-1，表3-2。 表3-1 變壓器T1無功補償后低壓母線計算負荷計算點變壓器T1有功計算負荷PckW無功計算負荷Qckvar視在計算負荷SckVA計算電流IcA功率因數cos補償前低壓母線計算負荷259.2294.02391.96595.50.66補償容量 QN.C

10、kvarQN.C=Pc ×tan(arccos0.66 )tan(arccos0.92 )=184.62實際取10組×20kvar=200kvar 200補償后低壓母線計算負荷259.294.02275.73418.930.94 表3-2 變壓器T2無功補償后低壓母線計算負荷計算點變壓器T2有功計算負荷PckW無功計算負荷Qckvar視在計算負荷SckVA計算電流IcA功率因數cos補償前低壓母線計算負荷250.2223.87335.73510.090.75補償容量 QN.CkvarQN.C =Pc ×tan(arccos0.75)tan(arccos0.92 )

11、=117.28實際取6組×20 kvar= 120kvar-120補償后低壓母線計算負荷250.2103.87270.9411.610.9243.3 總計算負荷確定高壓進線總計算負荷見表3-3。表3-3 變電所高壓進線總計算負荷序號計算點有功計算負荷PckW無功計算負荷Qckvar視在計算負荷SckVA計算電流IcA功率因數cos1變壓器T1低壓母線計算負荷259.294.02275.73418.930.942T1功率損耗PT0.01Sc ；QT0.05Sc2.7613.793變壓器T1高壓側計算負荷（序號12）261.96107.81283.316.40.9244變壓器T2低壓母線

12、計算負荷250.2103.87270.9411.610.9245T2功率損耗PT0.01Sc ；QT0.05Sc2.70913.5456變壓器T2高壓側計算負荷（序號45）252.91117.42278.8416.10.9077其他高壓出線計算負荷8變電所高壓進線總計算負荷（序號367）514.87225.230.95 0.97489.13218.47535.730.90.914 變壓器的選擇4.1 主變臺數、容量和型式的確定4.1.1 變電所主變壓器臺數的確定主變臺數確定的要求：1.對大城市郊區的一次變電站，在中、低壓側已構成環網的情況下，變電站以裝設兩臺主變壓器為宜。2.對地區性孤立的一次

13、變電站或大型專用變電站，在設計時應考慮裝設三臺主變壓器的可能性。考慮到該變電站為一重要中間變電站，與系統聯系緊密，且在一次主接線中已考慮采用旁路呆主變的方式。故選用兩臺主變壓器，并列運行且容量相等。4.1.2 變電所主變壓器容量的確定主變壓器容量確定的要求：1.主變壓器容量一般按變電站建成后510年的規劃負荷選擇，并適當考慮到遠期1020年的負荷發展。2.根據變電站所帶負荷的性質和電網結構來確定主變壓器的容量。對于有重要負荷的變電站，應考慮當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在設計及過負荷能力后的允許時間內，應保證用戶的一級和二級負荷：對一般性變電站停運時，其余變壓器容量就能保證全部負荷的60

14、70%。S=68.494MVA由于上述條件所限制。所以，兩臺主變壓器應各自承擔34.247MVA。當一臺停運時，另一臺則承擔70%為47.946MVA。故選兩臺50MVA的主變壓器就可滿足負荷需求。4.1.3 變電站主變壓器型式的選擇具有三種電壓等級的變電站中，如通過主變壓器各側繞組的功率均達到該變壓器容量的15%以上或低壓側雖無負荷，但在變電站內需裝設無功補償設備時，主變壓器采用三饒組。而有載調壓較容易穩定電壓，減少電壓波動所以選擇有載調壓方式，且規程上規定 對電力系統一般要求10kV及以下變電站采用一級有載調壓變壓器。故本站主變壓器選用有載三圈變壓器。故主變參數如下：型號電壓組合及分接范圍

15、阻抗電壓空載電流連接組高壓中壓低壓高-中高-低中-低13YN，yn0, d11SFSZ9-50000/110110±8×1。25%385±5%1051110.51756.54.2 站用變臺數、容量和型式的確定4.2.1 站用變臺數的確定對大中型變電站，通常裝設兩臺站用變壓器。因站用負荷較重要，考慮到該變電站具有兩臺主變壓器和兩段6kV母線，為提高站用電的可靠性和靈活性，所以裝設兩臺站用變壓器，并采用暗備用的方式。4.2.2 站用變容量的確定 站用變壓器 容量選擇的要求：站用變壓器的容量應滿足經常的負荷需要和留有10%左右的裕度，以備加接臨時負荷之用。考慮到兩臺站用

16、變壓器為采用暗備用方式，正常情況下為單臺變壓器運行。每臺工作變壓器在不滿載狀態下運行，當任意一臺變壓器因故障被斷開后，其站用負荷則由完好的站用變壓器承擔。S站=96.075/(1-10%) =106KVA4.2.3 站用變型式的選擇 考慮到目前我國配電變壓器生產廠家的情況和實現電力設備逐步向無油化過渡的目標，可選用干式變壓器。故站用變參數如下：型號電壓組合連接組標號空載損耗負載損耗空載電流阻抗電壓高壓高壓分接范圍低壓S9-200/1010;6.3;6±5%0.4Y,yn00.482.61.34 因本站有許多無功負荷，且離發電廠較近，為了防止無功倒送也為了保證用戶的電壓，以及提高系統運

17、行的穩定性、安全性和經濟性，應進行合理的無功補償。 根據設計規范第3.7.1條自然功率應未達到規定標準的變電所，應安裝并聯電容補償裝置，電容器裝置應設置在主變壓器的低壓側或主要負荷側，電容器裝置宜用中性點不接地的星型接線。 電力工程電力設計手冊規定“對于5-10KV變電所，可按主變壓器額定容量的10-30%作為所有需要補償的最大容量性無功量，地區無功或距離電源點接近的變電所，取較低者。地區無功缺額較多或距離電源點較遠的變電所，取較低者，地區無功缺額較多或距離電源點較遠的變電所取較高者。 致 謝 值此論文完成之際，我衷心地感謝*老師。在我的設計過程中給予了悉心地指導和精辟的建議，使得本課題的設計

18、任務得以順利完成，特別是在設計的最初階段，耐心細致地給我講解，指導我查閱資料，為我排除困擾，使我走出困境。在我的設計過程中，*老師傾注了大量的心血和汗水，她嚴謹的治學態度、淵博的知識水平和踏實的工作作風給我留下了深刻的印象，在此，我向老師致以最誠摯的謝意。 同時，我感謝圖書館理科書庫、資料室、自然科學開架閱覽室全體老師給我提供的幫助和指導，感謝各位同學在學習、生活中給我的鼓勵和幫助,使我能夠順利完成設計。 衷心感謝其他所有關心我，幫助我的老師、同學和朋友們。參 考 文 獻1 黃純華 發電廠電氣部分課程設計參考資料 中國電力出版社，1987年。2 牟道槐 發電廠、變電站電氣部分 重慶大學出版社，1996年。3 鄭州工學院，鄭州電力學校合編 發電廠變電所電氣部分 水利電力出版社，1994年。4 西北、