網(wǎng)院電氣工程專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)講座

精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)091網(wǎng)院電氣工程專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)講座畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的和要求目的：應(yīng)用在農(nóng)大網(wǎng)院電氣專業(yè)所學(xué)基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)自學(xué)能力、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。要求：依據(jù)國(guó)家可持續(xù)發(fā)展、能源、環(huán)保和土地政策；電力工程設(shè)計(jì)的有關(guān)規(guī)程、規(guī)定；大學(xué)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計(jì)給定的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。二、原始資料：1、待設(shè)計(jì)的變電站的電壓等級(jí)為：110kV、35kV、10kV。2、電力系統(tǒng)接線及參數(shù)如圖所示，待設(shè)計(jì)的變電站為丙變電站，是一個(gè)110系統(tǒng)的樞紐變電站。電力系統(tǒng)接線圖及其參數(shù)3、五年規(guī)劃負(fù)荷（1）35kV電壓級(jí)：架空出線6回，最大輸送功率5MW，送電距離30km，功率因數(shù)cos?=0.8,Ⅰ、Ⅱ類負(fù)荷所占比例為60％.(2)10kV電壓級(jí)：架空出線10回，最大輸送功率2MW，送電距離6km，功率因數(shù)cos?=0.9,Ⅰ、4、自然條件：站址為農(nóng)田，土質(zhì)為沙質(zhì)黏土，土壤電阻率ρ=0.5.海拔高度?<1000m.處于5、各電壓級(jí)進(jìn)出線方向110kV進(jìn)線為同一方向；35kV出線為兩個(gè)方向；10kV出線為多方向。6、各電壓級(jí)母線后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間：10kV母線1s；35kV母線2s；110kV母線3s。7、依據(jù)負(fù)荷曲線，變電站最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmaxh8、電力系統(tǒng)直流分量電流衰減時(shí)間常數(shù)Ta=0。三、110kV降壓變電站設(shè)計(jì)1`、主接線的確定確定主變壓器臺(tái)數(shù)及容量：四回電源進(jìn)線兩個(gè)電壓等級(jí)的負(fù)荷出線，一般采用兩臺(tái)變壓器或三臺(tái)變壓器（要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較）；現(xiàn)確定采用兩臺(tái)變壓器。一臺(tái)變壓器的容量：當(dāng)一臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)能滿足Ⅰ、Ⅱ負(fù)荷的要求，并考慮負(fù)荷的同時(shí)率35kV、10kV電壓級(jí)Ⅰ、Ⅱ類最大負(fù)荷：S35=6×5MVA×0.9×0.6S10=10×2MVA×0.9×0.7S∑=25.25MVA+14MVA=34.25MVA選擇兩臺(tái)2*SFS7—40000/110變壓器?？蛰d損耗為：46kW、負(fù)載損耗:高低為175kW、阻抗電壓%：U1-2%=10.5;U1-3%=17;U2-3%=6.5。變電站的主接線110kV電壓及有四回進(jìn)線采用雙母線;35kV電壓級(jí)有6回出線，采用單母線分段;10kV電壓級(jí)有10回出線采用單母線分段接線.變電站的接線圖如圖所示.三相短路電流計(jì)算（1）、依據(jù)電力系統(tǒng)接線圖及參數(shù)做電力系統(tǒng)等值網(wǎng)：選Sb=1000MVA、短路電流計(jì)算不考慮負(fù)載，用于短路計(jì)算的電力系統(tǒng)接線圖如下圖所示。短路點(diǎn)確定為D1、D2、D3、D4、D5分別為110kV母線、35kV母線、10kV母線、35kV出線末端和10kV出線末端。系統(tǒng)最大運(yùn)行方式為設(shè)備線路都投入，最小運(yùn)行方式為兩個(gè)電源雙回進(jìn)線均為一回進(jìn)線用于短路電流計(jì)算的電力系統(tǒng)接線圖用于短路電流計(jì)算的電力系統(tǒng)等值電路圖（最大運(yùn)行方式）X1=XXX6=X8=XX11=X12變壓器電抗計(jì)算X15=X18X16=X20=12(X17=X19X21X22（2）、向短路點(diǎn)D1簡(jiǎn)化,求D1點(diǎn)短路電流X23=(X1X24=(X5求火電廠G1和水電廠對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗XG1=X23XG2=X(3)T=0秒時(shí)的短路電流IG1*=1XIG2*=1XId10T=0秒時(shí)短路電流的有名值Id10=I*.t=∞時(shí)的短路電流,用對(duì)應(yīng)發(fā)電廠的計(jì)算電抗查具有自動(dòng)電壓調(diào)整器的短路曲線II有名值分別為:乘以各自電廠電流的基值IIT=∞時(shí)D1點(diǎn)總短路電流的有名值Id1∞(3)向D2點(diǎn)簡(jiǎn)化,求D2點(diǎn)短路電流等值電路對(duì)D2點(diǎn)簡(jiǎn)化D2點(diǎn)短路電流標(biāo)幺值ID2點(diǎn)短路電流的有名值I(4)向D3點(diǎn)簡(jiǎn)化,求D3點(diǎn)短路電流X26=（=1.25//1.48+(2.6+1.6)1D3點(diǎn)短路電流的標(biāo)幺值ID3點(diǎn)短路電流的有名值I(5)向D4點(diǎn)簡(jiǎn)化并求D4點(diǎn)短路電流X28=XD4點(diǎn)短路電流的標(biāo)幺值Id4*D4點(diǎn)短路電流的有名值I(6)向D5點(diǎn)簡(jiǎn)化并求D5點(diǎn)短路電流XD5點(diǎn)短路電流的標(biāo)幺值Id5*D5點(diǎn)短路電流的有名值Id5=三相短路電流計(jì)算結(jié)果短路點(diǎn)D1D2D3D4D5短路電流kA7.47.6202.82.64短路電流沖擊值kA18.8719.3851 3、電氣設(shè)備選擇110kV、35kV電壓級(jí)采用屋外配電裝置；10kV電壓級(jí)采用屋內(nèi)配電裝置。（1）、母線及變壓器至母線間引線的選擇按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面，按正常發(fā)熱及短路條件校驗(yàn)熱、動(dòng)穩(wěn)定度。由于最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為5000小時(shí)，可查得相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)電流密度：10kV、35kV、110kV電壓級(jí)LJ、LGJ、LGJ經(jīng)濟(jì)電流密度分別為：0.9;1;1.1.110kV:SLGJ-210在+70C0長(zhǎng)期允許載流量為584A>211短路發(fā)熱校驗(yàn):110kV電壓級(jí)后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為3s>1s，不考慮短路電流非周期分量電流的影響。短路電流周期分量電流的熱效。Q熱穩(wěn)定的最小截面S110kV進(jìn)線按一回進(jìn)線帶兩臺(tái)變壓器考慮，不考慮穿越功率（略）35kV電壓級(jí)母線選擇：按一臺(tái)變壓器額定容量計(jì)算S35選擇2×LGJ-300正常發(fā)熱校驗(yàn)導(dǎo)體最高運(yùn)行溫度為700C的允許電流短路發(fā)熱校驗(yàn)S35kV出線導(dǎo)線截面選擇S選擇LGJ-120正常發(fā)熱校驗(yàn)導(dǎo)體最高運(yùn)行溫度為700C的允許電流短路發(fā)熱校驗(yàn)S10kV硬母線選擇一臺(tái)變壓器供10kV全部負(fù)荷S選擇硬鋁母線125×10，最高溫度為40C0時(shí)溫度修成系數(shù)為k=0.81.平放時(shí)的允許電流為2063A,40C0時(shí)的允許電流Iy=KI=0.81×2063=1671>1361,短路發(fā)熱校驗(yàn)S導(dǎo)體電動(dòng)力的計(jì)算電動(dòng)力F選擇支持絕緣子ZA-10，能承受最大破壞力375kg>848N.10kV出線的選擇10kV出線的額定電流I矩形鋁導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)電流密度為0.8,矩形鋁導(dǎo)線的截面為S10出=In選擇矩形鋁導(dǎo)線截面63*8.平放時(shí)的允許電流為995A,最高溫度為40C2的溫度系數(shù)為0.81.允許電流為:Iy=995*0.81A=806A>短路時(shí)熱穩(wěn)定截面Smin=（2）斷路器選擇一般10～35kV選用真空短路器，35～110kV電壓級(jí)選用SF6110kV進(jìn)線斷路器選擇：考慮一回進(jìn)線帶兩臺(tái)變壓器I斷路器的額定電流：I選用SF6斷路器SFMT110-110/2000名稱計(jì)算值SFMT-110/2000參數(shù)電壓kV110110電流A4202000切斷電流kA7.440短路電流沖擊值kA18.87803s熱穩(wěn)定電流kA7.431.5(以后所選擇的斷路器和隔離開(kāi)關(guān)都應(yīng)列表比較)35kV進(jìn)線斷路器選擇I斷路器的額定電流I選用SW2-35/1000。其參數(shù)：額定開(kāi)斷電流24。8kA、耐沖擊電流63。4Ka、4s熱穩(wěn)定電流35kV出線斷路器選擇I斷路器的額定電流I選用SW3-35/1000。其參數(shù)：額定開(kāi)斷電流24.8kA、耐沖擊電63.4Ka、4s熱穩(wěn)定電流10kV進(jìn)線斷路器選擇I選用：進(jìn)線ZN出線ZN4（3）隔離開(kāi)關(guān)與斷路器同GW5-110/1250；GN2-10/3000，（4）35kV中性點(diǎn)消弧線圈選擇35kV電壓級(jí)的電容電流,變電站35kA電壓設(shè)備及架空線路對(duì)地的電容電流I35kV電壓級(jí)中性點(diǎn)消弧線圈的容量Q=K選擇消弧線圈兩臺(tái)2*XD-550/35.(5)、電壓互感器的選擇每個(gè)電壓級(jí)的母線安裝兩臺(tái)電壓互感器110kV電壓級(jí)選擇2×35kV電壓級(jí)選擇2×JDJJ-3510kV電壓級(jí)選擇2×JDZJ-10校驗(yàn)準(zhǔn)確級(jí)電流互感器的選擇校驗(yàn)用于繼電保護(hù)110kV電壓級(jí)電流互感器的10％誤差。避雷器的選擇站用變壓器的選擇統(tǒng)計(jì)變電站的用電負(fù)荷（空調(diào)、照明、充電機(jī)等）再考慮施工用電選擇1×4配電裝置設(shè)計(jì)110kV、35kV電壓級(jí)采用屋外中型布置、10kV電壓級(jí)采用屋內(nèi)小車式開(kāi)關(guān)柜如圖所示4006004006004000500020006*80080040040020020040070035020020030020040055011000150010005503650200040040050050004004007008000800020040020025025025014008001004002004004005008001500配電裝置設(shè)計(jì)可以繪制110kV電壓級(jí)變壓器進(jìn)線剖面圖和10kV配電裝置配置圖。變電站接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)(1)\確定允許接地電阻；接觸電勢(shì)和跨步電勢(shì)允許接地電阻Ry=允許接觸電勢(shì)E允許跨步電勢(shì)Ek變電站的面積S=100×100㎡、土壤電阻率ρ=100Ω。M、Ⅳ(2)接地電阻計(jì)算R≈0.5(3)邊角接觸電勢(shì)Ej=邊角跨步電勢(shì)跨步系數(shù)Kk=1.28L-L跨步電勢(shì)E6006004000500020006*8008004004002002004007003502002003002004005501100015001000550365020004004005005000400400700800020040020025025025014008001004002004004005008001500125010007001000800125080060080080080080006、防雷設(shè)計(jì)（1）防侵入波設(shè)計(jì)11kV電壓級(jí)進(jìn)線全線加裝避雷線，侵入波斜角α=0.75kV/m.35kV電壓級(jí)出線加裝2km的避雷線的進(jìn)線段,侵入波的傾斜角α=0.5kV/m。在有多條進(jìn)出線的條件下查從避雷器到被保護(hù)變壓器的最大允許距離：110kV電壓級(jí)為160m、35kV電壓級(jí)為80m從變電站的平面布置圖可以看出是滿足要求的。10kV-——6*Y%WZ-15/40.535kV-----6*Y%WZ-51/135110kV----6*FZ-110（2）防直擊雷用避雷針的設(shè)計(jì)根據(jù)規(guī)程110kV的構(gòu)架可以安裝避雷針，因而本變電站在110kV構(gòu)架上安裝兩根25m避雷針，另裝4根25m獨(dú)立避雷針。滿足防護(hù)直擊雷的要求。7、繼電保護(hù)配置和計(jì)算依據(jù)繼電保護(hù)規(guī)程110kV電壓級(jí)的輸電線路應(yīng)加裝距離三段、零序三段及自動(dòng)重合閘；35kV電壓級(jí)的配電線路應(yīng)加裝電流三段、絕緣監(jiān)視及自動(dòng)重合閘；10kV電壓級(jí)出線應(yīng)加裝電流二段、絕緣監(jiān)視及自動(dòng)重合閘；變壓器應(yīng)加裝差動(dòng)保護(hù)、瓦斯保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、零序過(guò)電流保護(hù)及過(guò)負(fù)荷保護(hù)；10kV補(bǔ)償電容器應(yīng)加裝電流速斷保護(hù)、零序電壓保護(hù)及過(guò)電流保護(hù)。（1）、110kV電壓級(jí)進(jìn)線距離三段、零序三段可不進(jìn)行計(jì)算（2）35kV電壓級(jí)出線應(yīng)進(jìn)行電流三段保護(hù)整定計(jì)算，電流限時(shí)速斷可按靈敏度計(jì)算（3）10kV出線應(yīng)進(jìn)行電流二段計(jì)算假設(shè)在線路的末端接一臺(tái)1MVA的大變壓器Ud（4）變壓器保護(hù)整定計(jì)算考慮單臺(tái)運(yùn)行時(shí)最小短路電流（不考慮系統(tǒng)運(yùn)行方式改變）（5）補(bǔ)償電容器保護(hù)整定計(jì)算計(jì)算結(jié)果繪制一張簡(jiǎn)單的變電站繼電保護(hù)配置圖。8、變電站年運(yùn)行費(fèi)用的計(jì)算其目的是要知道變電站每年應(yīng)該有多少利潤(rùn).（1）、計(jì)算變電站的投資包括：設(shè)備費(fèi)、建設(shè)費(fèi)（土地費(fèi)）、安裝運(yùn)輸保管費(fèi)調(diào)試等費(fèi)用。若用參考書(shū)的資料應(yīng)加大50%以上（2）、變壓器年損耗費(fèi)分為鐵損和銅損兩部分。固定損耗鐵損：8760×p（3）、年大修和小修費(fèi)不考慮利息、人工工資及其他費(fèi)用（投資償還年限為10年）降