10kv变配电所一次系统与设计
分析10kV变配电所供配电系统的设计重点与难点
分析 10kV变配电所供配电系统的设计重点与难点摘要：网络通信技术的广泛应用性也促进了当前我国现代电力系统的不断完善和快速发展。
然而，我国交流配电运输系统在理论设计和实际运行中还仍然存在一些突出问题。
本文首先阐述了10kV变配电所供配电系统设计难点，并分析了10kV变配电所供配电系统设计重点。
关键词：10kV变配电所；供配电系统；设计一、电力系统10kV配电线路设计原则在具体设计中，需遵循的主要原则可归纳为以下几点。
（1）安全性原则：需保证设计方案可让配电线路运行具有安全性，不会因设计问题而导致线路或系统出现安全故障。
（2）科学性原则：在具体设计工作中，需确保每项设计工作的实施均具有理论支持，在设计工作开始前需开展理论论证。
（3）经济性原则：应确保设计工作具有经济合理性，不会超过工程预算。
对此可开展定额设计工作，并保证设计路径具有科学性，提供多种可供选择的具体方案，并在方案中尽量使用具有先进性、节能性的具体设备，让工程造价得到有效降低。
二、10kV变配电所供配电系统的设计的难点1.系统设计选择的科学性10kV变配电所供配电系统构想时要秉持着可靠、客观、科学、实际的理念。
因为整个系统的内部构成十分复杂，线路数量多、种类多，导致规格更是丰富，同时对线路的负荷要求比一般线路要高，还要特别注意系统设计环节的处理，一旦出现任何问题，将会影响整个系统的正常运行。
这些都决定了在设计系统时科学选择的巨大难度。
同时还有一些细节也要考虑进去，比如在挑选电缆时要关注其性能，特别是材料本身的质量状况，是否抗腐蚀、是否耐磨损，这一切都要为尽可能少地出现故障问题，提高系统运行稳定性的最终目标服务。
设计目的在于对用户现在与将来连续不断需要电力的实际情况进行回应，合理选择变压器体积和数量；根据国家和电力行业规范标准要求安装配置无功补偿装置；计量方式、计量位置确定、计量设备型号配置正确；电费电价的收取合理；电力设施保养检修主体明晰。
某工厂10kV车间变电所电气部分设计
某工厂10kV车间变电所电气部分设计10kV车间变电所电气部分设计一、概述10kV车间变电所作为一座工厂的重要电气设施，负责将供电局提供的高压电力通过变压器降压，将电能供应给车间的各个电气设备。
本文将对10kV车间变电所的电气部分设计进行详细的叙述。
二、所需设备1. 10kV高压开关柜：用于控制和保护高压线路，包括主要开关、保险丝、断路器等。
2. 变压器：将10kV高压电力变压为车间所需要的低压电力。
3. 低压开关柜：包括主供电开关柜、柜式配电装置等，用于控制和保护低压线路。
4. 电能计量装置：用于对供电情况、电能消耗等进行监测和计量。
5. 接地装置：用于将设备和设施的金属外壳和地面接地，保证人员和设备的安全。
6. 照明设备：为车间提供足够的照明。
三、电气系统设计1. 高压侧设计高压侧主要由供电局提供的10kV高压线路、高压开关柜和变压器组成。
高压开关柜具备主开关和断路器等功能，对高压线路进行控制和保护。
变压器通过调整变比，将10kV高压电力变压为车间所需的低压电力。
2. 低压侧设计低压侧由变压器、低压开关柜和柜式配电装置等组成。
低压开关柜通过控制和保护低压线路，将低压电力供应给车间内各个设备。
柜式配电装置对电能进行分配和监测，确保各个设备正常供电。
3. 配电设计根据车间的用电情况和设备功率需求，制定合理的配电方案。
主供电开关柜通过断路器和熔断器对电路进行控制，确保各个设备的正常运行。
柜式配电装置对电能进行计量和监测，实时了解车间的用电情况。
四、安全设计1. 接地设计为保证车间变电所的安全运行，需要对设备和设施进行接地。
通过接地装置，将设备和设施的金属外壳和地面接地，防止电气设备进行漏电或感应电，保证人员和设备的安全。
2. 避雷设计为保证车间变电所在雷电天气下的安全运行，需要进行合理的避雷设计。
采取避雷针和避雷网的形式，将雷击电流引导到大地，保护设备和设施的安全。
3. 灭弧设计高压开关柜的灭弧设计是车间变电所电气部分设计中至关重要的一环。
10KV变电站一次部分设计
摘要在电力系统中非常重要的一个组成部分就是变电站,电力系统能否安全运行,很大程度取决于变电站的运行情况,因此,变电站的设计性能是非常重要的。
本文简要阐述10 kV变电站电气部分的设计要点,内容包括主接线的介绍、设备的优劣分析及选择（母线、高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器）、电流计算方法、继电保护规划设计；防雷保护设计等。
在设计中,通过对电流的计算及设备的选择,综合考虑变电站电气部分的经济、安全及可靠性,通过分析,对民用变电站的科学设计达到最佳效果。
关键词：变电所设计；负荷计算；防雷保护目录第1章变电所电气主接线设计 (5)1.1变配电所主接线方案的设计原则与要求 (5)1.2电气主接线接线方式 (6)1.2.1单母线接线 (6)1.2.2 单母线分段接线 (5)1.2.3 单母分段带旁路母线 (7)1.2.4 桥型接线 (7)1.2.5 双母线接线 (7)1.2.6 双母线分段接线 (8)1.3主接线设计 (8)第2章主变压器的选择 (10)2.1变电所变压器容量、台数、型号选择 (10)2.1.1变压器容量 (10)2.1.2负荷计算 (10)2.2 主变台数和型号的选择 (9)2.3 主变压器容量的选择 (11)第3章短路电流的计算 (13)第4章电气设备选择与校验 (16)4.1 电气设备选择与校验 (16)4.2 高压断路器选择与校验 (16)4.2.1 高压断路器的选择 (16)4.2.2 高压断路器的校验 (17)4.3 隔离开关选择与校验 (18)4.3.1 隔离开关原理与类型 (18)4.3.2 隔离开关运行与维护 (18)4.3.3 隔离开关的校验 (17)4.4 互感器选择与校验 (19)4.4.1 互感器应用 (18)4.4.2 电流互感器原理与结构 (20)4.4.3 电流互感器校验 (20)4.5 电压互感器 (20)4.5.1 电压互感器原理 (20)4.6 母线选择与校验 (22)4.6.1 母线的选择 (22)4.6.2 母线校验 (22)第5章继电保护装置 (24)5.1 继电保护 (24)5.1.1 对继电保护的基本要求 (24)5.1.2 继电保护原理 (24)5.2 过电流与速断保护整定值的计算 (25)5.2.1 过电流整定值计算 (25)5.2.2 速断保护整定值计算 (27)第6章防雷保护设计 (29)6.1 雷电过电压 (29)6.2 雷电的危害 (29)6.3 防雷保护装置 (29)6.4 防雷设计 (30)6.5 防雷保护计算 (30)结束语 (35)参考文献 (36)第1章变电所电气主接线设计1.1 变配电所主接线方案的设计原则与要求变配电所的主接线，应根据变配电所在供电系统中的地位、进出线回路数、设备特点及负荷性质等因素综合分析确定，并应满足安全、可靠、灵活和经济等要求。
第二章 10KV变电所(一次系统)
六氟化硫（SF6）断路器： 按灭弧室结构分：双压式和单压式 双压式：结构复杂，辅助设备多，性能较差 单压式：结构简单，可靠性高，便于维护 按对地绝缘方式分：落地罐式和瓷柱式 图5-6为LW36-126型SF6断路器的
外形结构。其它型号的外形结构
优点：断流能力强、灭弧速度快、电绝缘性能 好、检修周期长、没有燃烧爆炸危险等。 缺点：要求加工精度高，密封性能好，价格较 昂贵。
一次系统（一次回路） ： 担负电能的输送和分
配任务的系统。
一次系统中的所有电气设备，称为一次设备。 二次系统（二次回路） ： 对一次系统进行监视、 控制、测量和保护作用的系统。
二次系统中的所有电气设备，称为二次设备。
一次设备按其功能可分为以下几类：
变换设备：如电力变压器、电流互感器、电压互
图5-17 低压断路器的保护特性
a）两段式保护特性 b）三段式保护特性
两段式：瞬时和长延时； 三段式：瞬时、短延时和长延时。
低压断路器的型号：
塑料外壳式低压断路器（DZ系列） 又称装置式自动开关，其全部机构和导电部分均装设在 一个塑料外壳内，仅在壳盖中央露出操作手柄，供手动操作
之用，如图5-18所示。
4．开关电器中常用的灭弧方法
速拉灭弧法；
冷却灭弧法； 吹弧灭弧法（图5-2）；
图5-2 吹弧方式
a）横吹 b）纵吹 1—电弧 2—触头
长弧切短灭弧法（图5-3）；
粗弧分细灭弧法； 狭缝灭弧法（图5-4）； 采用多断口灭弧 ； 采用新型介质（SF6、真空）灭弧。
图5-3 长弧切短灭弧原理
缺点：价格较贵。
高压断路器的型号：
4. 断路器的操作机构 操作机构是指用以进行断路器合闸、保持合闸位置和跳 闸的设备，每种操作机构均包括合闸机构、跳闸机构和维持 机构三部分。
10KV变电所及其配电系统的设计 --优秀毕业论文
10KV变电所及低压配电系统的设计摘要：变电所是电力系统的一个重要组成部分，由电器设备及配电网络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。
变电所涉及方面很多，需要考虑的问题多，分析变电所担负的任务及用户负荷等情况，选择所址，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，从而确定变电站的接线方式，再进行短路电流计算，选择送配电网络及导线，进行短路电流计算。
选择变电所高低压电气设备，为变电所平面及剖面图提供依据。
本变电所的初步设计包括了：（1）总体方案的确定（2）负荷分析（3）短路电流的计算（4）配电系统设计与系统接线方案选择（5）继电保护的选择与整定等容。
关键词：变电所；负荷；输电系统；配电系统The Design Of 10KV Substation And Power DistributionSystemAbstract：The substation is an importance part of the electric power system, it is consisted of the electric appliances equipments and the Transmission and the Distribution. It obtains the electric power from the electric power system, through its function of transformation and assign, transport and safety. Then transport the power to every place with safe, dependable, and economical. The region of factory effect many fields and should consider many problems.Analyse change to give or get an electric shock a mission for carrying and customers carries etc. circumstance, make good use of customer data proceed then carry calculation, ascertain the correct equipment of the customer. At the same time following the choice of every kind of transformer, then make sure the line method of the transformer substation, then calculate the short-circuit electric current, choosing to send together with the electric wire method and the style of the wire, then proceeding the calculation of short-circuit electric current. This first step of design included:(1) ascertain the total project (2) load analysis(3) the calculation of the short-circuit electric current (4) the design of an electric shock the system design to connect with system and the choice of line project (5) the choice and the settle of the protective facility (6) the contents to defend the thunder and protection of connect the earth.Keywords：substation；load；transmission system；power distribution system目录第1章绪论 (1)1.1工厂变配电所的设计 (1)1.1.1用户供电系统 (1)1.1.2工厂变配电所的设计原则 (1)1.2课题来源及设计背景 (2)1.2.1课题来源 (2)1.2.2设计背景 (2)第2章变电所负荷计算和无功补偿的计算 (3)2.1变电站的负荷计算 (3)2.1.1负荷统计全厂的用电设备统计如下表 (3)2.1.2负荷计算 (3)2.2无功补偿的目的和方案 (5)2.3无功补偿的计算及设备选择 (6)第3章变电所变压器台数和容量的选择 (8)3.1变压器的选择原则 (8)3.3变压器台数的选择 (8)3.4变压器容量的选择 (9)第4章主接线方案的确定 (11)4.1主接线的基本要求 (11)4.1.1安全性 (11)4.1.2可靠性 (11)4.1.3灵活性 (11)4.1.4经济性 (11)4.2主接线的方案与分析 (11)4.3电气主接线的确定 (13)第5章短路电流的计算 (14)5.1短路电流及其计算 (14)5.2三相短路电流的计算 (14)第6章变电所高压进线、一次设备和低压出线的选择 (18)6.1用电单位总计算负荷 (18)6.2高压进线的选择与校验 (18)6.2.1架空线的选择 (18)6.2.2电缆进线的选择 (18)6.3变电所一次设备的选择 (19)6.3.1高压断路器的选择 (19)6.3.2高压隔离开关的选择 (20)6.3.4电流互感器的选择 (22)6.3.5电压互感器的选择 (24)6.3.6高压开关柜的选择 (25)6.4低压出线的选择 (26)6.4.1低压母线桥的选择 (26)6.4.2低压母线的选择 (26)第7章变电所二次回路方案 (28)7.1继电保护的选择与整定 (28)7.1.1继电保护的选择要求 (28)7.1.2继电保护的装置选择与整定 (29)结论 (34)参考文献 (35)辞 (36)开题报告 (37)结题报告 (38)答辩报告 (39)第1章绪论1.1工厂变配电所的设计1.1.1用户供电系统电力用户供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。
10kV开闭所电气一次部分初步设计
10kV开闭所电气一次部分初步设计毕业设计毕业设计（论文）题目 10kV开闭所电气一次部分初步设计专业班级学生姓名指导教师毕业设计（论文）任务书摘要：本毕业论文主要论述了10KV开闭所的功能、设置原则、主接线方式及主要设备的选择，对10kV开闭所的电气一次部分进行设计。
本文通过对主接线的方式介绍，确定了开闭所主接线方式，通过对开闭所系统的短路计算，让读者了解该设计的短路计算方法，从而得出本开闭所的短路电流。
同时，本文利用短路计算的结果对高压主要电气设备进行了动稳定、热效应校验，确定了本开闭所的10kV主母线、分支母线、断路器、隔离刀闸、互感器、开关柜体等设备的型号。
同时，该文对开闭所的布局及进、出线的情况进行了简要介绍，对防雷、过电压防护以及直流、通信、保护等设备进行了简单的配置，对开闭所照明进行了简单的设计。
本开闭所所有配出线路的保护主要配置了速断、过流两种保护，并对全部出线的保护进行了计算，确定了每条线路的保护定值和保护时限。
关键词：开闭所保护配置短路计算继电保护目录前言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2第四节变压器容量、型号和台数的择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3第五节电气一次主接线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3第三章短路电流计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8第四章主要电气设备选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15第五章继电保护规划设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22第六章防雷规划．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28第七章照明及其它．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32附录．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33前言通过本工程设计，使我们了解国家电力建设的方针政策，熟悉国家有关规范、标准与有关规定，树立起科学技术与工程经济相统一的辨证观点，培养我们综合应用所学理论知识分析解决工程实际问题的能力。
10~0.4kV变电所供配电系统初步设计
10~0.4kV变电所供配电系统初步设计摘要:从负荷计算、无功补偿、站址选择、主接线选用、短路电流、设备选型、继保配置、防雷接地、照明、配网自动化等方面论述了10kV变电站设计的主要内容和设计程序.关键词: 10kV变电站; 设计; 负荷计算; 无功补偿10kV配电网属中压配电网,它延伸至用电负荷的中心或居民小区内,直接面对工矿企业和居民等广大用户的供电需要,起着承上启下确保用户供电的作用,因此10kV配电网所处的地位十分重要. 在配电工程中,能否保证系统安全、经济、可靠地运行,工程的设计质量是一个重要条件. 本文就10kV变电站的设计思路进行探讨.1 负荷计算及负荷分级计算负荷是确定供电系统,选择主变容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据,也是整定继电保护的重要数据. 因此,正确进行负荷计算及负荷分类是设计的前题,也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段. 此阶段需要的原始资料有: ①供电区域的总平面图; ②供电区域逐年及最终规模的最大负荷、年耗电量、功率因数值及项目投产日期; ③每回出线的名称、负荷值、各负荷的性质及对供电可靠性或其它方面的特殊要求; ④供电部门对电源电压、供电方式、电源路数及继电保护、自动装置等方面的相关意见; ⑤用户对变电站设置方面的数量、容量、位置等的设想及资金准备情况等.计算负荷的方法多种多样,如需用系数法、二项式法、利用系数法等. 目前多数采用需用系数法与二项式法相结合的方法,部分采用利用系数法. 但是由于利用系数法其理论依据是概率论和数理统计,计算结果比较接近实际,因此也适用于各类的负荷,在以后的负荷计算工作中将占主导地位.负荷根据其对供电可靠性的要求可划分为一、二、三级负荷. 对于一级负荷,如医院的手术室等必须有两个独立的电源供电,如同时具备两个条件的发电厂或变电所的不同母线段等,且当两个独立电源中任一电源失去后,另一电源能保证对全部一级负荷的不间断供电. 对于一级负荷中的特别重要负荷,也称保安负荷. 如用于银行主要业务的电子计算机及其外部设备、防盗信号等必须备有应急电源,应由两个独立的电源点供电. 如两个发电厂、一个发电厂和一个地区电网或一个电力系统中的两个区域性变电所等. 独立于正常电源的发电机同样可作为应急电源,实行先断后通. 对于二级负荷一般需有两个独立电源供电,且当任一电源失去后,另一电源能保证对全部或部分的二级负荷供电. 对于三级负荷,通常只需一个电源供电. 在各类负荷中,除了保安负荷外,都不应按一个电源系统检修或故障的同时另一电源又发生故障进行设计.2 无功补偿的确定在电力系统中,存在着广泛的、大量的感性负荷,在系统运行中消耗大量的无功功率,降低了系统的功率因数,增大了线路的电压损失,电能损耗也增高. 因此,国家供用电规则规定:无功电力应就地平衡,用户应在提高用电自然功率的基础上设计和装置无功补偿设备,并做到随其负荷和电压变动及时投入或切除,防止无功倒送. 目前广泛采用并联电容器作为无功补偿装置,分集中补偿和分散补偿两种. 在确定无功补偿方案时应注意如下问题:2. 1 补偿方式问题目前无功补偿的出发点还放在用户侧,只注意补偿用户的功率因数,而不是立足于降低电力网的损耗. 如为提高某电力负荷的功率因数,增设1台补偿箱,对降损有所帮助,但要实现最有效的降损,可通过计算无功潮流来确定各点的最优补偿量及补偿方式,使有限的资金发挥出最大的效益.2. 2 谐波问题电容器具备一定的抗谐波能力,但谐波含量过大时会对电容器的寿命产生影响,甚至造成电容器的过早损坏,且电容器对谐波有放大作用,因此使系统的谐波干扰更严重. 动态无功补偿的控制容易受谐波干扰的影响,造成控制失灵. 因而在有较大谐波干扰的地方补偿无功,还应考虑添加滤波装置.2. 3 无功倒送问题无功倒送会增加线路及变压器的损耗,加重线路的负担,因此是电力系统所不允许的.2. 4 电容器容量的选择(1) 集中补偿容量( kvar) :QC = P ( tanψ1 - tanψ2) . P为最大负荷月的平均有功功率, kW; tgψ1为补偿前功率因数的正切值; tgψ2为补偿后功率因数的正切值;(2) 单个电动机随机补偿容量( kvar) :QC = 3 I0Un. Un 为电动机的额定电压, kV; I 0为电动机的空载电流, A.(3) 按配电变压器容量确定补偿容量( kvar) . 在配电变压器低压侧安装电容器时, 应考虑在轻负荷时防止向10kV配电网倒送无功,以取得最大的节能效果. QC = (0. 10 ～0. 15) Sn. Sn 为配变容量, kV A.3 变电站位置的确定变电站位置应避开大气污秽、盐雾、与邻近设施有相互影响的地区(如军事设施、通信电台、飞机场等) 、滑坡、滚石、明暗河塘等,靠近负荷中心出线条件好,交通运输方便. 当前,在一些居民区变电站的建设中,有部分居民对实际情况不了解或看到一些报刊杂志上的片面宣传资料,对配电设备的环境影响产生了误解或恐惧心理,引发“要用电,但拒绝供电设备”的矛盾. 根据上海市辐射环境监理所对上海市内不同类型的已投运的100余座10kV变电站历时两年多的实测和调研,结果如下:(1) 具有独立建筑物的10kV变电站: ①变电站产生的电场经过实心墙体的屏蔽,得到有效的衰减,基本无法穿出. 在距铁门、百叶窗等非实心墙体外3～4米处,电场强度已衰减至环境背景值的水平. ②磁感应强度对实心墙体的穿透力较强,其垂直分量大于水平分量,随着空间距离的增长有明显的衰减. ③实际测得的最大电场与磁场强度值远低于我国环境标准所规定的居民区电场与磁场参考限值.(2) 置于大楼内的10kV变电站: ①电磁场在户内所测得的数值相对比户外的数值要高. ②无论户内或户外,实际测得的最大电场与磁场强度值均比我国环境标准所规定的参考限值有较大的裕度.(3) 10kV预装式变电站: ①10kV预装式变电站附近的电场强度与上述具有独立建筑物变电站的情况相当,磁感应强度在总体上偏小. ②电场与磁场实测最大强度值均远低于我国环境标准所规定的参考限值.在《浙江省农村低压电力设施装置标准》中也要求变电站离其它建筑物宜大于5米. 在设计中,还应考虑到变电站的噪声对周围环境的影响,必要时采用控制和降低噪声的措施.4 主变压器选择在10kV变电站中,要选用性能优越、节能低损耗和环保型的变压器. 变压器的台数及容量要根据负荷计算和负荷分级的结果并结合经济运行进行选择. 当有大量的一、二级负荷,或季节负荷变化较大,或集中负荷较大时,宜装设两台及以上的变压器. 当其中任一台变压器断开时,其余变压器应满足一级负荷及大部分二级负荷的用电需要. 定变压器容量时还要综合考虑环境温度、通风散热条件等相关因素. 对冲击性较大的负荷、季节性容量较大的负荷、小区或高层建筑的消防和电梯等需备用电源的负荷等可设专用变压器,此方法既保障了电能的质量及供电的可靠性,又结合了电费电价政策,做到经济运行.为了使变压器容量在三相不平衡负荷下得以充分利用,并有利于抑制3n次谐波影响,宜选用的变压器接线组别为D, yn11. D, yn11接线的变压器低压侧单相接地短路时的短路电流大,也有利于低压侧单相接地故障的切除. 在改、扩建工程中,为了满足变压器并列运行条件,选用的变压器接线组别与原有的保持一致,短路阻抗百分比接近,容量比不超过1∶3. 如我县某企业,其设备的用电规格与我国不相一致,根据用户的意见,我们将容量为630kV A的主变接线组别定为D, dn,并要求变压器设单独的接地系统,以此满足用户的供电要求. 设在高层建筑内部的变电站,主变采用干式变压器. 设在周围大气环境较差的变电站,应选用密闭型或防腐型变压器. 为了不降低配电运行的电压, 10kV变电站的主变分接头宜放在10. 5kV上,分接范围油浸变为±5% ,干式变为±2 ×2. 5%.5 电气主接线的选择变电站的主接线对变电站内电气设备的选择、配电装置的布置及运行的可靠性与经济性等都有密切的关系,是变电站设计中的重要环节. 主接线的形式多种多样,在10kV变电站的设计中常用的有单母接线、单母分段接线、线路—变压器组接线、桥式接线等,每种接线均有各自的优缺点. 通过对几种能满足负荷用电要求的主接线形式在技术、经济上的比较,选择最合理的方案.技术指标包括: ①供电的可靠性与灵活性; ②供电电能质量; ③运行管理、维护检修条件; ④交通运输及施工条件; ⑤分期建设的可能性与灵活性; ⑥可发展性.经济指标包括: ①基建投资费用. ②年运行费.我县西部的甲乙两企业,以前均由长广的6kV线路供电,现都要求改为电网10kV供电. 在甲企业中,由于其预计运行的时间只有3年左右,且周围均为10kV电网供电,经过技术及经济比较,采用了保留原有供电设备,仅增一台特殊变比(10kV /6kV)的变压器来满足用电要求的方案,节省了投资,节约了时间.在乙企业中,其新增设备的额定电压为10kV,在企业周围还有部分采用6kV电压等级供电的负荷,如同样采用甲企业的方法,仅增一台特殊变比(10kV /6kV)的变压器,则该企业有可能成为一个新的6kV电压等级供电点,对用电的管理及电网的运行均产生不利的影响. 经技术及经济比较,向用户列举了10kV供电的诸多优点,动员用户对原有供电设备进行了改造. 此方法对用户、电网和用电管理部门都是一个较理想的选择.6 短路电流计算在供电系统中危害最大的故障是短路,为了正确选择和校验电气设备,须计算短路电流.在10kV变电站的短路电流计算中,一般将三相短路电流作为重点. 为了简化短路电流计算方法,在保证计算精度的情况下,可忽略一些次要因素的影响. 其规定有:(1) 所有电源的电动势相位角相同,电流的频率相同,短路前电力系统的电势和电流是对称的.(2) 认为变压器为理想变压器,变压器的铁芯始终处于不饱和状态,即电抗值不随电流大小发生变化.(3) 输电线路的分布电容略去不计.(4) 每一个电压级均采用平均额定电压,只有电抗器采用加于电抗器端点的实际额定电压.(5) 一般只计发电机、变压器、电抗器、线路等元件的电抗.(6) 在简化系统阻抗时,距短路点远的电源与近的电源不能合并.参照以上原则,给出变电站在最大运行方式下的等效电路图,运用同一变化法或个别变化法分别得出:(1)次暂态短路电流( I ”) ,用来作为继电保护的整定计算和校验断路器的额定断流容量.(2) 三相短路冲击电流( Ish ) ,用来校验电器和母线的动稳定.(3) 三相短路电流稳态有效值( I ∞) ,用来校验电器和载流导体的热稳定.(4) 次暂态三相短路容量( S ”) ,用来校验断路器的遮断容量和判断母线短路容量是否超过规定值,作为选择限流电抗器的依据.7 设备的选择及校验在进行电气设备选择时,应根据工程的实际情况,在保证安全、可靠的前题下,积极而稳妥地采用新技术,注意节约投资.7. 1 10kV开关柜的选择容量为500kV A及以上的变压器一般均配有10kV开关柜. 10kV开关柜可分为固定式和手车式开关柜.就绝缘介质而言,目前10kV开关柜的主流产品又可分为SF6气体绝缘和真空绝缘. SF6气体绝缘的开关柜体积小,一般20年内免维护,但价格高,其气体的泄露还会造成环境污染. 真空绝缘的开关柜体积适中,相对同等档次的SF6气体绝缘的开关柜来说价格略低,使用过程中不会造成环境污染,但每二年就需做一次试验,增大了运行维护的工作量. 因此开关柜的选择除按正常工作条件选择和按短路状态校验外,还应考虑开关柜放置的场合和对开关柜性能的要求等条件. 如我县某工程,其预留的10kV变电站位置在地下室,该工程在建筑上并没有考虑变电站的通风问题,且在建筑施工时设置的变电站大门只有2. 05米净高,用电可靠性要求较高. 在这里,选用SF6气体绝缘的开关柜显然违背了《国家电网公司电力安全工作规程》中在SF6电气设备上的工作这一节的相关条款. 但一般的真空开关柜高度均在2. 2米以上,通过对一些开关柜制造厂家的咨询,最后采用了高度为1. 9米的非标型真空开关柜. 7. 2 10kV负荷开关和熔断器组合的选择在10kV变电站的设计中,对主变容量在400kV A及以下的变电站,高配部分通常采用负荷开关加熔丝的组合,其接线简单. 为提高工作效率,笔者综合了各部门对400kV A及以下变电站建设的意见和建议,制作了一套400kV A及以下变电站设计的标准图,取得了良好的效果.在10kV负荷开关和熔断器组合的选择方面, 10kV负荷开关按正常工作条件选择和按短路状态校验. 熔断器的熔体额定电流按Ie = k I1. max进行选择,其中k为可靠系数,当不计电动机自起动时取1. 1～1. 3,考虑电动机自起动时取1. 5～2. 0; I 1. max为电力变压器回路的最大工作电流. 熔管的额定电流≥熔体的额定电流. 选择熔断器时,还应保证前后两级熔断器之间(多见于美式箱变) 、熔断器与电源侧的继电保护之间、熔断器与负荷侧的继电保护之间的动作选择性. 当本段保护范围内发生短路故障时,应在最短的时间内切除故障. 当电网接有其它接地保护时,回路中的最大接地电流与负荷电流之和应小于最小熔断电流.7. 3 0. 4kV开关柜的选择0. 4kV开关柜的主流产品目前有GGD、GCK、GCS等. 按正常工作条件选择,按短路状态校验. 一般对于接线简单、出线回路少的场合采用GGD型. 对于出线多、供电可靠性较高、供电设备较美观的场合采用GCK或GCS型. 无论采用何种柜型,其所配置的开关都应根据负荷的用电要求及用户的资金准备情况加以合理选择,使其具有较高的性价比.7. 4 电力电缆的选择(1) 首先应根据用途、敷设方式和使用条件来选择电力电缆的类型. YJV型交联聚乙烯电缆和VV型聚氯乙烯电缆是目前工程建设中普遍选用的两种电缆. YJV型电缆与VV型电缆相比, YJV型电缆虽然价格略高,但具有外径小、重量轻、载流量大、寿命长的显著优点( YJV型电缆寿命可长达40年, VV型电缆寿命仅为20年) ,因此在工程设计中应尽量选用YJV型交联聚乙烯电缆.(2) 电缆的额定电压UN ≥所在电网的额定电压.(3) 按长期发热允许电流选择电缆的截面. 但当电缆的最大负荷利用小时数T max > 5000h,且长度超过20米时,则应按经济电流密度来选择.(4) 允许电压降的校验. 对供电距离较远、容量较大的电缆线路,应满足:ΔU % = 173 ImaxL ( r cosψ+xsinψ) / U ≤5% , U、L为线路工作电压(线电压)和长度; cosψ为功率因数; r、x 为电缆单位长度的电阻和电抗.(5) 热稳定的校验电缆应满足的条件为:所选电缆截面S ≥Q d /C X 100 (mm2 ). Qd为短路电流的热效应, (A2 S) ; C为热稳定系数. 如我县某企业的供电电源是从紧邻的一座110kV变电所的10kV侧专线接入的,由于该企业的用电负荷不是很大,若按长期发热允许电流选择的电缆截面,或按经济电流密度来选择的电缆截面均在95 mm2以下,但在热稳定校验时,所选电缆截面S ≤Q d /C X 100 (mm2 ) ,电缆截面至少需在120 mm2及以上.8 继电保护的配置当变压器故障时,在保护的配置上一般有两种途径:如选用断路器或开关来开断短路电流,则配以各类的微机保护. 如一次设备选用的是负荷开关,则选用熔断器来保护. 两者比较如下.(1) 断路器或开关具备所有的保护功能与操作功能,价格较昂贵. 负荷开关只能分合额定负荷电流,不能开断短路电流,需配合高遮断容量后备式限流熔断器作为保护元件来开断短路电流,价格较便宜.(2) 在切空载变压器时,断路器或开关会产生截流过电压. 负荷开关则没有此种现象.(3) 对变压器的保护,断路器或开关的全开断时间为继保动作时间、自身动作时间、熄弧时间之和,一般会大于油浸变发生短路故障时要求切除的时间. 限流熔断器具有速断功能,但必须防止熔断器单相熔断时设备的非全相运行,应在熔断器撞击器的作用下让负荷开关脱扣,完成三相电路的开断.(4) 由于高遮断容量后备式限流熔断器的保护范围在最小熔断电流到最大开断容量之间,且限流熔断器的时间特性曲线为反时限曲线,短路发生后,可在短时内熔断来切除故障,所以可对其后所接设备如CT、电缆等提供保护. 使用断路器或开关则要提高其它设备的热稳定要求. 但就限制线性谐振过电压方面来说,在变压器的高压侧应避免使用熔断器.9 防雷与接地(1) 10kV变电站在建设过程中,可利用钢筋混凝土结构的屋顶,将其钢筋焊接成网并接地来防护直击雷.(2) 在变电站内的高压侧、低压侧及进线段安装避雷器,以防护侵入雷电波、操作过电压及暂时过电压.(3) 10kV变电站中的接地网一般由扁钢及角钢组成,也可利用建筑物钢筋混凝土内的钢筋体作接地网,但各钢筋体之间必须连成电气通路并保证其电气连续性符合要求. 接地电阻值要求不大于4Ω. 变压器、高低压配电装置、墙上的设备预埋件等都需用扁钢等与接地网作可靠焊接进行接地. 发电机的接地系统需另行设置,不得与变电站的接地网连接.(4) 低压配电系统按接地方式的不同可分为三类:即TT、TN和IT系统. TT方式供电系统是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统,称作保护接地系统. TN方式供电系统是将电气设备的金属外壳与工作零线相接的保护系统,称作接零保护系统. 在TN方式供电系统中,根据其保护零线是否与工作零线分开又可分为: TN C和TN S方式供电系统. TN C方式供电系统是用工作零线兼作接零保护线,适用于三相负载基本平衡的情况. TN S方式供电系统是把工作零线N和专用保护线PE严格分开,当N线断开,如三相负荷不平衡,中性点电位升高,但外壳、PE线电位. TN S方式供电系统安全可靠,适用于工业与民用建筑等低压供电系统. 此外,在一些由用户提供的图纸中,我们还可看到TN C S方式的供电系统,此系统的前部分是TN C方式供电,系统的后部分出PE线,且与N线不再合并. TN C S供电系统是在TN C系统上的临时变通作法,适用于工业企业. 但当负荷端装设RCD (漏电开关) 、干线末端装有断零保护时也可用于住宅小区的低压供电系统. IT方式供电系统表示电源侧没有工作接地,或经过高阻抗接地,负载侧电气设备进行接地保护. IT方式供电系统在供电距离不是很长时,供电的可靠性高、安全性好,一般用于不允许停电的场所,或者是要求严格的连续供电的地方.10 照明10kV变电站内的照明电源从低压开关柜内引出,管线选用BV 500铜芯塑料线穿管后沿墙或顶暗敷,电线的管径按规定配置,所配灯具应具有足够的照度,在安装位置上不应装设在变压器和高、低压配电装置上,应安装在墙上设备的上方或周围,要留有一定的距离来保证人身及设备的安全,同时应避免造成照明死区. 灯具安装高度应高于视平线以避免耀眼,还要避免与电气设备或运行人员的碰撞.11 配网自动化配电自动化是指利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术与电力设备相结合,将配电网在正常及事故情况下的监测、保护、控制、计量和供电部门的管理工作有机地融合在一起,改进供电质量,与用户建立更密切、更负责的关系,以合理的价格满足用户要求的多样性需要,力求供电经济性最好,企业管理更为有效. 配网自动化以故障自动诊断、故障区域自动隔离、非故障区域自动恢复送电为目的. 目前配电自动化主要考虑的功能有: ①变电站综合自动化; ②馈线自动化; ③负荷管理与控制; ④用户抄表自动化.就国情而言,配网自动化系统目前还处于试点建设阶段,缺乏大规模实现中低压配电网络配电自动化的物质基础,但配网自动化是今后发展的方向. 因此,在进行站内设计时,要结合配网自动化规划,给未来的实施自动化技术改造(包括信息采集、控制、通信等提供接口和空间等方面)留有余地. 在技术上实现配电自动化的前提条件是: ①一次网络规划合理,接线方式简单,具有足够的负荷转移能力; ②变配电设备自身可靠,有一定的容量裕度,并具有遥控和智能功能. 除此之外,还可考虑通过实现配电半自动化方式来提高供电可靠性水平,因为可自动操作的一次开关价格昂贵,而二次设备相对便宜,故实现配电半自动化的具体方法可考虑采用故障自动量测和定位、人工操作开关、隔离故障和转移负荷的方式. 如在目前的设计中,采用了短路故障指示器,能准确、迅速地确定故障区段,站内都备有通信、集抄装置的位置等. 对重要用户多、负荷密度高、线路走廊资源紧张、用户对供电可靠性较为敏感的区域的用户进行设计时,尽可能选用可靠的一次智能化开关. 配网自动化系统因投资大、见效慢,应统一规划,分步实施. 因此,在10kV变电站的设计中,我们要结合配网自动化的进程,及时用先进、科学的方法来完善我们的设计,完善我们的电网.参考文献:[ 1 ] 芮静康. 现代工业与民用供配电设计手册[ S]. 北京:中国水利水电出版社, 2004.[ 2 ] 蓝毓俊,戴继伟. 各类10KV配电站对环境影响的测量与分析[ J ]. 上海电力, 2003, (4).[ 3 ] 吴致尧,何志伟. 10KV配电系统无功补偿的研究进展[ J ]. 电机电器技术, 2004, (5).。
学校10kv变电所及配电系统设计
学校10kv变电所及配电系统设计目录1课程设计原始数据 (1)1.1设计题目 (1)1.2设计要求 (2)1.3设计依据 (2)1.4设计任务 (4)2负荷计算及功率补偿 (5)2.1负荷计算的方法 (5)2.2无功功率补偿 (8)3变电所位置和型式的选择 (9)3.1根据变配电所位置选择一般原则： (9)3.2变电所的型式与方案： (10)4变电所变压器和主接线方案的选择 (11)4.1主变压器的选择 (11)4.2装设一台主变压器的主接线方案 (11)5 短路电流的计算 (12)5.1绘制计算电路 (12)5.2确定短路计算基准值 (12)5.3计算短路电路中个元件的电抗标幺值 (13)5.4 K-1点（10.5K V侧）的相关计算 (13)5.5 K-2点（0.4K V侧）的相关计算 (14)6变电所一次设备的选择校验 (15)6.1选择校验条件 (15)6.210KV侧一次设备的选择校验 (17)6.30.4KV侧一次设备的选择校验 (18)7变压所进出线与邻近单位联络线的选择 (19)7.110KV高压出线的选择： (19)7.2变电所及邻近单位焦点路线的选择 (19)7.30.4KV低压出线选择 (20)7.4按发热条件选择 (21)7.5校验电压损耗 (21)7.6短路热稳定校验 (21)设计总结 (22)致谢 (23)参考文献 (23)附图 (24)1课程设计原始数据1.1设计题目某学校10KV变电所及配电系统设计1.2设计要求要求根据学校所能取得的电源及学校用电负荷的实际情况，并适当考虑到学校的发展，按照安全、可靠、优质、经济的供配电基本要求，确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主结线方案及高低压设备和进出线，进行导线截面的选择计算，并选择继电保护装置，确定防雷和接地装置，最后按要求写出设计说明，绘出设计图样。
1.3设计依据(1)学校总平面图见附图。
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摘要引变牵引变电所一次设备的设计是铁路供电设计的重要组成部分。
其内容包括主接线形式的选择，短路电流的计算，设备的选择与校验计算等多方面设计内容。
本文的主要设计内容包括：1. 根据负荷情况确定变压器的容量。
2. 根据实际工程要求与国家设计规范的要求选择主接线形式。
3. 选择了系统中具有典型性的两个短路点，计算他们的短路电流。
4. 根据所得到的短路电流计算结果选择、校验设备。
5. 绘制变电所主接线图、平面俯视图、侧面剖视图。
本文组织如下：第一章，简要叙述了我国电气化铁道供电的基本情况，说明了电力牵引事业在我国建设的重要意义。
第二章，详细介绍了与牵电所设计相关的理论与基础知识。
其内容主要包括牵引变电所概述，主接线的各种接线形式与设计要求，短路电流计算方法，设备选择与校验方法，平面布置的设计要求等。
第三章,呼和浩特东站110KV 牵引变电所一次设备的具体设计。
关键词：牵引变电所，电气主接线，变压器容量AbstractDesign the first part equipment of the traction substation is one of the important parts of design railway electric power supply. Its content include: select the format of the main connection, count the short circuit current, select and tuning of the equipment and so on.The main designing of this dissertation includes:1)Bases on the load determine the capacity of the transformer.2)Bases on the practice of the practice of the project and the nation designnormative request select the format of the main connection.3)Select two typical short circuit current select and tuning the equipment.4)Bases on the result of the short circuit current select and tuning the equipment.5)Protract three blueprint of the distribute-station.The dissertation is organized as follows: Section 1; recite the electrification railway in our country. Narrate the magnitude meaning of the electric traction affair to our country construct. Section 2; introduce the theory and basic knowledge about the designing traction substation particularly. Its content include: summarize of the traction substation, the format and design request of the basic circuit, the count method of the short circuit current, the method of the select and tuning of the equipment, disposal of the equipment and so on. Section 3; Concrete design of the HUHEHAOTE 110kV traction substation.Key words: traction substation; basic circuit; calculation of short circuit；electric equipment；disposal desig目录摘要 (I)目录 (III)引言 (1)绪论 (2)第1章牵引变电所概论 (5)1．1 牵引变电所设计概述 (5)1.2牵引变电所的分类 (5)1.2.1、牵引变电所按牵引网电流性质的分类 (5)1.2.2、交流牵引变电所按频率和牵引网相数的分类 (5)1.2.3、工频单相交流牵引变电所按主变压器结构种类和接线方式的分类 (6)1.3牵引变电所的设计原则 (6)1.4牵引网与接触网 (7)第 2 章电气主接线方案的确定 (8)2.1 电气主接线概述 (8)2.2 电气主接线的基本形式 (8)2.2.1单母线接线 (8)2.2.2、桥形接线 (9)2.2.3、简单分支接线（双T接线） (11)2.3牵引变电所主接线 (12)2.3.1三相YN,D11接线变压器 (13)2.3.2单相V,V接线变压器 (13)2.3.3斯科特接线变压器 (13)2.4牵引侧主接线 (14)2.4.1 27.5KV(或55KV)侧馈线的接线方式 (14)2.4.2 复线铁路斯科特接线变压器AT供电方式馈电线接线。
(15)2.4.3动力变压器及自用电变压器接线 (16)2.5主接线方案 (17)2.5.1主接线方案的拟定 (17)2.5.2主接线方案的确定 (17)第3章高压电器设备的选择 (19)3.1电器选择的一般原则 (19)3.1.1按正常工作条件选择高压电器设备 (19)3.1.2按短路时故障情况进行效验 (19)3.2 高压断路器的选择 (19)3.2.1 110KV侧断路器的选择 (20)3.2.2 10 KV侧断路器的选择 (20)3.3 隔离开关的选择 (21)3.3.1 110KV侧隔离开关的选择 (22)3.3.2 10KV侧隔离开关的选择 (22)3.4 电压母线的选择 (23)3.5 各主要电气设备选择结果一览表 (24)3.6 变压器保护规划与整定 (24)第4章．变压器容量的确定 (25)4．1 牵引变电所容量和负荷计算 (25)4.2计算条件 (25)4.3牵引变压器的计算容量 (26)4.4牵引变压器的校核容量 (31)4.5牵引变压器的安装容量 (32)结论 (36)致谢 (37)参考文献 (38)引言为适应我国电气化铁路迅猛发展的要求，本文结合我国电气化铁道的具体情况和实践经验，在参阅了许多铁道供电相关专业课本的基础上，精心写作而成。
本文全面系统的介绍了牵引变电所电气主接线的基本形式和接线例举，以及牵引变电所容量的计算和选择。
理论与实际并重，取材力求反映电气化铁道的最新技术和装备，是我们同专业共同学习和探讨的有力文章。
同时也是我们进一步提高和改进的最好说明。
本文的全部文字符号、图形符号均采用国家标准【GB4728】。
为是叙述过浅显易懂，内容表达直观，文中绘制了大量的原理图、示意图、电气主接线图。
本文是在兰州交通大学铁道技术学院李建民副教授的精心指导和改正下虔诚写作而成。
在写作过程中得到了同专业许多同学的帮助和支持，许多铁道技术学院的老师和同学给予了十分宝贵的意见和建议，对此表示由衷的感谢。
由于写作水平和能力有限，其中不妥之处，敬请读者批评指正。
绪论电力工业是国民经济的一个重要组成部分，它为工业、农业、交通运输和城市提供能源。
由于电能易于控制、输配简单经济且便于转变成其他形式的能量（机械能、光能、热能、化学能等），电能已广泛应用到社会生产的各个领域和社会生活的各个方面。
在我国电气化铁道也是由电力系统供电，安全、可靠、经济、合理地为电气化铁道供配电是实现铁路运输安全、可靠的重要保证和基础。
我国电气化铁路(接触网)采用单相工频交流制，额定电压为25kV。
一、电气化铁道供电系统由一次供电系统和牵引供电系统组成。
（一）、一次供电系统一次供电系统是指电力系统向电气化铁道的供电部分。
在我国，电力系统通常以110kV的电压等级向电气化铁道供电。
区域变电站或发电厂，三相交流高压输电线，这两部分即为电气化铁道的一次供电系统。
（二）、牵引供电系统完成对电力机车供电的属于铁路部门管辖的装置称为电气化铁道的牵引供电系统。
电力部门管辖的电力系统与铁路部门管辖的牵引供电系统是在牵引变电所高压进线的门形架处分界。
现将牵引供电系统各部分的功用简述如下：1．牵引变电所牵引变电所的作用是将110kV(或220 kV)三相交流高压电变换为27.5(或55)kV，然后以27.5(或55)kV的电压等级向牵引网供电。
2．接触网接触网是一种悬挂在电气化铁道线路上方，并和铁路轨顶保持一定距离的链形或单导线的输电网。
电力机车的受电弓和接触网滑动接触取得电能。
接触网的额定电压为25kV。
3．馈电线馈电线是连接牵引变电所和接触网的导线，把牵引变电所变换后的电能送到接触网。
馈电线一般为大截面的钢芯铝绞线。
4．轨道在非电牵引情形下，轨道只作为列车的导轨。
在电气化铁道，轨道除仍具上述功用外，还需要完成导通回流的任务，是电路的组成部分。
因此，电气化铁道的轨道应具有畅通导电的性能。
5．回流线连接轨道和牵引变电所中主变压器接地相之间的导线称为回流线，它也是电路的组成部分，其作用是将把轨道、地中的回路电流导入牵引变电所。
6．分区所在电气化铁道上，为了提高运行的可靠性，增加供电工作的灵活性，在相邻两变电所供电的相邻两供电分区的分界处常用分相绝缘器断开。
若在断开处设置开关设备和相应的配电装置，则组成分区所。
7．开闭所某些远离牵引变电所的大宗负荷，如枢纽站、电力机务段等，接触网按作业及运行的要求需要分成若干组，需要多条供电线路向这些接触网分组供电。
若直接从牵引变电所向这些接触网分组供电，不但会增加变电所的复杂程度，而且将大量增加馈电线的长度，造成一次投资过大。
为此，一般采取在大宗负荷附近建立开闭所的办法来解决。
8．自耦变压器站(AT所)工频单相交流电气化铁路采用自耦变压器(AT)供电方式时，在铁路沿线需每隔8、12km设置自耦变压器和相应的配电装置，即AT所。
AT所的作用之一便是将牵引变电所供来的55kV电压经自耦变压器AT降为接触网的25kV电压等级，然后向接触网供电。
二、电力牵引供电系统的主要特点我国电力牵引供电系统的主要特点有以下几方面：①电力机车是单相移动性随机负荷，是一种负序源。