1、摘 要本毕业设计论文为60/10kV降压变电所电气部分设计，要求设计的变电所能长期可靠为其负荷供电。设计过程中遵循国家的法律、法规，贯彻执行国家经济建设的方针、政策和基本建设程序，运用系统工程的方法从全局出发，正确处理生产与生活、安全与经济等方面的关系，实行资源的综合利用，节约能源和用地，对生产工艺、主要设备和主体工程要做到可靠、适用、先进。在上述原则基础上，明确设计的目的，逐步完成主变的选择、电气主接线的拟定、短路电流的计算、电气设备选择、高压配电装置的规划、继电保护、防雷保护规划、绘制电力图等主要工作，形成较为完整的论文。目前，电力技术已成为世界能源领域的主流技术，发电、输电、配电技术的进
2、步，提高了供电的能力、质量和可靠性，扩大了电力应用范围，因此，变电所的合理设计也变得尤为重要。设计工作是工程建设的关键环节,做好设计工作，对工程建设的工期、质量、投资费用和建成投产后的运行安全可靠性和生产的综合经济效益，起着决定性的作用。本论文即在遵循原则、合理规划、反复校验的基础上完成。关键词：变电所； 变压器； 短路电流； 继电保护ABSTRACTThis thesis is 60/10kV step-down substation electrical design, electrical design of variable of the long-term reliable supp
3、ly power to the load. The design process follows the national laws and regulations, implement the program guidelines, policies and the basic construction of national economic construction, from the overall situation by using system engineering method, correctly handle the relationship between the pr
4、oduction and the life, safety and economic aspects of the comprehensive utilization of resources, implement use, energy and land saving, the production process, the main equipment and the main body of the project should be reliable, advanced, applicable.Based on the above principle, the design goal,
5、 gradually complete the main variable selection, the formulation of the main electrical wiring, short-circuit current calculation, electrical equipment choice, high voltage power distribution equipment planning, relay protection, lightning protection planning, drawings and other major work, has form
6、ed a complete paper.At present, the electric power technology has become the mainstream technology in the world in the field of energy, power generation, transmission, distribution and technology progress, improve the power supply capacity, quality and reliability, the expansion of the power scope o
7、f application, therefore, reasonable design of the substation has become particularly important. Based on the above principle, the design goal, gradually complete the main variable selection, the formulation of the main electrical wiring, short-circuit current calculation, electrical equipment choic
8、e, high voltage power distribution equipment planning, relay protection, lightning protection planning, drawings and other major work, has formed a complete paper. The completion of this thesis is to follow the principle, reasonable planning, repeatedly check.Keywords: substation; transformer; short
9、 circuit current; relay protection目 录1 绪论11.1 电力系统的一般概念11.1.1 对电力系统运行的基本要求11.2 变电所的作用和工作原理及分类21.2.1 变电所的作用和工作原理21.2.2 变电所的分类21.3 原始资料分析21.3.1设计地区环境21.3.2系统网络图如31.3.310kV侧用户负荷表31.4 本设计基本要求42 负荷计算52.1负荷计算的原则和目的52.2负荷计算53 主变压器的选择及其无功补偿93.1 主变压器台数、容量的选择93.1.1 主变压器台数的确定93.1.2 主变压器容量的确定93.2无功补偿103.2.1提高功率
10、因数的意义103.2.2计算功率因数114 电气主接线的选择124.1 主接线的选择124.1.1电气主接线的说明124.1.2接线的设计原理和基本要求124.2主接线方案134.3主接线的确定155 短路电流计算155.1 短路计算概述155.2 短路计算条件165.2.1 电气系统短路电流计算条件165.2.2短路电流的计算步骤165.2.3 限制措施175.3 短路过程分析175.3.1 由“无限大容量系统”供电的三相短路电流175.3.2 由“有限容量系统”供电时的三相短路电流185.4 标幺值法的基本原理185.5 短路电流的计算195.5.1等值系统图化简195.5.2 各元气件标
11、幺值归算195.5.3 60kV侧K1点三相短路的电路图化简计算205.5.4 10kV侧K2点三相短路的电路图化简计算226 电气设备的选择与效验246.1 概述246.1.1电气设备选择条件256.260kv侧电气设备选择266.2.1 60kV侧高压断路器的选择266.2.2 60kV侧隔离开关的选择276.2.3 60kV侧电流互感器的选择276.2.4 60kV侧电压互感器的选择286.310kV侧电气设备选择286.3.1 10kV侧断路器的选择286.3.2 10kV侧隔离开关的选择296.3.3 10kV侧电流互感器的选择306.3.4 10kV侧电压互感器的选择316.3.5
12、 10kV侧高压开关柜的选择316.3.6 10kV侧母线的选择327 继电保护337.1继电保护概述337.1.1 继电保护配置要求337.2 继电保护配置类型及配置347.2.1主变压器保护配置类型347.2.2线路保护配置357.3 继电保护与自动装置的确定388 变电所的防雷保护388.1 变电所的防雷保护388.1.1雷电过电压保护398.1.2避雷器的选择398.1.3避雷针的选择408.1.4进线段保护40结 论42参考文献43附录图44翻译部分45英文原文45中文译文56致 谢67第 86 页 中国矿业大学2014届本科生毕业设计（论文） 1 绪论1.1 电力系统的一般概念电能
13、是社会主义建设和人民生活不可缺少的重要的能源，电力工业在国民经济中占有十分重要的地位，电能是由发电厂供给，因为考虑经济原因，发电厂大多建在动力资源比较丰富的地方，而这些地方又常远离大中性城市和工厂企业，这样需要远距离输送，经过升、降压变电所进行转接，在进一步的将电能分配到用户和生产企业。由于电力电能的重要特点是不能储存，因此电力电能的生产、输送、分配和使用是同时进行的，于是电力电能从生产到使用就构成一个整体，而由电力电能的生产、输送、分配和使用的发电机、变压器、电力线路及各种用电设备联系在一起组成的统一整体就称为电力系统。1.1.1 对电力系统运行的基本要求1.保证供电的可靠性电力系统的中断将
14、使生产停顿，生活混乱，甚至危机人身和设备的安全运行，造成十分严重的后果，给国民经济带来严重的损失，因此，对电力系统的运行首先要保证供电的可靠性。根据用户本身的重要程度可将负荷分为三类：第一类负荷：将中断供电会造成人身事故、设备损坏、产品报废，生产秩序长期不能恢复，人民生活混乱，政治影响大等的用户以及军工系统划属为第一类负荷，是重要负荷；第二类负荷：将中断供电会造成大量减产，人民生活会受到影响的用户划属为第二类负荷；第三类负荷：除一、二类负荷以外的一般用户属于第三类负荷；电力系统供电的可靠性，首先是保证第一类负荷，然后才保证第二类负荷，最后才是第三类负荷。2.保证良好的电能质量良好的电能质量有三
15、个指标:频率、电压、谐波。超过或低于三个指标时，会严重危及系统中电气设备的安全运行而造成设备损坏、人身事故。3.提高系统运行的经济性电能生产的规模很大，消耗的能源在国民经济能源总消耗中占的比重很大，而且电能在生产、输送、分配时损耗的绝对值是相当可观的。因此，提高电力系统运行的经济性具有极其重要的经济意义。电力系统的经济指标一般是指火电厂的煤耗以及电厂用电率和电力网的网损率等。1.2 变电所的作用和工作原理及分类1.2.1 变电所的作用和工作原理变电所是电力系统的重要组成部分，它是变换和调整电压、变换和分配电能的场所，往往担负着向用电设备直接供电的任务。变电所一般由变压器、配电装置（包括高低压开关、电压和电流互感器、避雷器、母线等设备）及相应的各种构筑物，控制和信号设备，继电保护装置和测量仪表，通讯及电源设
