红安60kv降压变电所电气工程初步设计毕业设计(编辑修改稿)

红安60kv降压变电所电气工程初步设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

同的电力网特点 ， 灵活运用技术经济条件 ， 只有这样选出的导线才是合理的。 架空线路一般用裸导线 ，其结构型式主要有单股线、多股绞线、钢芯铝绞线、扩径导线、空心导线、分裂导线几种。 常用架空线的型号、规格 ， 由材料、结构的汉语拼音的第一个字母在写表示，额定载流截面积（ mm2）和钢线部分额定截面积（ mm2）等几部分组成，字母含义为： T－铜 L－铝 G－钢 J－多股绞线 LH－铝合金 F－防腐型等。 本线路设计采用 LGJ 型架空线，含义为机械强度为普通型的钢芯铝绞线。 配电装置中软导线的选择，应根据（环境温度、日照、风速、污秽、海拔高度）和回路负荷电流、电晕、无线电干扰等条件，确定导线的截面和导线的结构型式。 在含盐量较大的沿海地区或周围气体对铅有明显腐蚀的场所，应尽量选用防腐型铝铰线。 当负荷电流较大时，应根据负荷电流选择较大截面的导线。 在电压较高时，为保持导线表面的电场强度，导线最小截面必须满足电量的要求，可增加导线外径或增加每相导线的根数。 对于 220 千伏及以下的配电装置，电晕对线截面一般不起决定作用，故可根据流选择导线截面。 导线的结构型式可采用单根钢芯铝铰线或由钢芯绞线组成的复导线。 （一）导线截面的选择 导线截面可按长期发热允许电流或经济电流密度选择。 对负荷利用小时数小（通常指maxT 5000h），传输容量大 ， 长度在 20m 以上的导体，如发电机，变压器的连接导体，其截面一般按经济电流密度选择，而配电装置的汇流母线通常在正常运行方式下，传输容量不大，可按长期允许电流来选择。 根据《电力工程电气设计手册》架空电力线路的导线截面积选择 10KV 及以下架空配电线路 ， 以及负荷不大 ， 供电距离较远 ， 最大负荷利用小时较传输容量大的回路 ， 均应按经济电流密度法选择导线截面。 1． 按经济电流密度选择 按经济电流密度选择架空线截面可使年综合费用最低。 年综合费用最低 ， 年综合费用包括电流通过导体产 生的年电能损耗费。 导体投资和折旧费 、 利息等。 从降低电能损耗角度看导线截面越大越好 ， 从降低投资 ， 折旧费和利息费的角度看 ， 则希望截面越小越好。 综合 这些因素 ， 使年综合费用最小时所对应的导线截面称导线的经济截面 ， 对应的电流密度称为经济电流密度母线的经济截面可由下式决定 ： 红安 60KV 降压变电所电气工程初步 设计 5  （ 31） 式中： S — 母线的经济截面（ mm2） J — 经济电流密度（ A/ mm2） — 正常工作时的最大长期工作电流（ A） =cos3 NUP （ 32） 式中： P — 本线路的有功功率（ Kw） NU — 本线路的额定电压 (Kv) cos — 本线路的功率因数 注 :当双回路时， = cos3 2/NUP （ 33） 当单 回路时， = cos3NUP （ 33） 选出标准截面应接近于计算截面 ， 然后用求得的导线标准截面的实际 1r 、 1x 计算实际线路的实际电压损失。 再与允许电压损耗相比较 ， 判断选择是否适合。 （二） 导线截面的校验 导线截面校验方法一般包括电晕电压校验、机械强度校验、热稳定校验、导体载流量的校验、电压损耗校验。 电晕电压校验 ： 电晕放电将引起 电晕损耗、无线电干扰、噪声干扰和金属腐蚀等不利现象。 电晕的产生与电压等级及导体的直径有很大关系。 只有在 110KV 及以上电压等级才需要校验电晕电压 ， 本次设计的是 10KV 线路电压等级不够所以不用进行电晕电压校验。 机械强度校验 ： 导线截面应保证一定的机械强度。 由于架空线在运行时要承受一定的机械负载 ， 所以要求导线截面不可过小。 否则难以保证应有的机械强度。 通常根据重要程度将架空线分成三个等级 ： 35KV 以上线路为 I类线路 ， 135KV 为Ⅱ类线路 ， 1KV以下为Ⅲ类线路。 本次设计属于Ⅱ类线路单股导线导体材料为钢筋铝绞线 ， 所以不用进行机械强度校验。 热稳定校验 ： 本次设计选择的是组合导线是按照经济电流密度法选择 ， 起热稳定能满足要求 ， 所以一般不作热稳 定校验。 综上所述 ， 只进行导体载流量校验和电压损耗校验即可。 1． 按导体载流量校验 按导体载流量校验时 ， 允许温度为钢芯铝绞线取 +70℃验算时的周围空气温度采用当地取高年平均气温 ， 架空电力线路的导线截面应使导线的最大负荷电流。 小于其持沈阳工程学院毕业设计（论文） 6 续工作电流 alIn ， 即 alIn。 长期允许电流 alIn 修正式如下 ： 0 alalk （ 34) k 修正系数 al 导体或电气设备正常发热允许最高温度设计中 CQal 70  导体温度 0 周围空气的温度 注 : alaln IKI  若 alIn 则合格。 2． 按电压损失校验 电压损耗 : NPR QXU U+D= (35) R 各段线路电阻  X 各段线路电抗  P 各段线路通过的有功功率 Mw Q 各段线路通过的无功功 R率 Mvar NU 线路上的额定电压 kv )co s(tgPQ 1 (36) LxX LrR 11   L 线路长度 km 1r 每千米线路电阻  1x 每千米线路电抗  注 :电压损失不超过 8%。 本设计含有单双回路 ， 从最恶劣情况来看双回路中，有一条线路开路，即仅有一条回路工作 ， 所以在线路损耗上全部采用以上公式来进行计算，如果电压损失的情况符合条件，那么双回路一定符合条件。 红安 60KV 降压变电所电气工程初步 设计 7 四 、无功补偿和变压器选择 （一）线路的功率损耗 当电力网运行时，在线路和变压器中将要产生功率损耗和电能损耗。 电力通常电力网的损耗是由两部分组成的：一部分是与传输功率有关的损耗，它产生在输电线路和变压器的串联阻抗上，传输功率愈大则损耗愈大，在总损耗中这部分所占比重较大。 另一部分损耗则仅与电压有关 ，它产生在输电线路和变压器在并联导纳上，如输电线路的电晕损耗、变压器的激磁损耗等。 电力系统各元件中的无功功率损耗相对来说较有功功率损耗还要大，由于无功功率损耗要由发电机或其他无功电源供给，因此在总的发、送电设备的视在容量为一定的条件下，无功功率的增大势必相应减少发、送电的有功功率，即发、送电容量。 而且，当通过输电线路和变压器输送无功功率时，也将引起有功功率损耗，这些对于电力系统来说都是非常不经济的。 综上所述，可知电力系统运行过程中，虽然功率损耗和电能损耗是不可避免的，但应尽力采取措施去降低它，从节约能源 、降低电能成本、提高设备利用率等方面来说都是十分重要的。 线路功率损耗计算公式如下： RU QPP222  （ 41） XU QPQ222  （ 42） 式中： P — 线路总有功损耗（ kw） Q — 线路总无功损耗（ vark ） P 、 Q — 线路末端有功功率和无功功率（ Mw， varM ） U — 线路末端电压 (kv) 双回路时： （ 1） 两条线路运行2)()(2)()(222222XUQPQRUQPPLL （ 43） 沈阳工程学院毕业设计（论文） 8 （ 2） 一条线路运行XU QPQRU QPPLL222222)()()()( （ 44） （二）主变压器的选择 主变容量和台数的选择，应根据《电力系统设计规程》。 SDT85有关规定和审批的电力规划设计决定进行。 凡有两台及以上主变的变电所。 其中一台事故停运后，其余主变的容量应保证应该所全部负荷的 70%。 在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级 符合。 若变电所其他能源可保证在主变停运后用户的一级负荷，则可少装设一台主变压器。 变压器是按照电磁感应原理，将一种交变电压变为另一种交变电压的电气设备在供用电系统中，电力变压器的主要作用是根据电力系统的运行需要，将交流发电机输出的电压升高，使电能输送到需要用的远方负荷中心，然后通过降压变压器降低电压供用户使用。 因此，电力变压器在电能的传输，分配和使用中都具有重要意义。 同时，变压器在电气的测量、控制等方面，也有广泛的应用。 1． 主变压器台数、容量的选择原则 总降压变电所中，向用户输送电能的变压器称为主变压器，根 据设计规程规定：变电所中一般装设两台主变压器。 如果有一个电源或变电所可由中、低压侧电力网取得备用电源，则也可装设一台主变压器。 变电所中主变压器一般采用三相变压器，其容量应根据今后 5～ 10 年的发展规划进行选择。 装有两台及以上主变压器的变电所中，当一台断开时，其余一台主变压器的容量一般应保证全部负荷的 70%（但应保证用户的一类负荷和大部分二类负荷）获得供电因此对于装有两台变压器的变电所，每台变压器额定容量可按下式选择： caN SS  （ 45） 式中： Sca－全厂的计算负荷 这样，当一台变压器停用时，可保证对 70%的负荷供电，考虑到变压器的过负荷能力为 30%，则可保证对 84%负荷的供电。 因此，采用 caN SS  ，对变电所保证重要负荷来说多数是可行的；但对一、二类负荷比重大的变电所还应校验当一台变压器停用时，另一台主变压器是否能保证对全部一类负荷和大部分、二类负荷供电。 红安 60KV 降压变电所电气工程初步 设计 9 2． 主变压器型式选择原则 在工业企业用户的总降压变电所中，由于供电电源电压一般不超过 110KV，因此一 般都选用三相变压器。 三相变压器相对单相变压器来说，投资少，占地面积小，运行损耗小，维修工作量也小。 当某此高压供电的工业企业用户厂区内出现三个电压等级时，是采用三绕组变压器还是双绕组变压器要通过技术经济比较决定。 一般若采用三绕组变压器。 其中某个绕组的传送功率小于该变压器额定容量的 15%。 而使该绕组未能充分利用时，还是选用两台双绕组变压比较合理。 3． 确定主变压器台数、容量 （ 1）主变压器台数 为保证供电的可靠性，变电所一般应装设两台主变，但一般不超过两台主变。 当只有一个电源的一级负荷，另有备用电源保证供电时 ，可少装设一台主变，对大型枢纽变电所，割据工程的具体情况，应装设 2～ 4台主变。 当变电所装设两台及以上主变时，每台容量的选择应按照其中任一台停运时，其余容量至少能保证所供一级负荷或为变电所全部负荷的 60%～ 75% 主变压器容量的确定 变压器总容量 22 caca QPS 总 （ 46） 单台变压器容量 总单 SS %70 （ 47） 式中： cacaQP, ——— 变压器低压侧总有功、无功功率（ kw， vark ） 注： caP =   PL kPP )( （ 48） QLca kQ   )( （ 49） LP —— 所有线路的功率损耗之和（ kw） LQ —— 所有线路的无功损耗之和（ vark ） P —— 所有负荷有功功率之和（ kw） Q —— 所有负荷无功功率之和 （ vark ） Pk —— 有功负荷同时率 Qk —— 无功负荷同时率 根据单台变压器容量，可选出主变压。