本科生毕业设计（论文）
摘 要
本文是对西郊60kV/10kV二次降压变电站提供的设计方案的说明与计算，本文包括了对原始设计条件的分析，电容器的选择，变压器的选择，电气主接线的选择，短路计算，各种电气设备的选择与校验，防雷接地的规划设计，变电所继电保护和自动装置的规划设计。在设计和选择设备中都充分考虑到了可靠性，灵活性和经济性。另外，各种断路器、隔离开关、电流互感器型号的选择与高压配电装置的布置联系在一起考虑。
计算部分包括了变电所的负荷计算，采用需要系数法，直接求出计算负荷，用于设备数量多，容量差别不大的工程计算，尤其适用于配、变电所和干线的负荷计算，得出计算负荷4283KVA。应用计算负荷结果最终确定两台10000KVA变压器做为主变，以及无功补偿768Kvar。短路电流计算一章根据系统接线图和主接线图选择了三个短路点并进行了短路电流计算，K1点做为60KV侧选择电气设备用，得短路冲击电流14.03KA,K2点做为10KV侧选择电气设备用，得短路冲击电流22.51KA,K3点做为10KV侧出线选择电气设备用得短路冲击电流4.36KA,。电气设备选择与校验一章,60K侧、10KV侧选择了断路器，按额定电压、最大长期工作电流、额定开断电流、关合电流选择并校验，60K侧为LW9-63、10KV侧为VS1-12。并用类似方法选择了GW5-63、JCC5-63、LCWB5-63、LDZ1-10、JSJW-10等一些设备，开关柜选了KYN28-12型。并通过避雷针有关计算公式选择了四只作为变电所的防雷保护。
关键词：电力系统；变电所；短路计算；设备选择；校验
I
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Abstract
This article is on the western suburbs of the two 60kV/10kV step-down substation provide design description and calculation, this paper includes the original design condition analysis, the selection of the capacitor, the choice of transformer, the main electrical wiring, short-circuit calculation, all kinds of electrical equipment selection and calibration, lightning protection and grounding design of substation, relay protection and automatic device of planning and design. In the design and selection of equipment are fully taken into account the reliability, flexibility and economy. In addition, a variety of circuit breaker, isolating switch, current transformer model selection and high voltage distribution device arrangement linked to consider.
Calculation part comprises the substation load calculation, using need coefficient method, is derived from the calculation of load, for a large number of equipment, the capacity of different engineering calculation, especially suitable for the match, substation and line load calculation, a formula for calculating the load 4283KVA. Application of computational load results in the final two of 10000KVA transformer as the main variable, and reactive power compensation 768Kvar. Calculation of short circuit current chapter according to the system diagram and wiring diagram selected three short circuit point and a short-circuit current calculation, K1as the60KV side selection of electrical equipment, have short circuit impulse current14.03KA, K2as the10KV side selection of electrical equipment, have short circuit impulse current22.51KA, K3as10KV side outlet selection of electrical equipment have short circuit impulse current4.36KA,. Electrical equipment selection and calibration of a chapter,60K side, side 10KV chose breaker, at rated voltage, maximum working current, rated breaking current, closing current selection and calibration of LW9-63,10KV,60K side to side VS1-12. In a similar method to select GW5-63, JCC5-63, LCWB5-63, LDZ1-10, JSJW-10and other equipment, switch cabinet selection KYN28-12. And through the lightning related calculation formulas have chosen only four as substation lightning protection.
Key words：electric power system；substation；short circuit calculation；the choice of the equipments；proofreading
II
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目 录
第1章 绪 论........................................................................................................... 1 第2章 负荷分析计算............................................................................................. 2
2.1 负荷计算的内容和目的............................................................................ 2 2.2 负荷计算方法............................................................................................ 2 第3章 主变压器的选择......................................................................................... 3
3.1.1 主变台数的确定............................................................................. 3 3.1.2 主变容量的确定............................................................................. 3 3.1.3 主变压器绕组的接线方式............................................................. 3 3.2 主变压器容量的计算................................................................................ 3 第4章 无功补偿..................................................................................................... 5
4.1 提高功率因数的意义................................................................................ 5 4.2 电容器组总容量确定的要求.................................................................... 5 4.3 并联电容器组的基本接线类型................................................................ 5 4.4 并联电容器组每相内部的接线方式........................................................ 5 4.5 功率因数的计算........................................................................................ 6 4.6 无功补偿校验............................................................................................ 7 第5章 电气主接线设计......................................................................................... 8
5.1 电气主接线的基本要求............................................................................ 8 5.2 电气主接线的选择.................................................................................... 8
5.2.1 主接线的预定方案......................................................................... 8
第6章 短路电流计算........................................................................................... 12
6.1 短路电流计算的目的.............................................................................. 12 6.2 短路计算的基本步骤.............................................................................. 12 6.3 短路点的选择.......................................................................................... 12 6.4 根据系统接线图得出等值电路图并化简.............................................. 13 6.5 当60kV侧（k1(3)点）母线出线上发生短路时 .................................... 17 6.6 当10kV侧（k2(3)点）母线上发生短路时 ............................................ 19 6.7 当10kV侧线路上（k3(3)点）发生短路时 ............................................ 21 第7章 电气设备的选择与校验........................................................................... 23
7.1 断路器的选择.......................................................................................... 23
III
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7.1.1 60kV侧断路器的选择.................................................................. 23 7.1.2 10kV侧断路器的选择.................................................................. 24 7.2 隔离开关的选择...................................................................................... 26
7.2.1 60kV侧高压隔离开关选择.......................................................... 26 7.3 电流互感器的选择.................................................................................. 27
7.3.1 60KV侧电流互感器选择 ............................................................. 27 7.3.2 10kV侧电流互感器的选择.......................................................... 29 7.4 电压互感器的选择.................................................................................. 30
7.4.1 60KV侧电压互感器的选择 ......................................................... 30 7.4.2 10kV侧电压互感器的选择.......................................................... 31 7.5 10kV侧开关柜的选择............................................................................. 31
7.5.1 10kV负荷配出线断路器的选择.................................................. 32 7.5.2 10kV负荷配出线电流互感器的选择.......................................... 33 7.6 避雷器的选择.......................................................................................... 35
7.6.1 60kv侧高压避雷器的选择........................................................... 35 7.6.2 10kv侧避雷器的选择................................................................... 35
第8章 继电保护设计........................................................................................... 36
8.1.1 对继电保护的基本要求............................................................... 36 8.1.2 变压器保护的配置原则............................................................... 36 8.1.3 西郊二次变电所主变保护配置................................................... 36
第9章 防雷接地设计........................................................................................... 39
9.1 避雷针的装设.......................................................................................... 39
9.1.1 单只避雷针的保护范围计算....................................................... 39 9.1.2 两只等高避雷针保护范围........................................................... 40 9.2 接地装置.................................................................................................. 41 第10章 结 论....................................................................................................... 43 参考文献................................................................................................................. 44 致 谢....................................................................................................................... 45
IV
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第1章 绪 论
为了促进电力工业的可持续发展,满足各地区供电负荷的要求,实现安全供电,保证供电可靠性,地区变电所的建设将具有十分重要的意义。离开了电力，要想实现人类社会的物质文明和精神文明是根本不可能的，要实现国家的现代化也是办不到的。因此电力统的安全运行，及合理建设方式，涉及到国家经济和文化的发展。随着各国电力工业的发展,电网的规模的迅速扩大，电压等级和自动化水平的不断提高，供电部门为适应市场机制，加强科技进步和提高经济效益就成为电力经营管理关注的重点问题。为了解决这一问题,我国于2002年首先推出了以打破垄断,引入竞争为首的体制改革方案.预期将对发输供电效率的提升产生积极作用。
通过毕业设计可以巩固所学到的专业理论知识，包括设计原则，设计步骤，和设计方法。为更好的熟悉设备及掌握电气接线原则，因此毕业设计选择方向为二次降压变电所。
本设计是根据毕业设计的要求，针对二次变电站的电气部分初步设计做出的阐述和说明。主要内容包括了对概述及原始资料分析，负荷分析计算及无功补偿，主变压器的选择，电气主接线的选择，短路计算，电气设备选择与校验，变电所继电保护，防雷接地保护设计。
待设计变电所是60/10kV地区一般性变电站，电源为60kV，两回进线，重要负荷占总负荷的70%。为了保证供电的可靠性和一次性满足远期负荷的要求，本设计将按照远期负荷规划进行设计建设，从而保证该变电所能够长期可靠供电。
本设计是我们进行的一次比较系统、具体、重要的设计，它是我们将所学的专业知识进行理论与实践的很好结合，是学生在毕业前最后一个重要的综合性实践教学环节，是学生全面运用所学基础理论、专业知识和基本技能，对实际问题进行设计（或研究）的综合性训练。
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