60KV降压变电所电气工程初步设计_毕业论文设计.doc

红安 60KV 降压变电所电气工程初步设计 - 1 - 目 录 中文摘要 .I Abstract II 第一篇 说明书 - 1 - 一、引言 .- 1 - 二、变电所设计原则 .- 2 - （一）总则 - 2 - （二）所址选择和所区规划 - 2 - （三）电气部分 - 3 - 三、10KV 架空导线截面选择及校验 .- 4 - （一）导线截面的选择 - 4 - （二）导线截面的校验 - 5 - 四、无功补偿和变压器选择 .- 7 - （一）线路的功率损耗 - 7 - （二）主变压器的选择 - 8 - 五、电容器的选择 - 11 - （一）无功功率的平衡 .- 11 - （二）无功补偿的意义 .- 11 - （四）电容器的选择 .- 12 - （五）选择电容器的台数 .- 12 - 沈阳工程学院毕业设计（论文） - 2 - （六）低压侧功率因数校验 .- 12 - 六、确定变电所主接线 - 13 - （一）对电气主接线的基本要求 .- 14 - （二）变电所主接线设计原则 .- 14 - （三）变电所主接线的设计步骤 .- 15 - （四）主接线的选择 .- 15 - （五）主接线的确定 .- 16 - 七、短路电流计算 - 17 - （一）短路的定义及类型 .- 18 - （二）计算短路电流的目的 .- 18 - （三）短路的原因 .- 18 - （四）短路电流的计算 .- 18 - 八、电气设备选择 - 19 - （一）电气设备选择的一般原则 .- 19 - （二）断路器的选择 .- 21 - （三）隔离开关选择 .- 22 - （四）互感器选择 .- 22 - （五）避雷器的选择 .- 25 - （六）熔断器的选择 .- 25 - （七）高压开关柜的选 .- 25 - （八）汇流母线的选择 .- 26 - 九、确定室外设备布置方式 - 28 - 红安 60KV 降压变电所电气工程初步设计 - 3 - （一）高压配电装置和设计原则及要求 .- 28 - （二）设备的配置 .- 29 - （三）配电装置的选择 .- 30 - 十、防雷保护设计 - 31 - （一）变电所直击雷的过电压保护 .- 31 - （二）变电所直击雷保护的基本原则 .- 31 - （三）避雷针的设计 .- 31 - 第二篇 计算书 .- 33 - 1、10KV 架空线路选择 .- 33 - 1.1 制钉厂（双回路） - 33 - 1.2 齿轮厂（双回路） - 34 - 1.3 电炉厂（双回路） - 35 - 1.4 齿轮厂（双回路） - 36 - 1.4 钢网厂（双回路） - 37 - 1.6 矿山机械厂（单回路） - 39 - 1.7 电焊机厂（双回路） - 40 - 1.8 机修配厂（单回路） - 41 - 2、主变压器的选择 .- 43 - 2.1 线路损耗总功率的计算 - 43 - 2.2 所有负荷总有功功率、无功功率 - 44 - 2.3 变压器低压侧总有功、无功功率 - 44 - 2.4 变压器主变容量的选择 - 45 - 沈阳工程学院毕业设计（论文） - 4 - 2.5 变压器总有功、无功损耗 - 45 - 2.6 高压侧总的有功、无功功率 - 46 - 3、电容器的选择 .- 46 - 3.1 补偿功率因数 - 46 - 3.2 静电电容器的选择 - 46 - 3.3 补偿后的容量 - 47 - 4、变电所电气主接线选择和短路电流计算 .- 47 - 4.1 电气主接线的选择 - 47 - 4.2 短路电流的计算 - 48 - 4.3 短路点选择如下图 - 48 - 4.4 计算各短路点在其运行方式下的短路电流 - 49 - 5、电气设备的选择 .- 52 - 5.1 等值时间的计算方法 - 52 - 5.2 断路器的选择与校验 - 53 - 5.3 隔离开关的选择与校验 - 55 - 5.4 电流互感器的选择 - 57 - 5.5 电压互感器的选择 - 59 - 5.6 避雷器的选择 - 59 - 5.7 母线的选择与校验 - 60 - 5.8 高压熔断器的选择 - 61 - 5.9 高压开关柜的选择 - 62 - 红安 60KV 降压变电所电气工程初步设计 - 5 - 6、防雷保护计 .- 64 - 6.1 避雷针高度选择 - 73 - 6.2 保护半径计算 - 73 - 6.3 保护范围最小宽度计算 - 73 - 结论 - 75 - 致谢 - 76 - 参考文献 - 77 - 附录 - 78 - A1.1 .- 78 - 红安 60KV 降压变电所电气工程初步设计 I 中文摘要 本毕业设计论文是红安降压变电所电气工程（部分）初步设计。 全论 文除了摘要、毕业设计书之外，还详细的说明了各种设备选择的最基本的要 求和原则依据。 变压器的选择包括：主变压器的台数、容量、型号等主要技术数据的确 定；电气主接线主要介绍了电气主接线的重要性、设计依据、基本要求、各 种接线形式的优缺点以及主接线的比较选择，并制定了适合本所要求的主接 线。变电所用接线包括：变电所接线的总要求以及变电所母线接线设计。 短路电流计算是最重要的环节，本论文详细的介绍了短路电流计算的目 的、假定条件、一般规定、元件参数的计算、网络变换、以及各短路点的计 算等知识。 高压电气设备的选择包括母线、高压断路器、隔离开关、电流互感器、 电压互感器的选择原则和要求，并对这些设备进行校验和产品相关介绍 。 而根据本论文所介绍的高压配电装置的设计原则、要求和 60KV 的配电装置， 决定此次设计对本厂采用分相中型布置。继电保护和自动装置的规划，包括 总则、自动装置、一般规定主变压器、母线等设备的保护， 而变电所的防 雷保护则主要针对避雷针和避雷器的设计。 关键字：短路计算 校验 设备选择 沈阳工程学院毕业设计（论文） II Abstract This graduate design thesis is a yanqing Transformer Substation Two Times Electrical Engineering (part) Design. Whole thesis besides summary graduate to design the book outside, returned the expatiation every kind of most basic request that equipments choose with principle according to. The choice of the transformer includes: Main transformer use the main technique in number, capacity, model number.etc. in set data of the transformer to really settle; The electricity lord connected the line to introduce primarily the electricity lord connects the linear importance, design according to, the basic request, every kind of merit and shortcoming and lords that connect the line form connects the linear choosing more, the lord that combine to establish the in keeping with my plant the request connects the line; The factory connects with the electricity the line includes: The factory connect the linear total request and factory to connect the line design with the mother line with the electricity. The short-circuit galvanometer is regarded as the most important link, this thesis introduced the calculating purpose in short- circuit electric current, assumption term, general provision, the calculation, network transformation of a parameter detailedly, and each calculation etc. knowledge that short circuit order; The choice of the high pressure electricity equipments includes the mother line, high pressure breaks the road machine and insulate the switch, electric current to feels with each other the machine, electric voltage feels with each other the choice principle of the machine, high pressure switch cabinet with request, and proceed to 红安 60KV 降压变电所电气工程初步设计 III these equipmentseses the school check with the related introduction in product. But go together with the design principle of the electricity device, request to go together with the electricity device with 60 KV according to this thesis a high pressure for introducing, decide this time design to adopt the cent the mutually medium-sized arranging to the my plant. After electricity protection with the programming of the automatic device, include total, automatic device, general provision with the protection of generator, transformer, mother line etc. equipments, but power plant with change to give or get an electric shock a design for defending thunder protecting then primarily aiming at lightning rod with lightning arrester. Key word: Short circuit calculation Examination The choice of the equipments 红安 60KV 降压变电所电气工程初步设计 - 1 - 第一篇 说明书 1、引言 电力系统成为人类历史发展的主要动力资源，要科学合理地驾驭电力， 必须从电力工程的设计原则和方法上来理解和掌握其精髓，提高电力系统的 安全可靠性和运行效率，从而达到降低生产成本，提高经济效益的目的。 变电所的设计，在国民经济发展计划的统筹安排下，必须贯彻执行党的 有关方针、政策。设计中应不断总结实践经验，在保证安全运行、经济合理 的情况下，力求接线简化、布置紧凑和逐步提高自动化的水平，并积极慎重 的采用新技术。 变电所的设计水平，一般根据 510 年电力系统发展情况规划进行设计， 枢纽变电所连接的电源和回路，还应根据电力系统运行的安全和经济等条件 确定。 众所周知，毕业设计是大学的最后一个教学环节，通过毕业设计即可以 巩固学生在学校学过的理论知识，又可以培养学生运用所学知识分析和解决 工程实际问题的综合能力，为学生走出校门后尽快适应工作岗位的要求，起 到了桥梁和纽带的作用。 沈阳工程学院毕业设计（论文） - 2 - 2、变电所设计原则 2.1 总则 2.1.1 电所的设计必须贯彻执行党的有关方针、政策，设计中应不断终 结实践经验，在保证安全运行、经济合理的条件下，力求接线简化，布置紧 凑和逐步提高自动化水平，并积极慎重地采用新技术。 2.1.2 变电所应根据 510 年电力系统发展规划进行设计，枢纽变电所 连接的电源数和回路数，还应该根据电力系统运行完全和经济等条件确定。 2.2 所址选择和所区规划 1所址选择 2.2.1 所址的选择应符合下列要求： 接近负荷中心； 不占或少占农田； 便于各级电压线路的引入和引出,架空线路走廊应与此同时确定； 交通运输方便； 尽量不设在空气污秽地区,否则采用防污措施或设在污秽源上风道； 所址不应为积水淹没，并有足够排洪设施； 生活和生产用水的可靠水源；。 确实所址时应考虑对邻近设施的影响。 2.2.2 为了减少所占面积或地区面积受到限制时，配电装置中尽量采用 少占地的电网或布置采用高型或半高型方式等。 2管线的布置 各地下管线之间和地下管线与建筑物，构筑物，道路之间最小净距，应 根据敷设和检修的要求。建设物的基础的构造，管线的埋设深度，检修的位 置及当地其他条件确定其最小距可参照， 变电所设计技术规程的“附录- ”所列数值。 红安 60KV 降压变电所电气工程初步设计 - 3 - 3所区内、外通道 变电所应有道路与外部公路连接，其路面宽度一般不小于 3.5 米，变电 所内应设置环行道路或回车道、环行道，路面宽度一般为 3 米，由变电所大 厅至主变电器的道路可适当加宽。 变电所内应设巡视小道，并可利用电缆沟盖板作为部分巡视小道。 2.3 电气部分 2.3.1 主变压器 1.变电所中一般装设两台变压器，如只有一个电源或变电所可由中、低 压侧电力网取得备用电源，可装设一台主变压器。 2 变电所主变压器一般采用三相式变压器，其容量应根据电力吨度年个 510 年的发展规划进行选择，装有两台以上主变压器变电所中，当一台断 开时，其余主变压器的容量一般保证 70%的全部负荷，但应保证用户的一级 负荷和大部分二级负荷。 2.3.3 电力潮流变化和电压偏移大的变电所，如经计算，普通变压器不能 满足电力系统和用户对电压的要求，应尽量采用有载调压变压器，当电力系 统运行确有需要时，可装设单独的调压变压器。 2 主接线 （1）变电所的主接线应根据变电所在电力系统中的地位，回路数，装备 特点及负荷性质等条件确定，并应满足运行可靠、简单灵活，操作方便和节 约投资等要求。 沈阳工程学院毕业设计（论文） - 4 - （2）当能满足运行要求时，变电所变压侧应尽量采用断路器较少或不用 断路器的接线,如线路变压器组或桥型接线等。当能够满足电力系统中继电 保护的要求时，也可采用线路分支接线，如有扩建的要求，在布置上应为过 度到最终接线准备条件。 （3）3560 千伏干线配电装置中当出线为 2 回时，一般采用桥型接线 当出线为 2 回以上时，一般条件采用分段单母线接线，出线回数较多连接电 源较多，负荷大或污秽的环境中的 3560 千伏屋外配电装置，可采用双母 线接线 6 千伏和 10 千伏配电装置中，可设置一般采用分段母线和单母线接 线。 （4）当地区电力网或用户不允许停电检修线路断路器时，采用单母线或 分段单母线的 6 千伏和 10 千伏配电装置中，可设置旁路母线。 （5）接在母线上的阀型避雷器和电压互感器，一般合用一组隔离开关接 在变压器引线上的阀型避雷器回路中，一般不装设隔离开关。 （6）大容量变电所中为限制 6 千伏和 10 千伏出线上短路电流一般采用 下列措施之一。 变压器分列运行。 1 在变压器回路中装设分列电抗器或电抗器。 2 采用低压侧为分裂绕组的变压器。 3 出险上装设电抗器。 4 （7）在出线上装设电抗器的 6 千伏和 10 千伏配电装置中，向下同用户 供电的两回线可共用一台断路器和一组电抗器，但每回线上应各装一组出线 红安 60KV 降压变电所电气工程初步设计 - 5 - 隔离开关。 三、10KV 架空导线截面选择及校验 架空线是软导体，架空线的选择主要是截面选择，而架空线路的型号则 视具体情况而定。而在导体截面选择时应针对不同的电力网特点，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（mm 2）和钢线部分额定截面积（mm 2）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 沈阳工程学院毕业设计（论文） - 6 - 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 5000h），传输容量大，长度在 20m 以上的导体，如发电maxT 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： Jmax.IwS （3-1） 式中： 母线的经济截面（ mm2）S 经济电流密度（A/ mm 2）J 正常工作时的最大长期工作电流（A）max.wI = （3-2max.wIcos3NUP ） 式中： 本线路的有功功率（Kw）P 本线路的额定电压 (Kv)NU 本线路的功率因数cos 注:当双回路时， = max.wIcos32/NUP （3-3） 当单回路时， 红安 60KV 降压变电所电气工程初步设计 - 7 - = max.wIcos3NUP （3-3） 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 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1x 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，1-35KV 为类线路，1KV 以下为类线路。本次设计属于类线路单 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 。小于其持续工作电流 ，即 。max.IwalInmax.IwlIn 长期允许电流 修正式如下：ln （3-4) 0alk -修正系数 -导体或电气设备正常发热允许最高温度设计中al CQal70 -导体温度 -周围空气的温度0 沈阳工程学院毕业设计（论文） - 8 - 注: 若 则合格。alalnIKImx.walIn 2按电压损失校验 电压损耗: NPRQXU+D= (3-5) -各段线路电阻 -各段线路电抗X -各段线路通过的有功功率PMw -各段线路通过的无功功 R 率Qvar -线路上的额定电压NUk (3-6) )cos(tg1 LxXrR1 -线路长度Lkm -每千米线路电阻1r -每千米线路电抗x 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。 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 红安 60KV 降压变电所电气工程初步设计 - 9 - 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： （4-1） RUQP2 （4-2X2 ） 式中： 线路总有功损耗（ ）Pkw 线路总无功损耗（ ）Qvar 、 线路末端有功功率和无功功率（ ， ）Mwvar 线路末端电压( )U 双回路时：（1）两条线路运行 2)(22XUQPRL （4-3） （2）一条线路运行 XUQPRL22)() （4-4） 沈阳工程学院毕业设计（论文） - 10 - （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。SDT-85 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 510 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： caNS7.0 （4-5） 式中：S ca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 ，caNS7.0 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 - 11 - 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 24 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 2caQPS总 （4-6） 单台变压器容量 （4-总单 %70 7） 式中： 变压器低压侧总有功、无功功率（ ， ）caQP, kwvar 注： = cPLk)( （4-8） Qca （4-9） 所有线路的功率损耗之和（ ）LPkw 所有线路的无功损耗之和（ ）Qvar 所有负荷有功功率之和（ ） 所有负荷无功功率之和（ ） 有功负荷同时率Pk 无功负荷同时率Q 根据单台变压器容量，可选出主变压器型号。 （2）求出变压器损耗 沈阳工程学院毕业设计（论文） - 12 - 02()%1caTKNkcaSPnPnUQìïD=+íï æö÷çèøî （4-10） 式中： 总的有功功率损耗（ ）TPkw ， 变压器短路损耗和空载损耗（ ）kO kw 变压器负荷的视在功率（ ）SKVA 变压器负荷的额定功率（ ）N 变压器总的无功功率损耗（ ）TQvar 变压器空载电流百分比%I 变压器短路电压百分比kU （3）求出高压侧总的有功、无功功率 （4-11） TcaP1 （4-12） Q 式中： 变压器低压侧总有功、无功功率（ ， ）caQP, kwvar 变压器总有功、无功损耗（ ， ）T 变压器高压侧总有功、无功功率（ ， ）1, 4变压器的型号 （1）相数： D单相 S三相 （2）箱壳外冷却介质： 无油浸自冷 F风冷 S水冷 （3）绕组外绝缘介质： 无油 G空气（干式） C干式浇铸绝缘 CR干式（包封式） N难燃液体 （4）循环方式： 无自然循环 P强迫油循环 （5）绕组数： 无比绕组 S三绕组 F分裂绕组 （6）绕组导线材质： 无铜 L铝 （7）绕组耦合方式： D自耦 （8）调压方式： 无无激磁调压 Z有载调压 （9）防护代号： TH湿热 TA干热 本设计所选变压器型号为 SF912500/60，含义：三相，风冷，油浸， 比绕组，12500KVA，60KV 有载调压电力变压器。 红安 60KV 降压变电所电气工程初步设计 - 13 - 五、电容器的选择 电力系统的无功功率平衡是系统电压质量的根本保证。在电力系统中， 整个系统的自然无功负荷总大于原有的无功电源。因此必须进行无功补偿。 合理的无功补偿和有效的电压控制。不仅可保证电压质量，而且将提高电力 系统运行的稳定性、安全性和经济性。电力系统中，必须设法提高电力网中 各有关部门的功率因数，以充分利用电力系统中各发电设备和变电设备的容 量，增加其输电能力，减小供电线路导线的截面，节约有色金属，减小电力 网中的功率损耗和电能损耗，并降低线路中的电压损失和电压波动，以达到 节约电能和提高供电质量的目的，为了补偿无功功率，在工业企业中经常装 设电力电容器作为补偿装置。 补偿装置都是设置于发电厂、变电所、配电所或开关站中，大部分连接 在这些厂站的母线上，也有的补偿装置是并联或串联在线路上。电容器型号 由系列代号、介质代号、设计序号、额定电压、额定容量、相数或频率尾注 号或使用环境等部分组成，符号代号一般用汉语拼音字头表示。 本设计选用电容器型号为 BWF -200-1W，型号含义为：并联，烷基3/1 苯浸复合介质， KV，200 Kvar 单相户外式电容器。3/1 （一）无功功率的平衡 系统的无功功率平衡是电力系统运行中的一个重要问题。所谓无功功率 平衡就是指在运行的每一个时刻系统中各无功电源发出的无功功率要等于用 户所消耗的无功功率（即无功负荷）与系统中各环节上无功功率损耗之和。 沈阳工程学院毕业设计（论文） - 14 - 电力系统的无功功率电源除了发电机外还有同步调相器、静电电容器及 静止补偿器。后三种装置又称为无功补偿装置。本设计采用补偿装置为静电 电容器。 （二）无功补偿的意义 （1）提高功率因数； （2）改善电能质量； （3）降低网络功率损耗和电能损耗。 （三）电容器的选择原则 （1）补偿装置可分为两大类：串联补偿装置和并联补偿装置； （2）对于 110KV 及以下电网中的串联电容补偿装置，可以减少线路电 压降，降低受端电压波动，提高供电电压；在闭合电网中，改善潮流分布， 减少有功损耗； （3）对于并联补偿装置的（同期）调相机，可以向电网提供可无级连 续调节的容性和感性无功，维持电网电压；并可以强励补偿容性无功，提高 电网的稳定性； （4）对于并联补偿装置，可以向电网提供可阶梯调节的容性无功，以 补偿多余的感性无功；减少电网有功损耗和提高电网电压； （5）对于静止补偿装置，可以向电网提供可快速无级连续调节的容性 和感性无功，降低电压波动和波形畸变率，全面提高电压质量，并兼有减少 有功损耗，提高系统稳定性，降低工频过电压的功能。 （四）电容器的选择 （1）计算补偿的功率因数 （5-1） 21211 )()(cosQP 式中： 补偿前的功率因数1s 有功和无功的负荷系数月平均值, 变压器高压侧总有功、无功功率（ ， ）QP kwvar 注： 反映了有功、无功负荷的均匀程度， 越小，说明曲线起伏越大，, , 即有功、无功负荷变化大。一般的工业企业负荷系数年平均值为 0.700.75, =0.760.82 说明：因为本设计 0.9，不满足设计要求，所以必须进行无功补偿。1cos 红安 60KV 降压变电所电气工程初步设计 - 15 - （五）选择电容器的台数 （5-2） 21tgPQc 式中： 补偿容量（ ）cvark 有功负荷系数月平均值 补偿前、后的角度21, 若选择单台容量为 200 的电容器，则电容器台数为cr cnQ （5-3） 式中： 电容器台数（台） 单台电容器容量（ ）cnvark 注： 补偿后功率因数至少为 0.9。 1 因为本次设计采用 2 台主变，而且是 3 相供电为保持无功平衡电容 2 器的台数既是 2 的倍数也应是 3 的倍数，本次所选电容器为单相电容器，所 以电容器的选择应为 6 的倍数。 因为 6 以上的的并联电容器采用 Y 型接线，所以本次设计电容器应 3 kv 选择 Y 型接线。 （六）低压侧功率因数校验 2121cosPQc （5-4） 补偿后功率因数2cos 变压器高压侧总有功、无功功率（ ， ）1,QP kwvar 所选电容器总容量（ ）c vark 若 0.9 则满足条件2os 沈阳工程学院毕业设计（论文） - 16 - 六、确定变电所主接线 变电所电气主接线指变电所的变压器，输电线路怎样与电力系统相连接， 从而完成输配电任务。变电所的主接线是电力笑纹接线组成中的一个重要组 成部分。主接线的确定，对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行以及变 电所电气设备的选择，配电装置的布置，继电保护和控制方法的拟定将会产 生直接的影响。 （一）对电气主接线的基本要求 根据我国能源部规定：变电所的电气主接线应根据该变电所在电力系统 中的地位、变电所的规划容量，负荷性质、线路变压器连接元件总数、设备 特点等条件确定。并应综合考虑供电可靠性、运行灵活、操作检修方便，投 资节约和便于过渡或扩建等要求。 （1）电气主接线应根据系统和用户的要求，保证供电的可靠性和电能 质量。对三类用户以一个电源供电即可，对一类负荷和二类负荷占大多数的 用户应由两个独立电源供电，其中任一电源必须在另一电源停止供电时，能 保证向重要负荷供电。同时，在确定主接线时应保证电能质量在允许的变动 范围之内。 （2）电气主接线应具有一定的灵活性和方便性，以适应电气装置的各 种情况，不仅正常运行时能安全可靠地供电，而且在系统故障或设备检修及 故障时，不中断对用户的供电或者减少停电的时间，缩小停电的范围，并且 操作简便，误操作的可能性小。 红安 60KV 降压变电所电气工程初步设计 - 17 - （3）电气主接线应在满足上述技术要求的前提下，尽可能经济，尽量 减少设备投资费和运行费，并相应注意节约占地面积和搬迁费用。 （4）具有发展和扩展的可能性。电气主接线在设计时应留有