网院电气工程专业本科毕业设计指导讲座.doc

091网院电气工程专业本科毕业设计指导讲座一、 毕业设计的目的和要求1、 目的：应用在农大网院电气专业所学基础理论和专业知识解决工程实际问题，培养自学能力、发现问题和解决工程实际问题的能力。2、 要求：依据国家可持续发展、能源、环保和土地政策；电力工程设计的有关规程、规定；大学所学的专业知识独立完成毕业设计给定的毕业设计任务。二、 原始资料： 1、待设计的变电站的电压等级为：110kV、35kV、10kV。2、电力系统接线及参数如图所示，待设计的变电站为丙变电站，是一个110系统的枢纽变电站。 电力系统接线图及其参数3、五年规划负荷（1）35kV电压级：架空出线6回，最大输送功率5MW，送电距离30km，功率因数cos=0.8,、类负荷所占比例为60. 负荷同时率取0。9。 (2) 10kV电压级：架空出线10回， 最大输送功率2MW，送电距离6km，功率因数 cos=0.9,、类负荷所占比例为70.负荷同时率取0。9。4、自然条件：站址为农田，土质为沙质黏土，土壤电阻率=0.5.海拔高度211A满足正常运行要求 短路发热校验:110kV电压级后备保护动作时间为3s1s，不考虑短路电流非周期分量电流的影响。短路电流周期分量电流的热效。 Qk=I2*t=7.42kA2*3s=164MAs 热稳定的最小截面 Smin=QkC=16495=135504A满足要求.短路发热校验 Smin=QkC=7。62291=118mm99A满足要求.短路发热校验 Smin=QkC=7。62291=118mm1361 ,满足要求 短路发热校验 Smin=QkC=2021291=219848N.10kV出线的选择10kV出线的额定电流In=1.05Sn1.73U10=1.052MVA1.7311kV0.9=122A矩形铝导线的经济电流密度为0.8,矩形铝导线的截面为S10出=InJ=1220.8=153mm2选择矩形铝导线截面63*8.平放时的允许电流为995A,最高温度为40C2的温度系数为0.81.允许电流为:Iy=995*0.81A=806A157A.短路时热稳定截面Smin=Qk.tc=202.191=220mm210A 35kV电压级中性点消弧线圈的容量 Q=KIcUe3=1.3530353kVA=820kVA 选择消弧线圈两台2*XD-550/35. (5)、电压互感器的选择 每个电压级的母线安装两台电压互感器 110kV电压级选择2JCC1-110 35kV电压级选择2JDJJ-35 10kV电压级选择2JDZJ-10 校验准确级（6） 电流互感器的选择 校验用于继电保护110kV电压级电流互感器的10误差。（7） 避雷器的选择（8） 站用变压器的选择 统计变电站的用电负荷（空调、照明、充电机等）再考虑施工用电选择1S9-M-200kVA 4配电装置设计 110kV、35kV电压级采用屋外中型布置、10kV电压级采用屋内小车式开关柜如图所示 4006004000500020006*800800400400200200400700 35020020030020040055011000150010005503650200040040050050004004007008000800020040020025025025014008001004002004004005008001500 配电装置设计可以绘制110kV电压级变压器进线剖面图和10kV配电装置配置图。5、 变电站接地网的设计(1)确定允许接地电阻；接触电势和跨步电势允许接地电阻Ry=2000I。 当接地短路电流I4kA时，Ry=0.5 允许接触电势Ej=250+0.25bt=250+0.251001=275V允许跨步电势Ek=250+1=350V 变电站的面积S=100100、土壤电阻率=100。M 、类气象区。接地网采用长孔均压带。单相接地短路电流7kA(2)接地电阻计算R0.5A=0.5100m1002m2=0.5(3)边角接触电势Ej=KjEw=0.545n+0.13711.23-9.2AIR=0.54513+0.1371.23-9.210025kA0.5=139V275V边角跨步电势跨步系数Kk=1.28L-L1L0.41A0.25+L1L0.48LN9.02Ad=1.2813-4130.4141002+4130.48ln9.0210020.026=0.055. 跨步电势 Ek=KkIEw=0.0555kA0.5=137.5V3506004000500020006*800800400400200200400700 350200200300200400550110001500100055036502000400400500500040040070080002004002002502502501400800100400200400400500800150012501000700100080012508006008008008000 6、防雷设计 （1）防侵入波设计11kV电压级进线全线加装避雷线，侵入波斜角=0.75kV/m.35kV电压级出线加装2km的避雷线的进线段,侵入波的倾斜角=0.5kV/m。在有多条进出线的条件下查从避雷器到被保护变压器的最大允许距离：110kV电压级为160m、35kV电压级为80m从变电站的平面布置图可以看出是满足要求的。 10kV-6*Y%WZ-15/40.5 35kV-6*Y%WZ-51/135 110kV-6*FZ-110 （2）防直击雷用避雷针的设计 根据规程110kV的构架可以安装避雷针，因而本变电站在110kV构架上安装两根25m避雷针，另装4根25m独立避雷针。满足防护直击雷的要求。7、继电保护配置和计算 依据继电保护规程110kV电压级的输电线路应加装距离三段、零序三段及自动重合闸；35kV电压级的配电线路应加装电流三段、绝缘监视及自动重合闸；10kV电压级出线应加装电流二段、绝缘监视及自动重合闸；变压器应加装差动保护、瓦斯保护、过电流保护、零序过电流保护及过负荷保护；10kV补偿电容器应加装电流速断保护、零序电压保护及过电流保护。（1）、110kV电压级进线距离三段、零序三段可不进行计算（2）35kV电压级出线应进行电流三段保护整定计算，电流限时速断可按灵敏度计算（3）10kV出线应进行电流二段计算 假设在线路的末端接一台1MVA的大变压器Ud%=5。重新计算变压器低压侧三相短路电流。（4）变压器保护整定计算 考虑单台运行时最小短路电流（不考虑系统运行方式改变） （5）补偿电容器保护整定计算计算结果绘制一张简单的变电站继电保护配置图。8、变电站年运行费用的计算 其目的是要知道变电站每年应该有多少利润.（1）、计算变电站的投资 包括：设备费、建设费（土地费）、安装运输保管费调试等费用。若用参考书的资料应加大50%以上（2）、变压器年损耗费 分为铁损和铜损两部分。固定损耗铁损：8760p0、变动损耗铜损：最大损耗时间T=5000s乘以变压器最大负荷时的损耗(三个绕组分别求) （3）、年大修和小修费不考虑利息、人工工资及其他费用（投资偿还年限为10年）四、 降压变电站设计说明书1、 设计的原始依据2、 按毕业设计要求全面完成了毕业设计-优秀成果3、 变电站设计的每一部分的简单说明依据与合理性，有新意的部分可以展开4、 不足和展望，感谢五、 降压变电站的计算书：变压器台数和容量计算、短路电流计算、设备选择计算、防雷接地计算、继电保护整定计算、年运行费的计算等。 变电站设计说明书及计算书应按规定书写。大纲或初稿需交给指导教师审阅。以上变电站设计在10kV电缆出线时可计算电容电流的补偿、可对电流互感器误差进行校验、对防雷接地保护的展开、继电保护配置计算的展开、站用电设计展开、10kV无功补偿的计算、10kV加装进线电抗器和出线电抗器的计算等。 附：变电站接地设计一 、变电站允许接地电阻、接触电势和跨步电势的确定 1、 允许接地电阻的确定 在大接地电流系统的变电站接地电阻为Ry=2000I0 ，当接地短路电流大于4kA时，接地电阻为0.5。2、 允许接触电势的确定 以能量为允许限度的电击时间和心室颤动电流的关系式为I02t=0.27或I0=0.165/t。人体受到电击时的允许接触电势为：Ej=I0（Rr+0.5Rb）=0.165t(Rr+0.5R