课程设计说明书课程名称：《综合课程设计》设计题目：某化纤毛纺织厂全厂总配电所及配电系统设计学生姓名：张三学号： 201107011153 院系：机械与控制工程学院专业年级：2011级机械制造与自动化专业指导教师：李四2016年6月5日中国石油大学胜利学院《综合课程设计》课程设计说明书目录1 原始资料分析 (1)1.1工程情况分析 (1)1.2电力系统情况分析 (1)1.3负荷情况分析 (1)1.4环境条件分析 (1)2 设计说明部分 (2)2.1主接线设计 (2)2.2变压器 (2)2.2.1 变压器形式的选择 (2)2.2.2 变压器台数和容量的确定 (2)3 设计计算部分 (3)3.1变压器的选择 (3)3.2短路计算 (3)3.2.1 短路电流计算的目的 (3)3.2.2 短路电流计算方法 (4)3.2.3 三相短路电流计算 (4)3.3电气设备选择计算 (7)3.3.1 选择电气设备原则 (7)3.3.2 校验电气设备原则 (8)4.3.3 设备选择及校验 (9)3.3.4 母线的选择 (12)3.4继电保护计算 (13)3.4.1 主变压器继电保护配置与整定 (13)3.4.2 输电线路继电保护 (17)3.4.3 站用电设计 (20)3.5防雷及接地计算 (20)3.5.1 防雷 (20)3.5.2 接地计算 (22)中国石油大学胜利学院《综合课程设计》课程设计说明书4 结果与结论4.1 设计结果4.2 设计结论中国石油大学胜利学院《综合课程设计》课程设计说明书1 原始资料分析1.1 工程情况分析待设计变电站的电源，由双回220kV线路送到本变电站；在中压侧110kV侧送出8回线路；在低压侧35kV母线，送出10回线路；在本站220kV母线有3回输出线路。

1.2 电力系统情况分析确定本变电站的电压等级为220/110/35kV，220kV是本变电站的电源电压，110kV 和10kV是二次电压。

1.3 负荷情况分析110kV侧有8回出线，最大负荷为200MW，cosθ=0.85，一、二类负荷各占50%，每回负荷按25MW考虑，出线最长一回为30km；35kV侧有10回出线，最大负荷为70MW，cosθ=0.8，一、二类负荷各占50%，每回负荷按7MW考虑，出线最长一回为30km。

系统的阻抗标幺值为0.018。

1.4 环境条件分析该变电站年最高气温42℃，年最低气温-10℃，平均气温20℃，年最热月平均气温30℃，年雷暴日为30天，土壤性质以砂质粘土为主。

该变电站位于市郊生荒土地上，地势平坦、交通便利、环境无污染。

1中国石油大学胜利学院《综合课程设计》课程设计说明书2 设计说明部分2.1 主接线设计在本课题设计中，有2回220kV线路送到本变电站，送出3回，在中压侧110kV母线，送出8回，对于220kV地区性变电站来说，双母线接线的可靠性已能达到要求，且地区性变电站主要是要求经济性，因此采用双母线接线，当一母线故障或检修的时候，由母联断路器向另一母线充电，直到完成母线转换过后才断开母联断路器，使原工作母线退出运行，保证了供电的可靠性。

在低压侧35kV母线，送出10回线路，考虑到地区性一般变电站对经济性的要求，采用单母线分段接线，当一母线发生故障时，分段断路器能自动把故障切除，保证正常段母线不间断供电以不至于造成用户停电。

2.2 变压器2.2.1 变压器形式的选择变压器分类很多，按功能分有升压和降压变压器；按冷却方式分有油浸式和干式。

在选用变压器时应选用低损耗节能型变压器，如S9系列。

2.2.2 变压器台数和容量的确定1）台数确定台数确定应满足用电负荷的可靠性要求，在一、二级负荷变电所中用两台变压器，对季节性负荷或负荷变化大的变电所也采用两台。

2）容量的确定单台时额定容量应满足全部用电设备的计算负荷，且留有一定的裕度。

两台时任一台单独运行应满足计算负荷60%-70%的要求，而且任一台单独运行时应满足所有一、二级负荷的需要[3]。

2中国石油大学胜利学院《综合课程设计》课程设计说明书33 设计计算部分3.1 变压器的选择根据第二章对变压器的说明，按照课题内容的要求，本变电站有两回电源进线，系统有110kV 和35kV 两个负荷等级，其最大有功负荷为200MW ，cos θ=0.85，和70MW ，cos θ=0.8总S ＝200/0.85+70/0.8＝322.8（MV A ）需要选择的变压器容量S ＝0.7×322.8＝225.96（MV A ） 选用三绕组变压器[2]，查手册，选出的设备如表4-1所示： 表3-1 变压器型号选择3.2 短路计算计算短路电流主要是为了选择断路器等电气设备或对这些设备提出技术要求；评价确定网络方案，研究限制短路电流措施；为继电保护设计与调试提供依据；分析计算输电线路对通讯网络设施的影响等。

在电力系统设计中，短路电流的计算应按远景规划水平年来考虑，远景规划水平年一般取工程建成后5～10年中的某一年。

计算内容为系统在最大运行方式时，各枢纽点的三相短路电流。

3.2.1 短路电流计算的目的1） 短路点的选取：各级电压母线、各级线路末端。

2） 短路时间的确定：根据电气设备选择和继电保护整定的需要，确定计算短路电流的时间。

3） 短路电流的计算：最大运行方式下最大短路电流；最小运行方式下最小短路电流；各级电压中性点不接地系统的单相短路电流。

计算的具体项目及其计算条件，取决中国石油大学胜利学院《综合课程设计》课程设计说明书4T1-1T2-1(f-1)T1-2T1-3T2-2T2-3(f-2)(f-3)(f-4)(f-5)于计算短路电流的目的 。

3.2.2 短路电流计算方法供配电系统某处发生短路时，要算出短路电流必须首先计算出短路点到电源的回路总阻抗值。

电路元件电气参数的计算有两种方法：标幺值法和有名值法。

1） 标幺值法标幺制是一种相对单位制，标幺值是一个无单位的量，为任一参数对其基准值的比值。

标幺值法，就是将电路元件各参数均用标幺值表示。

由于电力系统有多个电压等级的网络组成，采用标幺值法，可以省去不同电压等级间电气参量的折算。

在电压系统中宜采用标幺值法进行短路电流计算。

2） 有名值法有名值法就是以实际有名单位给出电路元件参数。

这种方法通常用于1kV 以下低压供电系统短路电流的计算。

3.2.3 三相短路电流计算三相短路是电力系统最严重的短路故障，三相短路的分析又是其他短路分析的基础。

由于本课题系统为无限大容量系统，其各点的短路电流计算如下：根据系统接线图绘制等值电路图如图3-1所示：图3-1 系统等效电路图短路电流的计算通常采用近似标幺值计算。

取B S =100MW ，各级基准电压为平均额定电压。

第二章已选出主变压器（三绕组），其阻抗电压如表3-2所示：表3-2 变压器阻抗电压中国石油大学胜利学院《综合课程设计》课程设计说明书5计算每组绕组的短路电压百分数：%1S V =21（%)21(-S V ＋%)13(-S V –%)32(-S V ）=21（13＋23–8）=14 %2S V =21（%)21(-S V ＋%)32(-S V –%)13(-S V ）=21（13＋8–23）=-1 %3S V =21（%)32(-S V ＋%)13(-S V –%)21(-S V ）=21（8＋23–13）=9 取B S =100MV A ，B U =av U 计算变压器各绕组的标幺值：*11-T X =100%1S V ×240100=10014×240100=0.0583 *21-T X =100%2S V ×240100=1001-×240100=-0.0042 *31-T X =100%3S V ×240100=1009 ×240100=0.0375 2号变压器的参数与1号变压器的参数一致。

1） 当（f-1）点（220kv 母线）发生短路时的计算*1-f X =*C X =0.018 *1-f I =*11-f X =018.01=55.6 有名值：1-f I =55.6⨯avd U S 3=55.6⨯3100⨯2301=14（kA ） 冲击电流：shi =2.55⨯1-f I =2.55⨯14=35.7（kA ）2） 当（f-2）点（110kV 母线）发生短路时的计算*1T X =*2T X =*11-T X +*21-T X =0.0583-0.0042=0.0541 *T X =*1T X ∥*2T X =0.0271*2-f X =*C X +*T X =0.018+0.0271=0.0451*2-f I =*21-f X =0451.01=22.17 有名值：2-f I =22.17⨯avd U S 3=22.17⨯3100⨯1151=11.1（kA ）中国石油大学胜利学院《综合课程设计》课程设计说明书6冲击电流：sh i =2.55⨯2-f I =2.55⨯11.1=28.3（kA ） 3） 当（f-3）点（35kV 母线）发生短路时的计算*1T X =*2T X =*11-T X +*31-T X =0.0583+0.0375=0.0958 *T X =*1T X ∥*2T X =0.0479*3-f X =*C X +*T X =0.018+0.0479=0.0659*3-f I =*31-f X =0659.01=15.2有名值：3-f I =15.2⨯avd U S 3=15.2⨯3100⨯371=23.7（kA ） 冲击电流：sh i =2.55⨯3-f I =2.55⨯23.7=60.44（kA ） 4） 当（f-4）点（110kV 出线）发生短路时的计算 *WL X =0.4⨯30⨯2115100=0.09 *4-f X =*2-f X +*WL X =0.0451+0.09=0. 1351 *4-f I =*41-f X =1351.01=7.4 有名值：4-f I =7.4⨯avd U S 3=7.4⨯3100⨯1151=3.7（kA ） 冲击电流：sh i =2.55⨯4-f I =2.55⨯3.7=9.44（kA ） 5） 当（f-5）点（35kV 出线）发生短路时的计算*WL X =0.4⨯30⨯237100=0.876 *5-f X =*3-f X +*WL X =0.0479+0.876=0.9239 *5-f I =*51-f X =9239.01=1.08（kA ）有名值：5-f I =1.08⨯avd U S 3=1.08⨯3100⨯371=1.7（kA ） 冲击电流：sh i =2.55⨯5-f I =2.55⨯1.7=4.34（kA ） 短路电流如表3-3所示：中国石油大学胜利学院《综合课程设计》课程设计说明书7表3-3 短路电流值3.3 电气设备选择计算供配电系统中的电气设备是在一定的电压、电流、频率和工作环境条件下工作的，电气设备的选择，除了应满足在正常工作时能安全可靠运行之外，还应满足在短路故障时不至损坏的条件。