某高校新校区变配电所电气部分设计20kV 总配电所电气部分设计
某高校新校区变配电所电气部分设计20kV 总配电所电气部分设计[20200211151053]
摘 要查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
配电所作为整个电网中的一个核心节点担负着电能的传输与分配的任务，对用
电单位安全优质地用电起着至关重要的作用。近年来随着计算机技术、自动控制技
术、通信技术在供配电系统的广泛应用，使变配电所的结构与运行方式发生了很大
的变化，配电所的设计内容也有了新的内涵。因此，设计符合新技术要求的变配电
所电气系统对用户供电质量的提高具有深远的意义。
本设计以某高校新校区 20KV 总配电所电气部分为任务，论述了电力系统工程
中变配电站电气部分设计的全过程。通过负荷计算，以此为依据完成配电所的主接
线设计、电气平面布置方案的设计，短路电流计算，电气设备的选择和校验，防雷
接地装置的设计以及配电所的二次回路的设计，对继电保护进行了的整定计算，较
为详细地完成了电力系统中配电所设计。
本次设计的 20KV 总配电所能够承担向新校区各用电负荷分配电能的任务，基本
实现了安全、可靠、优质、经济的供电要求。设计结果达到了任务书的要求。
关键词：配电所 电力系统 电气设备 继电保护
1 绪论. 1
1.1 课题的背景及意义 1
1.2 供配电设计的一般原则. 2
1.3 设计依据 2
1.3.3 配电所的负荷区域. 2
1.3.4 无功补偿、保护、控制设置、接地要求. 3
1.3.5 气象资料. 3
1.3.6 地质资料. 3
1.4 设计要求及内容 3
1.4.1 设计要求. 3
1.4.2 设计内容. 4 2 负荷计算5
2.1 负荷计算的意义和目的. 5
2.2 配电系统的功率损耗 6
2.3 高压母线汇总处的负荷量 8
2.3.1 1#高压母线处汇总的负荷量. 8
2.3.2 2#高压母线处汇总的负荷量. 8
2.3.3 一路电源供电时高压母线处负荷量的计算. 8 3 配电所的主接线设计和位置选择. 9
3.1 配电所主接线设计. 9
3.1.1 电气主接线的设计原则. 9
3.1.2 电气主接线的基本要求. 10
3.1.3 方案选择. 10
3.1.4 主接线方案的确定11
3.2 高压配电所的位置 12
4 短路电流计算 13
4.1 短路电流计算的目的 13
4.2 高压进线和馈线的短路计算 13
4.2.1 确定短路计算点. 13
4.2.2 确定基准值. 14
4.2.3 短路电路中个主要元件的电抗标幺值. 14
4.2.4 k-1 点的短路电流计算. 14
4.2.5 k-2 点的短路电流计算. 15
4.2.6 k-3 点的短路电流计算. 15
4.2.7 短路电流计算汇总. 15
4.3 高压分段断路器处的短路计算 16
5 主要设备的选择与校验17
5.1 电气设备选择的一般要求 17
5.1.1 按正常工作条件选择. 17
5.1.2 按短路状态校验. 17
5.2 高压配电柜的选择 18
5.3 高压进线处的设备选择 19
5.3.1 断路器和隔离开关的选择与校验. 19
5.3.2 电流互感器的选择和校验. 21
5.4 高压分段断路器处的设备选择 22
5.5 馈线柜的设备选择 22
5.6 电压互感器的选择和校验 23
5.7 母排的选择与校验 23
5.7.1 计算电流选择母排截面积. 23
5.7.2 按短路热、动稳定性校验截面积. 24
5.8 电缆导体截面的选择 25
5.9 电气设备汇总 25
6 二次回路方案的选择及继电保护的整定. 26
6.1 二次回路概念 26
6.2 操作电源 26
6.3 电气测量和计量回路的设计 26
6.4 高压断路器的控制回路和信号装置设计 27
6.5 电源压变控制回路设计 29
6.6 继电保护装置 30
6.7 保护动作电流的整定 31
6.7.1 变压器的保护. 31
6.7.2 母线保护. 33
7 电气总平面布置 36
8 防雷和接地设计37
8.1 防雷装置的设计 37
8.1.1 防雷的意义. 37
8.1.2 防雷装置的措施. 37
8.2 接地装置的设计 37
8.2.1 接地装置. 37
8.2.2 接地电阻的计算. 37
9 总结与展望. 39
参考文献.40
附录 41
致谢 43
1 绪论
1.1 课题的背景及意义
变配电所是电力系统中接受电能、变化电压和分配电能的电力设施，对用电单位安
全优质地用电起着至关重要的作用。科学合理的变配电所设计方案能够提升配电网的供
电能力和适应性，降低电能损耗和供电成本，减少电力设施占地资源，体现“增容、升
压、换代、优化通道”的设计思路，同时可以增加系统的可靠性，节约占地面积，使变
电站的配置达到最佳，不断提高经济效益和社会效益。
近年来随着经济的快速增长，供配电系统的电压等级的应用也越来越高。在中
低压供配电系统中 10kV 配电系统显现出容量小，损耗大，供电半径小，供电质量
较低，占用土地多等缺点。在负荷容量大经济高速发展的地区 20kV 电压等级显示
出越来越大的优势。20kV 配电系统传输容量是 10kV 配电系统的 2 倍，供电范围是
10kV 配电系统的 2.5 倍，采用 20kV 供电不仅可以提高供电的可靠性和供电质量，
还能减小电能损耗，降低了运营成本，为此 20kV 配电系统是应该考虑的较为优化
的供电方式。
本次毕业设计以某高校新校区供电区域负荷的供电要求为依据，按照供配电系
统设计的原则、步骤和方法，完成新校区 20KV 总配电所及降压变电所电气部分的
设计内容。本课题为团队课题，由三个子项目组成，分别为 20kV 总配电所电气部
分设计；20kV 降压变电所设计（1）；20kV 降压变电所设计（2）。各部分设计之间
既独立又相互联系，三部分内容合起来构成某高校新校区变电所系统。
团队课题由三位同学共同设计完成。朱江烽同学负责 20kV 降压变电所电气部
分设计（1），徐伟同学负责 20kV 降压变电所电气部分设计（2）,许宏波同学负责
20kV 总配电所电气部分的设计。本论文为“20kV 总配电所电气部分的设计”部分。
本设计和另外两个子项目有联系的内容为：
（1） 20kV 总配电所电气部分的设计的必须从另两个子项目处获取相关的负荷资料
后才能进行总配电所有关内容的设计。
（2）本配电所需要根据下一级降压变电所的供电要求为其提供合理的设计电源，作
为下一个降压变电所的供电电源
（3）20kV 总配电所完成高压侧短路电流的计算的数据可以作为下级降压变电所短
路电流设计的依据。20kV 降压变电所可以借助总配电所计算后的短路电流结果进行本
级短路电流延续计算的依据。
（4）20kV 总配电所电气装置的布置与 20kV 降压变电所（1）的部分电气设备布置于
同一地方。在接地设计中，20kV 总配电所的接地设计需要考虑 20kV 降压变电所（1）
的接地要求。
本次毕业设计将按照变电所综合自动化的设计要求，完成新校区变配电系统设计内
容，设计结果基本接近工程设计的效果。
1.2 供配电设计的一般原则
按照国家标准GB50052-95 《供配电系统设计规范》、GB50054-95 《低压配电设计规
范》等的规定，进行供配电设计必须遵循以下的原则：
（1）必须遵守国家的有关法令、标准和规范，执行国家的有关方针、政策，包括节约
能源，节约有色金属等技术经济政策。
（2）应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合
理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。
（3）应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做
到远近结合，适当考虑扩建的可能性。
（4）按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案
摘 要查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
配电所作为整个电网中的一个核心节点担负着电能的传输与分配的任务，对用
电单位安全优质地用电起着至关重要的作用。近年来随着计算机技术、自动控制技
术、通信技术在供配电系统的广泛应用，使变配电所的结构与运行方式发生了很大
的变化，配电所的设计内容也有了新的内涵。因此，设计符合新技术要求的变配电
所电气系统对用户供电质量的提高具有深远的意义。
本设计以某高校新校区 20KV 总配电所电气部分为任务，论述了电力系统工程
中变配电站电气部分设计的全过程。通过负荷计算，以此为依据完成配电所的主接
线设计、电气平面布置方案的设计，短路电流计算，电气设备的选择和校验，防雷
接地装置的设计以及配电所的二次回路的设计，对继电保护进行了的整定计算，较
为详细地完成了电力系统中配电所设计。
本次设计的 20KV 总配电所能够承担向新校区各用电负荷分配电能的任务，基本
实现了安全、可靠、优质、经济的供电要求。设计结果达到了任务书的要求。
关键词：配电所 电力系统 电气设备 继电保护
1 绪论. 1
1.1 课题的背景及意义 1
1.2 供配电设计的一般原则. 2
1.3 设计依据 2
1.3.3 配电所的负荷区域. 2
1.3.4 无功补偿、保护、控制设置、接地要求. 3
1.3.5 气象资料. 3
1.3.6 地质资料. 3
1.4 设计要求及内容 3
1.4.1 设计要求. 3
1.4.2 设计内容. 4 2 负荷计算5
2.1 负荷计算的意义和目的. 5
2.2 配电系统的功率损耗 6
2.3 高压母线汇总处的负荷量 8
2.3.1 1#高压母线处汇总的负荷量. 8
2.3.2 2#高压母线处汇总的负荷量. 8
2.3.3 一路电源供电时高压母线处负荷量的计算. 8 3 配电所的主接线设计和位置选择. 9
3.1 配电所主接线设计. 9
3.1.1 电气主接线的设计原则. 9
3.1.2 电气主接线的基本要求. 10
3.1.3 方案选择. 10
3.1.4 主接线方案的确定11
3.2 高压配电所的位置 12
4 短路电流计算 13
4.1 短路电流计算的目的 13
4.2 高压进线和馈线的短路计算 13
4.2.1 确定短路计算点. 13
4.2.2 确定基准值. 14
4.2.3 短路电路中个主要元件的电抗标幺值. 14
4.2.4 k-1 点的短路电流计算. 14
4.2.5 k-2 点的短路电流计算. 15
4.2.6 k-3 点的短路电流计算. 15
4.2.7 短路电流计算汇总. 15
4.3 高压分段断路器处的短路计算 16
5 主要设备的选择与校验17
5.1 电气设备选择的一般要求 17
5.1.1 按正常工作条件选择. 17
5.1.2 按短路状态校验. 17
5.2 高压配电柜的选择 18
5.3 高压进线处的设备选择 19
5.3.1 断路器和隔离开关的选择与校验. 19
5.3.2 电流互感器的选择和校验. 21
5.4 高压分段断路器处的设备选择 22
5.5 馈线柜的设备选择 22
5.6 电压互感器的选择和校验 23
5.7 母排的选择与校验 23
5.7.1 计算电流选择母排截面积. 23
5.7.2 按短路热、动稳定性校验截面积. 24
5.8 电缆导体截面的选择 25
5.9 电气设备汇总 25
6 二次回路方案的选择及继电保护的整定. 26
6.1 二次回路概念 26
6.2 操作电源 26
6.3 电气测量和计量回路的设计 26
6.4 高压断路器的控制回路和信号装置设计 27
6.5 电源压变控制回路设计 29
6.6 继电保护装置 30
6.7 保护动作电流的整定 31
6.7.1 变压器的保护. 31
6.7.2 母线保护. 33
7 电气总平面布置 36
8 防雷和接地设计37
8.1 防雷装置的设计 37
8.1.1 防雷的意义. 37
8.1.2 防雷装置的措施. 37
8.2 接地装置的设计 37
8.2.1 接地装置. 37
8.2.2 接地电阻的计算. 37
9 总结与展望. 39
参考文献.40
附录 41
致谢 43
1 绪论
1.1 课题的背景及意义
变配电所是电力系统中接受电能、变化电压和分配电能的电力设施，对用电单位安
全优质地用电起着至关重要的作用。科学合理的变配电所设计方案能够提升配电网的供
电能力和适应性，降低电能损耗和供电成本，减少电力设施占地资源，体现“增容、升
压、换代、优化通道”的设计思路，同时可以增加系统的可靠性，节约占地面积，使变
电站的配置达到最佳，不断提高经济效益和社会效益。
近年来随着经济的快速增长，供配电系统的电压等级的应用也越来越高。在中
低压供配电系统中 10kV 配电系统显现出容量小，损耗大，供电半径小，供电质量
较低，占用土地多等缺点。在负荷容量大经济高速发展的地区 20kV 电压等级显示
出越来越大的优势。20kV 配电系统传输容量是 10kV 配电系统的 2 倍，供电范围是
10kV 配电系统的 2.5 倍，采用 20kV 供电不仅可以提高供电的可靠性和供电质量，
还能减小电能损耗，降低了运营成本，为此 20kV 配电系统是应该考虑的较为优化
的供电方式。
本次毕业设计以某高校新校区供电区域负荷的供电要求为依据，按照供配电系
统设计的原则、步骤和方法，完成新校区 20KV 总配电所及降压变电所电气部分的
设计内容。本课题为团队课题，由三个子项目组成，分别为 20kV 总配电所电气部
分设计；20kV 降压变电所设计（1）；20kV 降压变电所设计（2）。各部分设计之间
既独立又相互联系，三部分内容合起来构成某高校新校区变电所系统。
团队课题由三位同学共同设计完成。朱江烽同学负责 20kV 降压变电所电气部
分设计（1），徐伟同学负责 20kV 降压变电所电气部分设计（2）,许宏波同学负责
20kV 总配电所电气部分的设计。本论文为“20kV 总配电所电气部分的设计”部分。
本设计和另外两个子项目有联系的内容为：
（1） 20kV 总配电所电气部分的设计的必须从另两个子项目处获取相关的负荷资料
后才能进行总配电所有关内容的设计。
（2）本配电所需要根据下一级降压变电所的供电要求为其提供合理的设计电源，作
为下一个降压变电所的供电电源
（3）20kV 总配电所完成高压侧短路电流的计算的数据可以作为下级降压变电所短
路电流设计的依据。20kV 降压变电所可以借助总配电所计算后的短路电流结果进行本
级短路电流延续计算的依据。
（4）20kV 总配电所电气装置的布置与 20kV 降压变电所（1）的部分电气设备布置于
同一地方。在接地设计中，20kV 总配电所的接地设计需要考虑 20kV 降压变电所（1）
的接地要求。
本次毕业设计将按照变电所综合自动化的设计要求，完成新校区变配电系统设计内
容，设计结果基本接近工程设计的效果。
1.2 供配电设计的一般原则
按照国家标准GB50052-95 《供配电系统设计规范》、GB50054-95 《低压配电设计规
范》等的规定，进行供配电设计必须遵循以下的原则：
（1）必须遵守国家的有关法令、标准和规范，执行国家的有关方针、政策，包括节约
能源，节约有色金属等技术经济政策。
（2）应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合
理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。
（3）应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做
到远近结合，适当考虑扩建的可能性。
（4）按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/4260.html
