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喀什钢铁厂10kV变电所电气部分设计与研究

内容摘要

变电所是电力系统的重要组成部分。变电所电气一次部分设计包括变电所总体分析、主变选择、电气主接线设计、短路电流计算、电气设备选择、配电装置和总平面设计等。本文中涉及的山东钢铁集团喀什项目10kV变电所电气是专供该项目钢铁生产线及其公用辅助设施负荷用电，其中，本次设计中主要参与了以下部分内容：电气总平面布置及配电装置、主要设备选择、电气主接线等。通过设计得出变电所电气主接线设计、短路电流等相关设计成果。

关键词：变电所；电气设计；短路电流；主接线设计

1绪论

1.1变电所的发展现状与趋势

变电所是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。为了保证变电所的电能质量和设备安全，还必须进行电压调节，电流（电力系统节点和分支中电压、电流和功率的输入和分配），并为输配电线路和主要电气设备提供保护。

为了保证我国经济的高速发展以及持续的城镇化进程，我国电力系统进入了快速发展阶段，电网建设得到进一步完善。目前，我国变电所主要现状是老设备向新型设备转变，有人值守向无人值守变电所转变，交流传输向直流输出转变，在城市变电所建设中，户内型变电所大幅增加。国外变电所主要是交流输出向直流输出转变。数字化智能变电所是国内外变电所未来发展趋势[1]。

1.2变电站的研究背景

电力工业为现代化生产提供主要动力。电力科学的发展和广泛应用，对我国工农业的迅速发展及人民生活水平的提高起到了巨大的作用和深远的影响。随着大规模农网发行事业的深入实施，一个优质、安全、可靠、宽松的供电环境已逐步形成，我们国家的电力事业逐渐和国际接轨。

随着经济的发展和现代工业建设的快速兴起，供电系统的设计越来越复杂、系统化，工厂用电量的增加，对电能质量、技术和经济状况、供电可靠性要求也越来越高，因此，供电设计要求更高、更完善。设计的合理性，不仅直接影响资本投资、运营成本和有色金属消耗，也会反映在供电的的可靠性和安全性，与企业的经济效益和设备的实物安全密切相关。随着计算机技术、现代通讯和网络技术的发展，为目前变电所的坚实、控制、保护和计量装置及系统分隔的状态提供了优化组合和系统集成的技术基础[2]。变电所所涉及方面多，分析变电所担负的任务及用户负荷等情况，利用用户数据进行负荷计算，确定用户无功功率补偿装置。电力技术高新化、复杂化的迅速发展，使电力系统在从发电到供电的所有领域中，通过新技术的使用，都在不断的发生变化。变电所作为电力系统中一个关键的环节也同样在新技术领域得到了充分的发展。

1.3本次论文的主要工作

本次论文主要研究山东钢铁集团喀什项目10kV变电所的电气部分设计。主要包括六大部分：

第一部分绪论，主要介绍了变电所的发展现状与趋势以及变电所的研究背景本次论文的主要工作。

第二部分建筑电气设计的主要内容，主要分析了变电所的总体分析及主变选择、电气主接线的选择、短路电流计算以及电气设备选择相关知识。

第三部分变电所的总体分析及主变选择，主要分析了变电所的总体情况分析、主变压器容量的选择以及主变压器台数的选择。

第四部分电气主接线设计，介绍电气主接线设计的原则和基本要求以及所设计变电所的电气主接线设计说明。

第五部分对所设计的变电所进行短路电流计算。

第六部分是对全文概括性的总结。

2建筑电气设计的主要内容

建筑电气设计主要分为强电设计和弱电设计两大部分，建筑电气强电设计主要的内容有防雷接地系统设计、电力和照明系统设计以及变配电系统设计。弱电设计只要是建筑电气中剩下的部分，本文主要是对变电所的电气设计进行研究，主要包括变电所的总体分析、变电所的主变压器的选择、电气主接线路的设计、短路电流的计算以及电气设备的选择等等。

2.1变电所的总体分析及主变选择

（1）变压器台数的选择原则

为保证供电可靠性，一般应装两台主变压器；若只有一条电源进线，或变电所可由低压侧电网取得备用电源时，可装一台主变压器；若绝大部分负荷为三级负荷，其少量的二级负荷可由邻近低压电力网取得备用电源时，可装一台主变压器。对于大量一级和二级负荷较大的变电所，必须满足电力负荷对供电可靠性的要求，应使用两台变压器；对于那些只具有二级负荷而没有一级负荷并能从邻近车间获得低压备用电源，采用单台变压器；当季节性或24小时负荷发生较大变化时，变压器应以经济模式运行，并由两台变压器供电。此外，车间变电所可使用一台变压器。低压配电室设计中只安装一台变压器和一条输入电源线，主要原因是只根据电负荷容量设计，负荷不大，一台变压器就足以满足。据GB50052-95《供配电系统设计规范》中第206条规定：二级负荷的供电系统，宜由两回路线路供电。因此，为了确保供电的可靠性，选择变压器的数量，不光要满足总负荷容量，还要根据负荷性质是不是有一、二级负荷来确认[3]。