变电工程设计 参考教材.

变电工程设计参考教材：《变电所电气部分》

第一章设计程序及负荷统计

若干相关基本概念回顾：电力网电力系统动力系统

变电所——1、定义：联系发电厂和用户的中间环节，起变换、分配电能的作用。2、地位：电力系统重要组成部分，直接影响整个系统的安全、稳定、经济运行。3、类型：（1）枢纽变电所：系统的枢纽点，连接高压和中压的几个部分，汇集多个电源，330～500kv，可引起系统的瘫痪。(2)中间变电所：高压侧以交换潮流为主或使长距离输电线分段，一般汇集2～3个电源，220～330kv，也降压给当地供电，可引起区域电网解列。(3)地区变电所：高压侧一般110～220kv，以向地区供电为主，只影响该城区供电。(4)终端变电所：位于输电线终端，靠近负荷点，高压侧多110kv，降压后直接给用户供电。

4、变电所电气设备

一次设备：转换和分配电能的设备。如，变压器、开关电器、接地装置、载流导体。

二次设备：对一次设备进行测量、控制、监视和保护。如，互感器、测量仪表、继电保护及自动装置。

5、《变电工程设计》课程内容：

即变电所电气部分，内容较多、范围广；

涉及一次系统和部分二次系统，以一次系统为主；

包括设计程序、主接线、开关电器的原理及性能、电气设备的发热、电动力、选择及分析计算等主要内容。

参考资料：《发电厂电气部分》，范锡普主编

§1.1设计程序内容及要求

一、设计程序

1.搜集必要的原始资料：地质、气象资料（雷电）、电力系统资料（电压等级、

电源分布、数目、中性点接地方式）、负荷情况（总容量、类型、进出线电压等级、数目）、（原有设计、设备及运行安装情况）。

2.所址选择：接近负荷中心、少占农田、便于走线、交通便利、防洪、防污

（污源上风侧）等。

3.初步设计：确定方案（可行性：占地少，投资省，运行、检修、施工便利），

并为订货提供数据；设计说明书、短路电流计算书、电气设备的选择、图纸（电气主接线图等）、工程预算。

4.施工设计：施工的依据，重在表达施工情况；修改、完善初步设计方案，

重绘初步设计中的图纸（详细注明尺寸、所用设备、材料）；补充设备安装图、防直击雷保护、接地网部分图以及补偿电容器的配置图；全部设备材料清单。

二、设计要求

1.符合各项技术、经济政策；

2.节约用地（少占农田，不占良田）；

3.安全可靠（质量）；

4.积极采用有效的新技术、设备；

5.考虑实际负荷的增长，应按5～10年来规划、分期建设。

§1.2计算负荷的确定

计算负荷－－定义：通过对负荷的统计计算求出的、用来按发热条件选择电力系统中各电气元件的负荷值。用途：决定着变电所变压器的容量及有关电气设备的选择。

常用计算方法：需要系数法、二项式法、单位消耗法

一、需要系数法——单一电器：Pj＝Kf·Pe，其中，Kf负荷系数，Kf＝P/Pe

（实际负荷/额定容量）；用电设备组：计入负荷系数Kf 、同时系数Kt、平均效率ηe，有：Pj＝（KfKt/ηe）·∑Pe＝Kx·∑Pe，其中，Kx需要系数。

注意：Kx与设备组的工作性质、状态、设备效率等均有关，实际生产设计中，利用统计规律已确定出各需要系数值，可查手册而得。

二、二项式法——1.计算负荷由两部分组成：

a)用电设备组的平均负荷，b∑Pe

b)其中x台大容量设备投入运行产生的附加负荷，c∑Px

三、 2.计算负荷基本公式：

a)Pj＝b∑Pe＋c∑Px

b)其中，b、c为二项式系数，∑Px为x台最大容量的设备的总容量，b、

c、x均统计可查。

另：Pj为有功计算负荷，若用电设备组的平均功率因数为cosφ，则其余计算负荷为：Qj＝Pjtanφ，Sj＝Pj/cosφ，Ij＝Sj/ UN 。

三、单位消耗法－－用于当∑Pe不易确定时

对于工业企业：A=αx，Pj=A/Tzd，其中，A全年总耗电量，α单位产品耗电量，x年产量，Tzd最大负荷使用时间。

对于照明负荷：Pj=S/PZM，其中，S建筑面积，PZM照明负荷单位面积耗电量，W/ｍ2，可查。