【正文】 35kV變電所電氣部分設(shè)計(jì)目錄摘要： 11 引言 22 原始資料 3 4 4 10kV負(fù)荷情況 4 本地區(qū)氣象條件 53 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)和無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算 5 負(fù)荷分析 5 負(fù)荷計(jì)算 6 無功補(bǔ)償 6 無功補(bǔ)償概述 6 無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算 7 無功補(bǔ)償裝置 7 并聯(lián)電容器裝置的分組 8 并聯(lián)電容器裝置的接線 94 主變壓器的選擇 9 規(guī)程中的有關(guān)變電所主變壓器選擇的規(guī)定 9 主變臺數(shù)的確定 10 主變?nèi)萘康拇_定 10 主變形式的選擇 115 電氣主接線設(shè)計(jì) 12 電氣主接線概述 12 主接線的設(shè)計(jì)原則 12 主接線設(shè)計(jì)的基本要求 12 主接線設(shè)計(jì) 12 35kV側(cè)主接線設(shè)計(jì) 13 10kV側(cè)主接線設(shè)計(jì) 13 136 短路電流計(jì)算 15 概述 15 產(chǎn)生短路的原因和短路的定義 15 短路的種類 15 短路電流計(jì)算的目的 15 短路電流計(jì)算的方法和條件 16 短路電流計(jì)算方法 16 短路電流計(jì)算條件 16 短路電流的計(jì)算 18 10kV側(cè)短路電流的計(jì)算 18 35kV側(cè)短路電流的計(jì)算 19 三相短路電流計(jì)算結(jié)果表 207 電氣設(shè)備的選擇 20 電氣設(shè)備選擇的一般條件 20 電氣設(shè)備選擇的一般原則 20 電氣設(shè)備選擇的技術(shù)條件 21 環(huán)境條件 23 斷路器隔離開關(guān)的選擇 23 35kV側(cè)進(jìn)線斷路器、隔離開關(guān)的選擇 23 35kV主變壓器側(cè)斷路器、隔離開關(guān)的選擇 25 10kV側(cè)斷路器、隔離開關(guān)的選擇 25 選擇的斷路器、隔離開關(guān)型號表 26 母線的選擇及校驗(yàn) 27 母線導(dǎo)體選擇的一般要求 27 35kV母線的選擇 28 10kV母線的選擇 29 母線選擇結(jié)果 29 互感器的選擇 30 電流互感器的選擇 30 電壓互感器的選擇 31 熔斷器的選擇 32 熔斷器概述 32 35kV側(cè)熔斷器的選擇 33 10kV側(cè)熔斷器的選擇 33 配電裝置的選擇 33 配電裝置概述 33 35kV屋外配電裝置 34 10kV高壓開關(guān)柜 348 繼電保護(hù)的設(shè)置 35 電力變壓器保護(hù) 35 電力變壓器保護(hù)概述 35 電力變壓器縱差保護(hù)接線 35 縱差動保護(hù)的整定計(jì)算 36 變壓器瓦斯保護(hù) 37 過電流保護(hù) 37 母線保護(hù) 389 變電所的防雷保護(hù) 38 變電所防雷概述 38 避雷針的選擇 39 避雷器的選擇 40結(jié)論 42致謝 43參考文獻(xiàn) 44 摘要：隨著電力行業(yè)的不斷發(fā)展，人們對電力供應(yīng)的要求越來越高，特別是供穩(wěn)固 性、可靠性和持續(xù)性。然而電網(wǎng)的穩(wěn)固性、可靠性和持續(xù)性往往取決于變電所的合理設(shè)計(jì)和配置。一個典型的變電站要求變電設(shè)備運(yùn)行可靠、操作靈活、經(jīng)濟(jì)合理、擴(kuò)建方便。出于這幾方面的考慮，本論文設(shè)計(jì)了一個35kV降壓變電站,此變電站有兩個電壓等級，一個是35kV，一個是10kV。同時對于變電站內(nèi)的主設(shè)備進(jìn)行合理的選型。本設(shè)計(jì)選擇選擇兩臺主變壓器，其他設(shè)備如斷路器，隔離開關(guān)，電流互感器，電壓互感器，無功補(bǔ)償裝置和繼電保護(hù)裝置等等也按照具體要求進(jìn)行選型、設(shè)計(jì)和配置，力求做到運(yùn)行可靠，操作簡單、方便，經(jīng)濟(jì)合理，具有擴(kuò)建的可能性和改變運(yùn)行方式時的靈活性。使其更加貼合實(shí)際，更具現(xiàn)實(shí)意義。關(guān)鍵詞 35kV 變電所 設(shè)計(jì)1 引言電能是發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，是一種無形的、不能大量儲存的二次能源。電能的發(fā)、變、送、配和用電，幾乎是在同一瞬間完成的，須隨時保持功率平衡。要滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，電力工業(yè)必須超前發(fā)展，這是世界電力工業(yè)發(fā)展規(guī)律，因此，做好電力規(guī)劃，加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)，就尤為重要。變電所作為變電站作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。對其進(jìn)行設(shè)計(jì)勢在必行，合理的變電所不僅能充分地滿足當(dāng)?shù)氐墓╇娦枨?，還能有效地減少投資和資源浪費(fèi)。本次設(shè)計(jì)根據(jù)一般變電所設(shè)計(jì)的步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括負(fù)荷統(tǒng)計(jì)，主變選擇，主接線選擇，短路電流計(jì)算，設(shè)備選擇和校驗(yàn)，繼電保護(hù)，防雷措施等幾大塊。并依據(jù)相關(guān)規(guī)定和章程設(shè)計(jì)其中個個步驟，所以能滿足一般變電所的需求。根據(jù)我國變電所目前現(xiàn)有電氣設(shè)備狀況以及今后發(fā)展趨勢，應(yīng)選用新型號、低損耗、低噪聲的電力變壓器及性能好、時間長、免維護(hù)的SF6斷路器及高壓開關(guān)柜。為此新的設(shè)備選擇也在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)。由于時間倉促和自身知識的局限，導(dǎo)致在設(shè)計(jì)中難免有遺漏和錯誤之處，望讀者予以批評指正。2 原始資料待設(shè)計(jì)變電所進(jìn)線如圖1所示： 變電所進(jìn)線示意圖待設(shè)計(jì)變電所通過一條架空線路由正西方向5km處的一座110kV變電所A送電，A變電所系統(tǒng)容量為3000MW。西北方向20km處一座35kV變電所B通過一條架空出線與待設(shè)計(jì)變電所聯(lián)系，平時本所與B變電所有少量功率交換。 10kV負(fù)荷情況10kV負(fù)荷情況如表1所示 10kV負(fù)荷分布情況負(fù)荷名稱最大負(fù)荷（kW）回路數(shù)供電方式功率因數(shù)視在功率（kVA）1出線15001架空2出線8001架空3出線8001架空4出線10001架空5出線15001架空6出線12001架空電容器回路210kV側(cè)負(fù)荷同時率：；10kV側(cè)最小負(fù)荷是最大負(fù)荷的45％；10kV側(cè)最大負(fù)荷利用小時數(shù)=4800H；待設(shè)計(jì)變電所年負(fù)荷增長率為5%。 本地區(qū)氣象條件最高氣溫；最低氣溫；年平均氣溫；最熱月平均最高溫度。3 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)和無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算 負(fù)荷分析根據(jù)用電的重要性和突然中斷供電造成的損失程度可以將負(fù)荷分為以下三類：1一類負(fù)荷一類負(fù)荷，又稱為一級負(fù)荷，是指突然中斷供電將造成人身傷亡或引起對周圍環(huán)境的嚴(yán)重污染，造成經(jīng)濟(jì)上的巨大損失。如重要大型設(shè)備損失、重要產(chǎn)品或重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報(bào)廢、連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂且需要長時間才能恢復(fù)、造成社會秩序嚴(yán)重混亂或產(chǎn)生政治上的重大影響、重要的交通和通訊樞紐中斷、國際社交場所沒有照明等。 2 二類負(fù)荷二類負(fù)荷，又稱為二級負(fù)荷，是指突然中斷供電會造成經(jīng)濟(jì)上的較大損失。如生產(chǎn)的主要設(shè)備損壞、產(chǎn)品大量報(bào)廢或減產(chǎn)、連續(xù)生產(chǎn)過程需要較長時間才能恢復(fù)、造成社會秩序混亂、在政治上產(chǎn)生較大影響、交通和通訊樞紐以及城市供水中斷、廣播電視、商貿(mào)中心被迫停止運(yùn)營等。 3 三類負(fù)荷 三類負(fù)荷，又稱為三級負(fù)荷，是指不屬于以上一類和二類負(fù)荷的其他用電負(fù)荷。對于這類負(fù)荷，供電所所造成的損失不大或不會直接造成損失。 用電負(fù)荷的分類，其主要目的是確定供電工程設(shè)計(jì)和建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)，保證建成投入運(yùn)行工程供電的可靠性，能滿足生產(chǎn)或社會安定的需要。對于一級負(fù)荷的用電設(shè)備，應(yīng)有兩個及以上的獨(dú)立電源供電，并輔之一其他必要的非電保安設(shè)施。二級負(fù)荷應(yīng)由兩回線供電，但當(dāng)兩回線路有困難時（如邊遠(yuǎn)地區(qū)），允許有一回專用架空線路供電。三級負(fù)荷對供電無特殊要求，允許較長時間停電，可用單回線路供電。這次設(shè)計(jì)的變電所所帶的負(fù)荷均為三級負(fù)荷，因此可以用單回線路供電。 負(fù)荷計(jì)算 10kV側(cè)的負(fù)荷計(jì)算+++1++=*+*+*+1*+*+*= （31）==功率因數(shù)cos= 無功補(bǔ)償 無功補(bǔ)償概述電力系統(tǒng)中有許多根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的電氣設(shè)備，如變壓器、電動機(jī)、感應(yīng)爐等。都是依靠磁場來傳送和轉(zhuǎn)換電能的電感性負(fù)載，在電力系統(tǒng)中感應(yīng)電動機(jī)約占全部負(fù)荷的50%以上。電力系統(tǒng)中的無功功率很大，必須有足夠的無功電源，才能維持一定的電壓水平，滿足系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求。 電力系統(tǒng)中的無功電源由三部分組成：1 發(fā)電機(jī)可能發(fā)出的無功功率（一般為有功功率的40%~50%）。2 無功功率補(bǔ)償裝置（并聯(lián)電容器和同步調(diào)相機(jī)）輸出無功功率。3 110kV及以上電壓線路的充電功率。 電力系統(tǒng)中如無功功率小，將引起供電電網(wǎng)的電壓降低。電壓低于額定電壓值時，將使發(fā)電、送電、變電設(shè)備均不能達(dá)到正常的出力，電網(wǎng)的電能損失增大，并容易導(dǎo)致電網(wǎng)震蕩而解列，造成大面積停電，產(chǎn)生嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和政治影響。電壓下降到額定電壓值的60%~70%時，用戶的電動機(jī)將不能啟動甚至造成燒毀。所以進(jìn)行無功補(bǔ)償是非常有必要的。 無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算 補(bǔ)償前cos=。因此可以如下計(jì)算： 設(shè)需要補(bǔ)償XMva 的無功則 cos= （32）==解得 X= 無功補(bǔ)償裝置無功補(bǔ)償裝置分為串聯(lián)補(bǔ)償裝置和并聯(lián)補(bǔ)償裝置兩大類。并聯(lián)補(bǔ)償裝置又可分為同期調(diào)相機(jī)、并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置、靜補(bǔ)裝置等幾大類。 同期調(diào)相機(jī)相當(dāng)于空載運(yùn)行的同步電動機(jī)在過勵磁時運(yùn)行，它向系統(tǒng)提供可無級連續(xù)調(diào)節(jié)的容性和感性無功，維持電網(wǎng)電壓，并可以強(qiáng)勵補(bǔ)償容性無功，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。在我國經(jīng)常在樞紐變電所安裝同步調(diào)相機(jī)，以便平滑調(diào)節(jié)電壓和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。靜止補(bǔ)償器有電力電容器與可調(diào)電抗并聯(lián)組成。電容器可發(fā)出無功功率，電抗器可吸收無功功率，根據(jù)電壓需要，向電網(wǎng)提供快速無級連續(xù)調(diào)節(jié)的容性和感性的無功，降低電壓波動和波形畸變率，全面提高電壓質(zhì)量，并兼有減少有功損耗，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低工頻過電壓的功能。其運(yùn)行維護(hù)簡單，功耗小，能做到分相補(bǔ)償，對沖擊負(fù)荷也有較強(qiáng)的適應(yīng)性，因此在電力系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。但設(shè)備造價太高，本設(shè)計(jì)中不宜采用。電力電容器可按三角形和星形接法連接在變電所母線上。既可集中安裝，又可分散裝設(shè)來接地供應(yīng)無功功率，運(yùn)行時功率損耗亦較小。綜合比較以上三種無功補(bǔ)償裝置后，選擇并聯(lián)電容器作為無功補(bǔ)償裝置，并且采用集中補(bǔ)償?shù)姆绞健?并聯(lián)電容器裝置的分組 1分組原則（1）對于單獨(dú)補(bǔ)償?shù)哪撑_設(shè)備，例如電動機(jī)、小容量變壓器等用的并聯(lián)電容器裝置，不必分組，可直接與該設(shè)備相連接，并與該設(shè)備同時投切。（2）配電所裝設(shè)的并聯(lián)電容器裝置的主要目的是為了改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。此時，為保證一定的功率因數(shù)，各組應(yīng)能隨負(fù)荷的變化實(shí)行自動投切。負(fù)荷變化不大時，可按主變壓器臺數(shù)分組，手動投切。（3）終端變電所的并聯(lián)電容器裝置，主要是為了提高電壓和補(bǔ)償主變壓器的無功損耗。此時，各組應(yīng)能隨電壓波動實(shí)行自動投切。%。 2分組方式并聯(lián)電容器的分組方式主要有等容量分組、等差級數(shù)容量分組、帶總斷路器的等容量分組、帶總斷路器的等差級數(shù)容量分組。這幾種方式中等容量分組方式，分組斷路器不僅要滿足頻繁切合并聯(lián)電容器的要求，而且還要滿足開斷短路的要求，這種分組方式應(yīng)用較多，因此采用等容量分組方式。 并聯(lián)電容器裝置的接線并聯(lián)電容器裝置的接線基本形式有星形和三角形兩種。經(jīng)常采用的還有由星形派生出的雙星形，在某種場合下，也有采用由三角形派