【正文】 ............................................ 41 致謝 ........................................................................................................................................................ 42 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................................. 43 35kV 變電所電氣部分設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) 共 50 頁(yè) 摘要 ： 隨 著 電力行業(yè)的不斷發(fā)展，人們對(duì)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。 關(guān)鍵詞 35kV 變電所 設(shè)計(jì) 35kV 變電所電氣部分設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè) 共 50 頁(yè) Abstract： Along with the continuous development of electric industry, people require increasingly demand of power supply, especially the stability, reliability and continuity of it. While the stability, reliability and continuity of power grid is determined by the rational design and configuration of substation. A typical substation needs the reliable and flexible operation, the economic rationality and free expansion of the equipments. For the consideration of these aspects, the paper designs a transformer substation of 35kV which has tow level of voltage, one is 35kV, and the other is 10kV. At the same time, choose the rational selection as to the main equipments in substation. This design chooses two main transformers. As to other equipments such as Circuit Breaker, Isolating switch, Current Transformer, Voltage Transformer, Reactive power pensation device, Protective Relay and so on are to be selected, designed, and configured in accordance with specific requirements. In order to make it reliable to operate, easy and simple to manipulate, economical, with the possibility of expansion and flexibility of changing its operation. As to make it more actual and practical significant. Key words 35kV substation design 35kV 變電所電氣部分設(shè)計(jì) 第 3 頁(yè) 共 50 頁(yè) 1 引 言 電能是發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，是一種無形的、不能大量?jī)?chǔ)存的二次能源。為此 新的設(shè)備選擇也在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)。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(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)、造成社會(huì)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(guó)際社交場(chǎng)所沒有照明等。三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電無特殊要求，允許較長(zhǎng)時(shí)間停電，可用單回線路供電。 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。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。既可集中安裝，又可35kV 變電所電氣部分設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 共 50 頁(yè) 分散裝設(shè)來接地供應(yīng)無功功率，運(yùn)行時(shí)功率損耗亦較小。投切任一組電容器時(shí)引起的電壓波動(dòng)不應(yīng)超過 %。額定電壓 11kV。 5 主變調(diào)壓方式的選擇，應(yīng)符合《電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》 SDJ161 的有關(guān)規(guī)定。 考慮 ?? 5%的年負(fù)荷增長(zhǎng)率， 5 年規(guī)劃年限內(nèi)計(jì)算負(fù)荷可表示為： iiiiSSnn???? ??? 1 )1()1( ]1)1[(1c ?? （ 41） 式中 1S — 第一年的負(fù)荷； ?— 年負(fù)荷增長(zhǎng)率； n— 規(guī)劃年數(shù)； i— 年利率。S 如此當(dāng)一臺(tái)變壓器停運(yùn)，考慮變壓器的 過負(fù)荷能力為 40%，則可保證 98 的負(fù)荷供電。因此 35kV側(cè)采用 Y連接， 10kV 側(cè)采用 △ 接線。并應(yīng)綜合考慮供電可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過渡或擴(kuò)建等要求。故 35kV 側(cè)應(yīng)采用單母線接線。 綜合考慮： 方案一： 35kV 側(cè)采用單母線接線， 10kV 側(cè)采用單母線分段。三相短路時(shí)對(duì)稱短路，此時(shí)三相電流和電壓同正常情況一樣，即仍然是對(duì)稱的。 2 接線方式 計(jì)算短路電流時(shí)所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方 式，而不能用僅在切換過程中可能并聯(lián)運(yùn)行的接線方式。 取 Sj=100MW， Uj1=37kV， Uj2=。 （ 3）機(jī)械荷載 所選電器端子的允許 荷載，應(yīng)大于電器引線在正常運(yùn)行和短路時(shí)的最大作用力。電器的絕緣水平，應(yīng)按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過電壓和保護(hù)設(shè)備相應(yīng)的保護(hù)水平來確定。 對(duì)于屋外安裝場(chǎng)所的電器最高溫度選擇年最高溫度，最低溫度選擇年最低溫度，可見最高氣溫為 +41C? ，由規(guī)定知在選擇電器設(shè)備時(shí)額定電流應(yīng)減少 %，最低溫度為 12C? ，電器設(shè)備可正常運(yùn)行。 35kV 變電所電氣部分設(shè)計(jì) 第 24 頁(yè) 共 50 頁(yè) 熱 穩(wěn)定校驗(yàn)。 熱穩(wěn)定校驗(yàn) Qk=[（ kA） 2S]，設(shè)備 tIt2 =162 4? =1024[（ kA） 2S]，滿足要求。 熱穩(wěn)定校驗(yàn)。 熱穩(wěn)定校驗(yàn)。減少投資和節(jié)約有 色金屬的情況下，應(yīng)以經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面。 表 GN25— 10 具體參數(shù) 比較 表 計(jì)算數(shù)據(jù) GN25— 10 gU 10kV NU 10kV maxI NI 2022A shi dfi 100kA kQ [（ kA）2S] tIt2 6400[（ kA）2S] 選擇的斷路器、隔離開關(guān)型號(hào)表 表 斷路器 隔離開關(guān)選擇一覽表 斷路器 隔離開關(guān) 35kV進(jìn)線側(cè) LW8— 35A GW14— 35/630 35kV主變側(cè) LW8— 35A GW14— 35/630 10kV側(cè) ZN28— 10 GN25— 10 35kV 變電所電氣部分設(shè)計(jì) 第 27 頁(yè) 共 50 頁(yè) 母線的選擇及校驗(yàn) 母線導(dǎo)體選擇的一般要求 1一般要求 裸導(dǎo)體應(yīng)根據(jù)具體情況，按下列技術(shù)條件分別進(jìn)行選擇或校驗(yàn)： （ 1）工作電流； （ 2）經(jīng)濟(jì)電流密度； （ 3）電暈； （ 4）動(dòng)穩(wěn)定或機(jī)械強(qiáng)度； （ 5）熱穩(wěn)定。 表 ZN28— 10 具體參數(shù) 比較 表 計(jì)算數(shù)據(jù) ZN28— 10 gU 10kV NU 10kV maxI NI 1600A 35kV 變電所電氣部分設(shè)計(jì) 第 26 頁(yè) 共 50 頁(yè) 3)(kI NbrI 20kA shi dfi 50kA kQ [（ kA）2S] tIt2 1600[（ kA）2S] 隔離開關(guān)選擇 GN25— 10型隔離開關(guān) 選用的隔離開關(guān)額定電壓 10kV， 最高工作電壓 系統(tǒng)電壓 10kV，滿足要求。 選用的斷路器額定電流 1600A，去除 %的溫度影響為 1571A，大于最大持續(xù)工作電流，滿足要求。滿足要求。 選用的斷路器額定電流 1600A，去除 %的溫度影響為 1571A，大于最大持續(xù)工作電流，滿足要求。普通高壓電器一般 可在環(huán)境最低溫度為 30C? 時(shí)正常運(yùn)行。當(dāng)熔斷器保護(hù)的電壓互感器回路，可不驗(yàn)算動(dòng)、熱穩(wěn)定。在特殊情況下，選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)經(jīng)上級(jí)批準(zhǔn)。為了保證選擇的合理性和經(jīng)濟(jì)性，不考慮極其稀有的運(yùn)行方式。 短路電流計(jì)算的方法和條件 短路電流計(jì)算方法 電力系統(tǒng)供電的工業(yè)企業(yè)內(nèi)部發(fā) 生短路時(shí)，由于工業(yè)企業(yè)內(nèi)所裝置的元件，其容量比較小，而其阻抗較系統(tǒng)阻抗大得多，當(dāng)這些元件遇到短路情況時(shí)，系統(tǒng)母線上 的電壓變動(dòng)很小，可以認(rèn)為電壓維持不變，即系統(tǒng)容量為無窮大。絕緣損壞的原因多因設(shè)備過電壓、直接 遭受雷擊、絕緣材料陳舊、絕緣缺陷未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除。 方案一圖： 進(jìn) 線 進(jìn) 線 1 2 1 進(jìn) 線 2 進(jìn) 線 圖 電氣主接線方案一圖 方案一 35kV 側(cè)采用的單母線接線，接線簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少、操作方便、便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。大致分為有匯流母線和無匯流母線兩大類。所以電氣主接線是電力系統(tǒng)接線組成中的一個(gè)重要組成部分。 在關(guān)于繞組上，只有 220~330kV 具有三種電壓的變電所中，若通過主變各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓器額定容量的 15%以上，或者第三繞組需要裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，均宜采用三繞組變壓器。S =。 本次設(shè)計(jì)的變電所沒有一級(jí)負(fù)荷，所以采用兩臺(tái)主變。若變電所所有其他能源可保證在主變停運(yùn)后用戶的一級(jí)負(fù)荷，則可裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。經(jīng)常采用的還有由星形派生出的雙星形，在某種場(chǎng)合下，也有采用由三角形派生出的雙三角形。此時(shí)，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(dòng)投切。 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(jí)連續(xù)調(diào)節(jié)的容性和感性的無功，降低電壓波動(dòng)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。 無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算 補(bǔ)償前 cos 1? =，求補(bǔ)償后達(dá)到 。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。對(duì)于這類負(fù)荷，供電所所造成的損失不大或不會(huì)直接造成損失。本所投運(yùn)后功率因數(shù)要求到達(dá) 。對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)勢(shì)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)。出于這幾方面的考慮，本論文設(shè)計(jì)了一個(gè) 35kV 降壓變電站 ,此變電站有兩個(gè)電壓等級(jí)，一個(gè)是 35kV，一個(gè)是 10kV。同時(shí)對(duì)于變電站內(nèi)的主設(shè)備進(jìn)行合理的選型。 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。 10kV 負(fù)荷情況 10kV負(fù)荷情況如表 1所示 表 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 1500 1 架空 2出線 800 1 架空 3出線 800 1 架空 待設(shè)計(jì)變電所A 變電所 B 變電所5 km 20 km35kV 變電所電氣部分設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè) 共 50 頁(yè) 4出線 1000 1 架空 5出線 1500 1 架空 6出線 1200 1 架空 電 容器回路 2 10kV側(cè)負(fù)荷同時(shí)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(shí)數(shù) maxT =4800H；待設(shè)計(jì)變電所年負(fù)荷增長(zhǎng)率為 5%。 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(huì)安定的需要。 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%）。因此可以如下計(jì)算： 設(shè)需要補(bǔ)償 XMva 的無功 則 cos 2? =??39。其運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單，功耗小，能做到分相補(bǔ)償，對(duì)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。負(fù)荷變化不大時(shí)，可按主變壓器臺(tái)數(shù)分組，手動(dòng)投切。