【正文】 ............................................ 41 致謝 ........................................................................................................................................................ 42 參考文獻 ................................................................................................................................................. 43 35kV 變電所電氣部分設(shè)計 第 1 頁 共 50 頁 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。 關(guān)鍵詞 35kV 變電所 設(shè)計 35kV 變電所電氣部分設(shè)計 第 2 頁 共 50 頁 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 第 3 頁 共 50 頁 1 引 言 電能是發(fā)展國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)，是一種無形的、不能大量儲存的二次能源。為此 新的設(shè)備選擇也在設(shè)計中得以體現(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。三級負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。 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)補償裝置又可分為同期調(diào)相機、并聯(lián)電容補償裝置、靜補裝置等幾大類。既可集中安裝，又可35kV 變電所電氣部分設(shè)計 第 8 頁 共 50 頁 分散裝設(shè)來接地供應(yīng)無功功率，運行時功率損耗亦較小。投切任一組電容器時引起的電壓波動不應(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)計技術(shù)規(guī)程》 SDJ161 的有關(guān)規(guī)定。 考慮 ?? 5%的年負荷增長率， 5 年規(guī)劃年限內(nèi)計算負荷可表示為： iiiiSSnn???? ??? 1 )1()1( ]1)1[(1c ?? （ 41） 式中 1S — 第一年的負荷； ?— 年負荷增長率； n— 規(guī)劃年數(shù)； i— 年利率。S 如此當(dāng)一臺變壓器停運，考慮變壓器的 過負荷能力為 40%，則可保證 98 的負荷供電。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、運行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過渡或擴建等要求。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。三相短路時對稱短路，此時三相電流和電壓同正常情況一樣，即仍然是對稱的。 2 接線方式 計算短路電流時所用的接線方式，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)運行的接線方式。 取 Sj=100MW， Uj1=37kV， Uj2=。 （ 3）機械荷載 所選電器端子的允許 荷載，應(yīng)大于電器引線在正常運行和短路時的最大作用力。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設(shè)備相應(yīng)的保護水平來確定。 對于屋外安裝場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)備時額定電流應(yīng)減少 %，最低溫度為 12C? ，電器設(shè)備可正常運行。 35kV 變電所電氣部分設(shè)計 第 24 頁 共 50 頁 熱 穩(wěn)定校驗。 熱穩(wěn)定校驗 Qk=[（ kA） 2S]，設(shè)備 tIt2 =162 4? =1024[（ kA） 2S]，滿足要求。 熱穩(wěn)定校驗。 熱穩(wěn)定校驗。減少投資和節(jié)約有 色金屬的情況下，應(yīng)以經(jīng)濟電流密度選擇母線截面。 表 GN25— 10 具體參數(shù) 比較 表 計算數(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 第 27 頁 共 50 頁 母線的選擇及校驗 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)條件分別進行選擇或校驗： （ 1）工作電流； （ 2）經(jīng)濟電流密度； （ 3）電暈； （ 4）動穩(wěn)定或機械強度； （ 5）熱穩(wěn)定。 表 ZN28— 10 具體參數(shù) 比較 表 計算數(shù)據(jù) ZN28— 10 gU 10kV NU 10kV maxI NI 1600A 35kV 變電所電氣部分設(shè)計 第 26 頁 共 50 頁 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? 時正常運行。當(dāng)熔斷器保護的電壓互感器回路，可不驗算動、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，應(yīng)經(jīng)上級批準。為了保證選擇的合理性和經(jīng)濟性，不考慮極其稀有的運行方式。 短路電流計算的方法和條件 短路電流計算方法 電力系統(tǒng)供電的工業(yè)企業(yè)內(nèi)部發(fā) 生短路時，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，系統(tǒng)母線上 的電壓變動很小，可以認為電壓維持不變，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、絕緣缺陷未及時發(fā)現(xiàn)和消除。 方案一圖： 進 線 進 線 1 2 1 進 線 2 進 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，接線簡單清晰、設(shè)備少、操作方便、便于擴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)無功補償設(shè)備時，均宜采用三繞組變壓器。S =。 本次設(shè)計的變電所沒有一級負荷，所以采用兩臺主變。若變電所所有其他能源可保證在主變停運后用戶的一級負荷，則可裝設(shè)一臺主變壓器。經(jīng)常采用的還有由星形派生出的雙星形，在某種場合下，也有采用由三角形派生出的雙三角形。此時，為保證一定的功率因數(shù)，各組應(yīng)能隨負荷的變化實行自動投切。 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。 無功補償?shù)挠嬎? 補償前 cos 1? =，求補償后達到 。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)定運行的要求。對于這類負荷，供電所所造成的損失不大或不會直接造成損失。本所投運后功率因數(shù)要求到達 。對其進行設(shè)計勢在必行，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。出于這幾方面的考慮，本論文設(shè)計了一個 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)備進行合理的選型。 本次設(shè)計根據(jù)一般變電所設(shè)計的步驟進行設(shè)計，包括負荷統(tǒng)計，主變選擇，主接線選擇，短路電流計算，設(shè)備選擇和校驗，繼電保護，防雷措施等幾大塊。 10kV 負荷情況 10kV負荷情況如表 1所示 表 10kV 負荷分布情況 負荷名稱 最大負荷 （ 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 第 5 頁 共 50 頁 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)負荷同時率： ； 10kV側(cè)最小負荷是最大負荷的 45％； 10kV側(cè)最大負荷利用小時數(shù) maxT =4800H；待設(shè)計變電所年負荷增長率為 5%。 用電負荷的分類，其主要目的是確定供電工程設(shè)計和建設(shè)的標準，保證建成投入運行工程供電的可靠性，能滿足生產(chǎn)或社會安定的需要。 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%）。因此可以如下計算： 設(shè)需要補償 XMva 的無功 則 cos 2? =??39。其運行維護簡單，功耗小，能做到分相補償，對沖擊負荷也有較強的適應(yīng)性，因此在電力系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。負荷變化不大時，可按主變壓器臺數(shù)分組，手動投切。