35KV畢業(yè)設計

1、目錄第1章引言1.課題研究的目的和意義2.研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢3.整體方案4.主要內容和研究方法第2章負荷計算和無功補償（電氣系統(tǒng)設計一次部分）1.計算負荷2.無功補償?shù)?章主變的選擇與主接線的設計1.主變壓器的選擇2.主接線的的設計第4章電器設備的選擇1.短路電流的計算2.電器設備的選擇與校驗3.電氣部分工程預算第五章繼電保護（電氣系統(tǒng)設計二次部分）1.主變保護2.出線保護3.接地系統(tǒng)保護4.防雷系統(tǒng)參考文獻、附錄、感謝詞目錄第1章 引言1.課題研究的目的和意義2.研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢3.整體方案4.主要內容和研究方法第2章 電氣系統(tǒng)設計一次部分2.1負荷計算和無功補償2.1.計算負荷2.2無功

2、補償3.1主變的選擇與主接線的設計3.1.主變壓器的選擇3.2主接線的的設計4.1電器設備的選擇4.1短路電流的計算4.2電器設備的選擇與校驗4.3電氣部分工程預算第3章 電氣系統(tǒng)設計二次部分3.1繼電保護3.1主變保護3.2出線保護3.3接地系統(tǒng)保護3.4防雷系統(tǒng)參考文獻、附錄、感謝詞第1章 引言一、課題研究的目的和意義 我國農村變電所的建設是隨著農村生產的抗旱、排澇需要用電誕生的，由于當時的電力應用周期短、效率低，農村電網建設沒有得到各級部門的充分重視。對供電的可靠性考慮較小，投入的資金不多，一批城網淘汰下來的高壓電氣設備，重新投入到農村變電所使用，使原來農網設備落后的矛盾更為突出。常規(guī)變

3、電所主變側斷路器采用多油斷路器，10kv采用成套開關柜，是照搬城網變電所的一種模式。雖然設備的成套性好，技術性能及供電可靠性油了很大的提高，但由于設備技術參數(shù)偏高，檢修維護工作量大，易滲漏油，給安全文明生產帶來一定的困難。采用戶內式布置，導致工程造價高、占地面積大、建設周期長.，與農村經濟尚不發(fā)達和國家土地資源緊張產生了矛盾，脫離了我國的農村實情，加重了農民的負擔，直接影響了農網的發(fā)展和地方經濟的發(fā)展1。變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經濟運行，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。建國以來，我國的城鄉(xiāng)供電事業(yè)得到了迅速發(fā)展，同時也經歷了一個不斷

4、認識、提高、完善的過程。為了了解我國農網的建設模式，更好的改變農網傳統(tǒng)的設計方案和電網落后的面貌。電力行業(yè)“十二五”規(guī)劃綱要提出，以電力結構調整為主線，加強對資源、環(huán)境因素的統(tǒng)籌、協(xié)調平衡供應側和需求側關系，電力結構優(yōu)化和節(jié)能減排將成為兩大重心。電力的需求已經導致已經成為“十二五”規(guī)劃中的重中之重2。為了完善國家電網的輸送、分配、我國城鄉(xiāng)的變電所更是需要更新?lián)Q代，才能跟上國家的規(guī)劃綱要。所以要堅持統(tǒng)籌城鄉(xiāng)經濟社會發(fā)展的基本方略，扎實穩(wěn)步推進社會主義新農村建設。作為基礎產業(yè)的電力工業(yè)，為了更好、更快地推進新農村建設步伐，國家電網公司初步制定了服務新農村、新城鎮(zhèn)建設的戰(zhàn)略規(guī)劃。我國電力工業(yè)正從大機

5、組、超高壓、西電東送、全國聯(lián)網的發(fā)展階段，向綠色發(fā)電、特高壓、智能電網的發(fā)展新階段轉變。農村變電所的設備的落后已經嚴重的影響和制約了農村經濟的發(fā)展，本課題是根據(jù)農村城鄉(xiāng)電網的實際發(fā)展情況和該城區(qū)的特點、使用習慣及經濟基礎的投入，以及城區(qū)提供的原始電力負荷資料進行了系統(tǒng)分析后而提出的適合該區(qū)的地面35kv變電所的初步設計3。二、課題的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 農業(yè)供電始于19世紀末，最初是用小型發(fā)電站或發(fā)電機組供電。隨著農業(yè)電氣化和大電網的發(fā)展，逐漸出現(xiàn)了大型農村發(fā)電廠和由大電網供電的農村電力網。至第二次世界大戰(zhàn)后，大電網供電迅速發(fā)展，在農業(yè)供電中的比重不斷增長。到70年代，日本、蘇聯(lián)、美國、法國、聯(lián)邦德

6、國等國的農業(yè)用電已主要或幾乎全部由大電網供給。適合農村特點的電源電網結構、專用電氣設備、自動控制裝置和運行技術不斷發(fā)展，微型電子計算機在農村供電系統(tǒng)的控制、運行和管理方面也逐步得到應用。如今農村變電所多以35kv電壓等級供電，從1998年農村電網第一批建設與改造工程開始，至今已經歷經十二年，根據(jù)35kv變電所“戶外式，小型化，造價低，安全可靠，技術先進”的建設原則，期間各種設計形式層出不窮，百花爭艷4。早期35kv變電所以及一些經濟欠發(fā)達地區(qū)的農村變電所，35kv側仍然采用老舊的熔斷器或者多油斷路器作保護，10kv出線側采用柱上油斷路器作保護。這些設備結構簡單，開斷容量小，操作維護不便，運行中

7、誤動、拒動、越級跳閘、擴大停電范圍的現(xiàn)象時有發(fā)生。常用的dw系列多油斷路器不僅體積較大、檢修不方便、事故多，而且短路開斷容量小，合閘操作功大，對直流操作電源要求高等缺陷5。用戶分散，輸電距離遠，用電負荷密度小，且受季節(jié)和氣候的影響大，電壓質量較難達到標準；單機或單戶用電量小，送、變電設備單位容量的送電量低，因此發(fā)電和輸電成本均高于城市。農業(yè)供電部門的任務是研究并采用先進的技術、設備和科學管理方法，制訂合理的供電規(guī)劃，保證供電的質量和可靠性，降低電能及輸電的成本，擴大供電的范圍，以促進農村經濟的發(fā)展和提高村鎮(zhèn)居民的生活水平。隨著近幾年技術的進步，設備不斷地更新?lián)Q代，開關設備的無油化已成為電力行業(yè)

8、的一個目標。隨著變電所綜合自動化技術的不斷發(fā)展與進步，變電站綜合自動化系統(tǒng)取代或更新傳統(tǒng)的變電所二次系統(tǒng)，繼而實現(xiàn)“無人值班”變電所。,智能化電氣設備的發(fā)展,特別是智能開關、光電式互感器等機電一體化設備的出現(xiàn),變電所自動化技術即將進入數(shù)字化新階段6。科學技術的發(fā)展是沒有止境的,隨著智能開關、光電式電流電壓互感器、一次運行設備在線狀態(tài)檢測、變電所運行操作培訓仿真等技術日趨成熟,以及計算機高速網絡在實時系統(tǒng)中的開發(fā)應用,勢必對已有的變電所自動化技術產生深刻的影響,全數(shù)字化的變電所自動化系統(tǒng)在不遠的將來將成為現(xiàn)實?？傮w來說我國變電所正在經歷這由老設備向新型設備轉變，有人值班向無人值班變電所轉變，交流

9、傳輸向直流輸出轉變，國外主要是交流輸出向直流輸出轉變。經過這次的轉型未來的農村變電所將會使農村供電布局逐步得到完善，安全供電水平和可靠性不斷地提高，供電部門的經濟效益和社會效益逐步上升。由于農村終端變電所投資少，建設周期短，還可加快其發(fā)展速度7。上述農村變電所建設方案的實施及今后的發(fā)展與采用先進的技術和設備分不開，所以應加速我國各種電氣設備的研制、引進和開發(fā)工作。生產推廣國產的質量高、成本低的電氣設備，滿足農村變電所的改造和發(fā)展的需要。三、整體方案 本課題的整體設計方案完全按照原始資料進行設計，35kv單回路進線，通過35kv開關和隔離開關經聯(lián)鎖后送至相應變電站的變壓器上，變壓器采用有載調壓方

10、式輸出6條10kv電源，并通過10kv側壓變柜二次電壓取樣后送至控制室主變調壓器進行輸出電壓調整9。首先，根據(jù)城區(qū)提供的資料來看，本變電所負荷主要以生活用電和農業(yè)灌溉為主。從功率需求，可靠性，線路要求等方面選擇適當?shù)墓╇姺桨?。通過對供電負荷進行計算，在保證供電可靠性，小型化戶外，低投入，技術先進的前提下，選擇初步的主接線形式和主變壓器型號及容量。 其次，考慮到短路對系統(tǒng)的嚴重影響及對所選設備進行動穩(wěn)態(tài)和熱穩(wěn)態(tài)的校驗，擬定降壓變電所相關節(jié)點并進行短路計算。再次，設計中還要考慮變電所主要元件保護裝置的選擇:35kv進出線保護；主變壓器保護，主變壓器保護設計中可采用速斷電流保護、過電流保護、過負荷保

11、護；10kv母線保護；10kv側保護。此外還進行防雷保護的設計和計算，提高整個變電所的安全。最后，確定最終的電氣主接線方案，結合主接線方案確定變電所的總設計方案。四、主要內容和研究方法本課題的研究重點內容是根據(jù)原始資料來進行負荷計算、無功補償，再根據(jù)計算出來的負荷表進行電力變壓器的選擇和電氣主接線設計，在針對電氣設備進行短路電流計算、繼電保護設計與計算整定以及選型和校驗，最后依據(jù)變電所電氣系統(tǒng)的安全性、可靠性、靈活性以及運行維護性等原則，結合工程實際需要擬定電氣設計方案。 35kv屬于小型變電所，也就是適用于最終端的變電，相對于中大型變電所，再風險的可控上，比較能得到分散的效果，且對于相對較松

12、散的用電戶，變電運行周而復始每天都是重復同一工作，它的主要工作任務是時刻監(jiān)視全站的設備運行狀態(tài)，處理好突發(fā)設備故障和事故，并定期進行設備的維護。本課題預期可以達到根據(jù)原始資料來設計出符合這一地區(qū)的35kv變電所8。本變電所負荷主要以生活用電和農業(yè)灌溉為主，有一處二類負荷、其余均為三類負荷。35kv單回路進線，10kv側采用單母線分段接線6回出線。初步計劃采用需要系數(shù)法；對各臺區(qū)及全臺區(qū)總的負荷進行了具體計算，變電所的位置和主變壓器的臺數(shù)及容量選擇，參考電源進線方向，綜合考慮設置變電所的有關因素，結合全區(qū)的計算負荷以及擴建和設備的需要，確定變壓器的臺數(shù)和容量10。通過對原始資料的分析，首先對城鎮(zhèn)

13、中工業(yè)生產負荷和周圍商業(yè)區(qū)及居民生活用電負荷進行計算和無功補償整定。在保證供電的可靠性，安全性，結合全臺區(qū)的計算負荷以及擴建和備用的需要，選擇不同的主接線形式和變壓器的型號及容量，確定變壓器的臺數(shù)和容量。對變電所的電氣設備各相關節(jié)點進行短路計算，根據(jù)計算結果進行電氣設備的選擇和校驗11。在變電所主要元件保護裝置設計方面，主要設計主變壓器保護和線路保護方案設置。在配電系統(tǒng)設計過程中，為了使用電的可靠性提高，根據(jù)城鎮(zhèn)用電負荷分布情況，完成變電所的二次系統(tǒng)設計繼電保護和防雷與接地系統(tǒng)設計。最后將各部分組合，完成整體設計。第2章 負荷計算和無功補償2.1負荷計算1.變電所原始負荷資料本變電所負荷主要以

14、生活用電和農業(yè)灌溉為主，有一處二類負荷，其余均為三類負荷，35kv單回路進線、10kv側采用單母線分段接線、6條10kv出線。負荷統(tǒng)計如下表所示。表2.1 負荷統(tǒng)計表回路序號回路名稱用戶類型設備容量（kw）需用系數(shù)變壓器臺數(shù)線長（km）供電回路負荷級別1第一區(qū)生活用電7000.7201513商業(yè)用電8000.5農產品加工4000.72第二區(qū)生活用電7000.75152013工業(yè)用電7000.6灌溉用電6000.853第三區(qū)醫(yī)院用電2000.8213224第四區(qū)生活用電8000.8121313商業(yè)用電9000.65第五區(qū)生活用電6000.75101213灌溉用電7000.86第六區(qū)生活用電600

15、0.8101613灌溉用電5000.852.負荷計算方法我國目前普遍采用的確定用電設備計算負荷的方法，有需要系數(shù)法和二項系數(shù)法。需要系數(shù)法是國際上普遍采用的確定計算負荷的基本方法，適用于計算變配電負荷，最為簡便。二項式法適用于確定設備臺數(shù)較少而容量差別較大的低壓干線和分支線的計算負荷。因此，本設計選用需要系數(shù)法來計算負荷。主要的公式有：有功計算負荷 2.1 無功計算負荷 2.2視在計算負荷 2.3計算電流 2.4式中，為用電設備組上的需要系數(shù)。 為用電設備組上的總容量之和。 為用電設備組的平均功率因數(shù)。 為對應用電設備組的正切值。 為用電設備組的額定電壓。3.負荷計算過程3.1第一區(qū)負荷計算生

16、活用電 商業(yè)用電 農產品加工 第一區(qū)合計 因此總的計算負荷為（有功同時系數(shù)與無功同時系數(shù)，） 74.48a其他區(qū)負荷計算與一區(qū)類似，省略。全區(qū)總負荷計算 各區(qū)總設備容量 各區(qū)總有功功率 各區(qū)總無功功率 各區(qū)總視在功率 總計算電流 總平均功率因數(shù) 表2.2 全區(qū)用電負荷計算回路名稱用電設備名稱設備容量需用系數(shù)功率因數(shù)計算負荷有功功率無功功率視在功率計算電流第一區(qū)生活用電設備7000.70.92/0.43490210.7商業(yè)用電設備8000.50.81/0.72400288農場品加工設備4000.70.7/1.02280285.6合計19001170784.30.82/0.71053745.112

17、9074.5第二區(qū)生活用電設備7000.750.92/0.43525225.8工業(yè)用電設備7000.60.6/1.33420558.6灌溉用電設備6000.850.82/0.7510367.2合計200014551151.60.77/0.821309.510941706.498.5第三區(qū)醫(yī)院用電設備2000.80.83/0.68160108.8合計200160108.80.81/0.72144103.4177.310.2第四區(qū)生活用電設備8000.80.92/0.43640275.2商業(yè)用電設備9000.60.81/0.72540388.8合計170011806640.86/0.6106263

18、0.81235.271.3第五區(qū)生活用電設備6000.750.92/0.43450193.2灌溉用電設備7000.80.82/0.7540378合計1300990571.50.85/0.628915431043.458.2第六區(qū)生活用電設備6000.80.92/0.43480206.4灌溉用電設備5000.850.82/0.7425297.5合計1100905503.90.86/0.6814.5478.7944.754.5總區(qū)合計82000.83/0.67527435956383367.22.2無功補償2.2.1概念按規(guī)定變電所的高壓側的功率因數(shù)，因此在變壓器低壓側進行無功補償時，低壓側補償后

19、的功率因數(shù)應該略高于0.90，這里取。假設功率因數(shù)由提高到，這時有功功率p30不變的條件下，無功功率由提高到,視在功率將由減小到。相應的負荷電流也減為。要使低壓側的功率因數(shù)由0.83提高到0.93，則低壓側需增設并聯(lián)電容器 。補償電容器容量計算如下：補償前的變壓器容量和功率因數(shù)為 主變電器容量選擇條件為，因此未進行無功補償時，主變壓器容量應選為 。這時變電所低壓側的功率因數(shù)為要使低壓側功率因數(shù)由0.83提高到0.93，低壓側需裝設的并聯(lián)電容器容量為 補償后的全區(qū)負荷如下：低壓側有功負荷為 低壓側無功負荷為 低壓側視在負荷為 計算電流為 主變壓器功率損耗為 變電所高壓側的計算負荷為 補償后全區(qū)的

20、功率因數(shù)為 這一功率因數(shù)滿足規(guī)定要求。注：lgj-120導線在平均功率因數(shù)時三相架空線路功率損耗可以忽略不記。本章小結 第3章 主變壓器設計與主接線選擇3.1主變壓器的設計概念3.1.1主變壓器容量、臺數(shù)的選擇原則主變壓器容量、臺數(shù)直接影響主接線的的形式和配電裝置的結構。它的確定應綜合各種因素進行分析，做出合理的選擇。1主變壓器臺數(shù)的確定（1）應滿足用電負荷對供電可靠性的要求。對供電有大量一、二級負荷的變電所，應采用兩臺變壓器，以便當一臺變壓器發(fā)生故障或檢修時，另一臺變壓器能對一、二級負荷繼續(xù)供電。對只有二級而無一級負荷的變電所，也可以只采用一臺變壓器，但必須在低壓側敷設與其他變電所相聯(lián)的聯(lián)絡

21、線作為備用電源，或另有自備電源。（2）對季節(jié)性負荷或晝夜負荷變動較大而宜于采用經濟運行方式的變電所，也可以考慮采用兩臺變壓器。（3）除上述兩種情況外，一般車間變電所宜采用一臺變壓器。但是負荷集中且容量相當大的變電所，雖為三級負荷，也可以采用兩臺或多臺變壓器。（4）在確定變電所主變壓器臺數(shù)時，應適當考慮負荷的發(fā)展，留有一定的余地。（5）對城市郊區(qū)的一次變電所，在中、低壓側已構成環(huán)網的情況下，變電所以裝設兩臺主變壓器為宜。（6）對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，可考慮裝設3臺主變壓器。（7）對不重要的較低電壓等級的變電所，可以只裝設一臺主變壓器。2主變壓器容量的確定變壓器容量和它所在電

22、網功能相適應，一般情況下單位容量（mva）費用、系統(tǒng)短路容量、運輸條件等都是影響選擇變壓器容量時的因素。具體選擇時，可遵循以下原則。（1）只裝一臺主變壓器的變電所主變壓器容量應滿足全部用電設備總計算負荷的需要，即 （2）裝有兩臺主變壓器的變電所每臺變壓器的容量應滿足以下幾個條件：任一臺變壓器單獨運行時，宜滿足計算負荷的大約60%70%的需要，即 任一臺變壓器單獨運行時，應滿足全部一、二級負荷的需要，即 適當考慮今后5-10年電力負荷的增長，留有一定的余地。干式變壓器的過負荷能力較小，更宜留有較大的裕量。電力變壓器額定容量是在一定溫度條件下（例如戶外安裝，年平均氣溫為20）的持續(xù)最大輸出容量（出

23、力）。如果安裝地點的年平均氣溫時，則年平均氣溫每升高1，變壓器容量相應地減少1%。因此戶外電力變壓器的實際容量（出力）為： 因此戶內電力變壓器的實際容量（出力）為： 二、變壓器型式的選擇原則1. 相數(shù)的確定電力變壓器按相數(shù)可分為單相變壓器和三相變壓器兩類，三相變壓器與同容量的單相變壓器組相比較，價格低、占地面積小，而且運行損耗減少1215。因此，在330kv及以下電力系統(tǒng)中，一般都選用三相變壓器。2. 繞組數(shù)的確定變壓器按其繞組數(shù)可分為雙繞組普通式、三繞組式、自耦式以及低壓繞組分裂式等型式。當發(fā)電廠只升高一級電壓時或35kv及以下電壓的變電所，可選用雙繞組普通式變壓器。當發(fā)電廠有兩級升高電壓時

24、，常使用三繞組變壓器作為聯(lián)絡變壓器，其主要作用是實現(xiàn)高、中壓的聯(lián)絡。其低壓繞組接成三角形抵消三次諧波分量。110kv及以上電壓等級的變電所中，也經常使用三繞組變壓器作聯(lián)絡變壓器。當中壓為中性點不直接接地電網時，只能選用普通三繞組變壓器。3. 調壓方式的確定為了保證供電質量可通過切換變壓器的分接頭開關，改變變壓器高壓繞組的匝數(shù)，從而改變其變比，實現(xiàn)電壓調整。切換方式有兩種：一種是不帶電壓切換，稱為無激磁調壓，調整范圍通常在22.5以內；另一種是帶負荷切換，稱為有載調壓，調整范圍可達30，其結構復雜，價格較貴。變電所在以下情況時，宜選用有載調壓變壓器：（1）地方變電所、工廠、企業(yè)的自用變電所經常出

25、現(xiàn)日負荷變化幅度很大的情況時，又要求滿足電能質量往往需要裝設有載調壓變壓器；（2）330kv及以上變電站，為了維持中、低壓電壓水平需要裝設有載調壓變壓器；（3）110kv及以下的無人值班變電站，為了滿足遙調的需要應裝設有載調壓變壓器。4. 繞組接線組別的確定我國110kv及以上電壓，變壓器三相繞組都采用“yn”聯(lián)接；35kv采用“y”聯(lián)接，其中性點多通過消弧線圈接地；35kv以下高壓電壓，變壓器三相繞組都采用“d”聯(lián)接。因此，普通雙繞組一般選用yn，d11接線；三繞組變壓器一般接成yn，y，d11或yn，yn，d11等形式。近年來，也有采用全星形接線組別的變壓器，即變壓器高、中、低三側均接成星

26、形。這種接線零序組抗大，有利于限制短路電流，也便于在中性點處連接消弧線圈。缺點是正弦波電壓波形發(fā)生畸變，并對通信設備產生干擾，同時對繼電保護整定的準確度和靈敏度均有影響。5. 冷卻方式的選擇變壓器的冷卻方式主要有自然風冷卻、強迫空氣冷卻、強迫油循環(huán)水冷卻、強迫油循環(huán)風冷卻、強迫油循環(huán)導向冷卻、水內冷變壓器、sf6充氣式變壓器等。三、主變壓器的確定和所用變壓器的確定（1）根據(jù)對原始資料的分析，變電所主要以生活用電和農業(yè)灌溉等三類負荷為主，有一處二類負荷，考慮到負荷對供電可靠性的要求、供電質量的要求以及城鄉(xiāng)已構成環(huán)網的條件下，最后決定采用兩臺主變壓器。（2）根據(jù)計算負荷表中的容量和變壓器形式選擇原

27、則分析，最終決定選用二臺sz9-6300/35型有載雙繞組自冷式變壓器。此變壓器鐵芯片的疊積方式呈階梯狀，改變了傳統(tǒng)的鐵心疊積老工藝，改善了鐵芯內部的磁路分布。從而使空載損耗、空載電流和噪聲比傳統(tǒng)疊積方式芯心的變壓器分別降低20%，負載損耗降低15%。所用變壓器容量一般選擇所用電負荷容量的10%，為保證變電所內部全部停電情況下，有可靠的操作和檢修電源，所用變壓器裝于35kv進線隔離開關前面，故所用變壓器選擇sc9-50/35/0.4kv型干式變壓器一臺，作所用微機裝置及二次保護電源，同時作照明及檢查、試驗電源。3.3 電氣主接線的設計1.電氣主接線的設計原則變電所電氣主接線根據(jù)變電所電能輸送和

28、分配的要求，表示主要電氣設備相互之間的連接關系，以及本變電所與電力系統(tǒng)的電氣連接關系，通常以單線圖表示。電氣主接線中表示的主要電氣設備有：電力變壓器、斷路器、隔離開關、電壓互感器、電流互感器、避雷器、母線、接地裝置以及各種無功補償裝置等。主接線對變電所主要設備選擇和布置，運行的可靠性和經濟性，繼電保護和控制方式都有密切關系，所以電氣主接線設計是變電所設計的重要環(huán)節(jié)電氣主接線通常是根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用，首先滿足電力系統(tǒng)的安全運行與經濟調度的要求，然后根據(jù)規(guī)劃容量、供電負荷、電力系統(tǒng)短路容量、線路回路數(shù)以及電氣設備特點等條件確定，并具有相應的可靠性、靈活性和經濟性。2.電氣主接線的設

29、計原則電氣主接線的基本要求：可靠性、靈活性、經濟性、擴建性。1.2.1 運行的可靠性斷路器檢修時是否影響供電；設備和線路故障檢修時，停電數(shù)目的多少和停電時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。1.2.2 具有一定的靈活性主接線正常運行時可以根據(jù)調度的要求靈活的改變運行方式，達到調度的目的，而且在各種事故或設備檢修時，能盡快地退出設備。切除故障停電時間最短、影響范圍最小，并且再檢修在檢修時可以保證檢修人員的安全。1.2.3 操作應盡可能簡單、方便主接線應簡單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于運行人員掌握。復雜的接線不僅不便于操作，還往往會造成運行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過于簡單，

30、可能又不能滿足運行方式的需要，而且也會給運行造成不便或造成不必要的停電。1.2.4 經濟上合理主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎上，還應使投資和年運行費用小，占地面積最少，使其盡地發(fā)揮經濟效益。1.2.5 應具有擴建的可能性電力負荷增加很快。因此，在選擇主接線時還要考慮到具有擴建的可能性。變電站電氣主接線的選擇，主要決定于變電站在電力系統(tǒng)中的地位、環(huán)境、負荷的性質、出線數(shù)目的多少、電網的結構等3.主接線的設計方案根據(jù)原始資料分析，對于以三類負荷為主，并且有一個二類負荷的主接線設計。一次側35kv單回路進線，采用戶外單母線接線方式 。二次側采用單母線分段接線方式，10kv電容補償2回，補償

31、容量為變電所總容量的10%15%。35kv 母線或進線及10kv 母線、各10kv 出線分別設一組避雷器。 主接線方式：35kv進線可不設開關，由上級供電系統(tǒng)提供保護，35kv采用單母線方式，兩臺主變壓器同時運行工作。接在母線上的避雷器和電壓互感器可合用一組隔離開關，接在變壓器引出線上的避雷器不宜裝設隔離開關。另外在10kv母線上接入并聯(lián)電容器補償裝置。主變選用低損耗、免維護變壓器，為適應用電負荷變化大、農村小水電多及電壓變化大等特點，按有載調壓設計，調壓范圍為3532.5%。變壓器35kv側采用戶外負荷開關加熔斷器保護，當采用負荷開關加熔斷器保護時，負荷開關用于正常運行時操作變壓器，熔斷器用

32、于變壓器保護，熔斷器選用k型熔絲，因它具有全范圍內有效和可靠地開斷最小過負荷電流至最大故障電流；10kv側采用戶外真空跌落式重合器。 10kv出線采用戶外真空跌落式重合器：10kv戶外真空重合器是農村小型化變電所的新型產品，具有自動化程度高、技術性能好、適合農村電網的特點等優(yōu)點。根據(jù)大量的運行經驗和應用要求，變電所采用重合器作為保護開關時，應采用低壓合閘線圈機構的分布式重合器。當采用斷路器時，宜采用彈簧操作機構或小容量的直流操作機構。10kv設0.2級母線電壓互感器一組，每回出線設0.2s電流互感器，以提高計量準確性，達到商業(yè)化運營的要求。 電壓調整方式及電容器補償方案：變電所的電壓調整主要通

33、過調整變壓器分接頭的方式實現(xiàn)。無功補償應根據(jù)就地平衡的原則，采用集中補償與分散補償相結合的方式進行配置。所有電氣一次設備均采用戶外敞開式布置形式6，繪制初步電氣主接線如圖3.1所示。3.4 本章小結 本章主要介紹了變電所的主接線方式，在確定主接線時先要對變電所所需的變壓器的容量、臺數(shù)及類型進行考慮。變壓器臺數(shù)的選擇要根據(jù)供電區(qū)的負荷及負荷對供電可靠性等方面綜合考慮，嚴格按照電氣主接線原則進行主接線確定。在此設計中主接線采用的是35kv側戶外單母線接線方式，10kv側采用單母線分段方式接線，10kv電容補償2回，補償容量為變電所總容量的10%15%。35kv 母線或進線及10kv母線、各10kv

34、 出線分別設一組避雷器。4.1 短路計算 短路問題是電力技術的基本問題之一。短路后，系統(tǒng)中出現(xiàn)的短路電流比正常負荷電流大得多。在電力系統(tǒng)中，短路電流可達幾萬安甚至幾十萬安。如此大的短路電流可對供電系統(tǒng)產生極大的危害、短路電流的后果是十分嚴重的，因此必須盡力消除可能引起短路的一切因素；同時需要進行短路電流的計算，以便正確地選擇電氣設備，使電氣設備具有足夠的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，以保證在發(fā)生可能有的最大短路電流時不致?lián)p壞。為了選擇切除短路故障的開關電器、整定短路保護的繼電保護裝置和選擇限制短路電流的元件等，也需要短路電流的計算。 4.1.1 短路計算的概述 1、短路電流計算目的 在變電站的電氣設計中

35、，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。其短路電流計算的目的7有以下幾點： （1） 電氣主接線的比選；（2） 選擇導體和電器；（3） 確定中性點接地方式；（4） 計算軟導線的短路搖擺；（5） 確定分裂導線間隔棒的間距；（6） 驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓；（7） 選擇繼電保護裝置和進行整定計算。 2、短路計算的原則 （1）對于335kv級電網中短路電流的計算,可以認為110kv及以上的系統(tǒng)的容量為無限大，只要計算35kv及以下網絡元件的阻抗。 （2）在計算高壓電器中的短路電流時,只需考慮發(fā)電機、變壓器、電抗器的電抗,而忽略其電阻;對于架空線和電纜,只有當其電阻大于電抗1/3時才需計入電阻,一般

36、也只計電抗而忽略電阻。 （3）短路電流計算公式或計算圖表中,都以三相短路為計算條件.因為單相短路或二相短路時的短路電流都小于三相短路電流。能夠分斷三相短路電流的電器,一定能夠分斷單相短路電流或二相短路電流。 （4）根據(jù)給定的電力系統(tǒng)，首先確定是用標幺值的方法計算短路電流，還是用實際的方法。一般在有兩個及以上的電壓等級用標么值的方法較為用實際值方法簡便。因此本設計中采用標幺值法計算短路電流。 3、標么制法簡介 （1）主要參數(shù) sb三相容量 (mva)基準值，ik三相短路電流周期分量有效值(ka) ，x電抗()，sc短路容量，其中系統(tǒng)短路容量sc和計算點電抗x 是關鍵。 （2）標么值 某物理量的標

37、么值是該物理量的實際值與基準值的比值 a*=a/ab，計算時選定一個基準容量(sb)和基準電壓(ub)。將短路計算中各個參數(shù)都轉化為和該參數(shù)的基準量的比值(相對于基準量的比值), 這是短路電流計算最特別的地方,目的是要簡化計算 。 （3）基準基準容量 sb =100 mva；基準電壓比所在電路電壓高5%， ub規(guī)定為230，115，37，10.5， 6.3，3.15 ，0.4，0.23 kv不同8個級。有了以上兩項,由 ib=sb/1.73ub （4.1）各級電壓的基準電流即可計算出。短路電流計算 1、原始數(shù)據(jù) 通過前面的一系列計算及對原始資料的分析，可知要建設一座35/10kv農村變電所，安

38、裝兩臺主變壓器，型號為sz9-6300/35型，容量為6300kva,電壓為35,阻抗電壓uk%=7.5%。35kv電源進線20km，采用lgj-120型導線。系統(tǒng)基準容量100mva,最大運行方式電抗標幺值xmin=0.04,最小運行方式電抗標幺值xmax=0.06。2、短路計算假設條件 短路從起始狀態(tài)到短路穩(wěn)態(tài)，其短路電流受各種因素的影響，變化過程是復雜的。短路電流實用計算方法，就是在滿足工程準確等級要求的前提下，采用了一些必要的假設條件，將短路電流的數(shù)值較簡單地計算出來。其假設條件7如下： （1）假設電力系統(tǒng)中在正常工作時，三相是對稱的。 （2）在大的電力網中，對于末端負荷線路在短路電流

39、計算中，不計負荷電流的影響；在小的電網中，如小水電、小火電的電力網中，則應計負荷的影響。在短路電流計算中，可按綜合負荷考慮。 （3）假設變壓器的鐵芯在短路過程中均來飽和，它們的電抗值與電流大小無關。 （4）輸電線路的電容電路略去不計。 （5）在被計算的電力系統(tǒng)中，其綜合電阻r若小于綜合電抗x的,則r略去不計。（即rx）這樣就把復雜的復數(shù)運算變成了簡單的代數(shù)運算。 以上這些假設在做短路電流實用計算中是非常必須的，缺一不可。3、短路計算過程在短路發(fā)生后的第一個周期內的短路電流周期分量的有效值稱之為起始次暫態(tài)短路電流。在三相短路電流計算中，是指次暫態(tài)短路電流的計算，其計算步驟如下： （1）電力系統(tǒng)等

40、值網路圖根據(jù)電力系統(tǒng)接線圖，做出系統(tǒng)等值網路圖。在高壓電路的短路計算中，通?？傠娍惯h比總阻抗大，所以一般只計電抗，不計阻抗。根據(jù)原始資料知系統(tǒng)基準容量為100mva,考慮系統(tǒng)最大運行和最小運行方式時短路電流計算，設35kv母線短路點f1,10kv母線短路點f2,10kv負荷出線端短路點分別為f3、f4、f5、f6、f7、f8，詳細短路點見圖4.1。圖4.1 電力系統(tǒng)等值網路圖 （2）短路電流計算 通過以上工作，把一個復雜的系統(tǒng)簡化成只有一個等效元件的系統(tǒng)，元件的一端是綜合電勢，另一端是綜合阻抗和短路點。根據(jù)計算過程先求出各元件標幺值參數(shù)。 系統(tǒng)電抗標幺值計算 系統(tǒng)最大運行方式下=；系統(tǒng)最小運行

41、方式下=。 35kv進線電抗標幺值計算 查相關資料，得35kv lgj-120型導線每千米電抗值=0.3798,則20km線路電抗標幺值為 =0.37920=0.544 電力變壓器電抗標幺值計算查表4.1，得sz9-6300/35型變壓器電壓百分數(shù)為 ud%=7.5，時間常數(shù)為tf=0.0387s，則 1.190當系統(tǒng)處于最小運行方式下，即一臺主變單獨運行時；當系統(tǒng)處于最大運行方式下，即兩臺主變并列運行時。表4.1 sz9-6300/35型有載調壓變壓器技術參數(shù)額定容量/kva額定電壓/kv額定電流/a損耗/kw阻抗電壓（%）時間常數(shù)/s一次二次一 次二次空載負載udurux63003510.

42、5104.05346.827.0438.77.50.61437.47480.0387 10kv出線負荷電抗標幺值計算 10kv出線選取 lgj-95型架空導線。查相關資料9，得10kv lgj-95型導線每千米電抗值=0.342,則各出線線路電抗標幺值分別為 =0.34215=4.65 短路電流的計算 最大運行方式： （4.2） （4.3） （4.4） （4.5）最小運行方式： （4.6） （4.7） （4.8） （4.9） f1點短路電流計算 最大方式運行： 由式（4.2）得f1點三相短路電流周期分量標幺值，即ka由式（4.3）得f1點三相短路電流周期分量有效值，即 ka由式（4.4）得f1

43、點三相短路全電流沖擊值為ka由式（4.5）得f1點兩相短路全電流沖擊值，即ka最小方式運行：由式（4.6）得f1點三相短路電流周期分量標幺值，即ka 由式（4.7）得f1點三相短路電流周期分量標幺值，即 ka由式（4.8）得f1點三相短路全電流沖擊值為ka由式（4.9）得f1點兩相短路全電流沖擊值，即ka f2點短路電流計算 最大方式運行時 由式（4.2）得 f2點三相短路電流周期分量標幺值，即 ka由式（4.3）得 f2點三相短路電流周期分量標幺值，即 ka由式（4.4）得 f2點三相短路全電流沖擊值為 ka由式（4.5）得 f2點兩相短路全電流沖擊值，即 ka最小方式運行時 由式（4.6）

44、得 f2點三相短路電流周期分量標幺值，即 ka 由式（4.7）得f2點三相短路電流周期分量標幺值，即ka由式（4.8）得 f2點三相短路全電流沖擊值為ka由式（4.9）得f2點兩相短路全電流沖擊值，即kaf3點短路電流計算 最大方式運行時由式（4.2）得 f3點三相短路電流周期分量標幺值，即ka由式（4.3）得f3點三相短路電流周期分量有效值，即ka由式（4.4）得f3點三相短路全電流沖擊值，即ka由式（4.5）得f3點兩相短路全電流沖擊值，即ka最小方式運行時 由式（4.6）得f3點三相短路電流周期分量標幺值，即ka 由式（4.7）得f3點三相短路電流周期分量有效值，即ka由式（4.8）得f

45、3點三相短路全電流沖擊值，即ka由式（4.9）得f3點兩相短路全電流沖擊值，即ka其余各短路點計算原理同上10短路電流計算結果見表4.2。表4.2 35/10kv城鎮(zhèn)變電所個短路點短路電流計算表短路點短路點額定電壓un/kv短路基準電壓ub/kv最大運行方式最小運行方式/ka/ka/ka/ka/ka/ka35372.622.276.682.592.246.601010.54.624.0011.783.082.667.851010.50.940.812.400.880.762.241010.50.740.641.890.690.601.761010.51.050.912.680.950.822.

46、421010.51.120.972.860.990.862.521010.51.120.972.860.990.862.521010.50.890.772.270.820.712.09表2.2 全區(qū)用電負荷計算回路名稱用電設備名稱設備容量需用系數(shù)功率因數(shù)計算負荷有功功率無功功率視在功率計算電流第一區(qū)生活用電設備7000.70.92/0.43490210.7商業(yè)用電設備8000.50.81/0.72400288農場品加工設備4000.70.7/1.02280285.6合計19001170784.30.82/0.71053745.1129074.5第二區(qū)生活用電設備7000.750.92/0.43

47、525225.8工業(yè)用電設備7000.60.6/1.33420558.6灌溉用電設備6000.850.82/0.7510367.2合計200014551151.60.77/0.821309.510941706.498.5第三區(qū)醫(yī)院用電設備2000.80.83/0.68160108.8合計200160108.80.81/0.72144103.4177.310.2第四區(qū)生活用電設備8000.80.92/0.43640275.2商業(yè)用電設備9000.60.81/0.72540388.8合計170011806640.86/0.61062630.81235.271.3第五區(qū)生活用電設備6000.750.

48、92/0.43450193.2灌溉用電設備7000.80.82/0.7540378合計1300990571.50.85/0.628915431043.458.2第六區(qū)生活用電設備6000.80.92/0.43480206.4灌溉用電設備5000.850.82/0.7425297.5合計1100905503.90.86/0.6814.5478.7944.754.5總區(qū)合計82000.83/0.67527435956383367.2 羂羈肆薁螅襖肅蚃薈膃肄莃螃聿肅蒅薆羅膂薈螂袁膁芇薄螇膁荿螀膅膀薂薃肁腿蚄袈羇膈莄蟻袃膇蒆袆蝿膆薈蠆肈芅羋裊羄芅莀蚈袀芄蒃袃袆芃蚅螆膅節(jié)蒞蕿肀芁蕆螄羆芀蕿薇袂艿艿螂螈荿莁薅肇莈蒃螁羃莇薆薄罿莆蒞衿裊蒞蒈螞膄莄薀袇肀莃螞