35kv变电所一次部分设计说明书.doc
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安徽理工大学毕业设计
本科毕业设计说明书
35KV变电所一次部分设计
THEPRIMARYDESIGNOF35KVSUBSTATION
学院（部）：
电气与信息工程学院
专业班级：
电气工程########
学生姓名：
######
指导教师：
#######
2013年5月31日
38
摘要
设计内容主要包括主变设计、变压器容量和台数选择、短路电流计算、电气设备选择、配电装置、无功补偿等。
设计以实际负荷为依据，以变电所的最佳运行为基础，按照有关规定和规范，完成了满足该企业供电要求的35kV变电所一次部分设计。
设计中先对负荷进行了统计与计算，选出了所需的主变型号，然后根据负荷性质和容量及对供电可靠性要求拟定主接线方案。
考虑到短路对系统设备型号选择和整定的影响，设计中进行了短路电流计算。
设计中对主要高压电器设备进行了选择与校验，如断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器等。
还进行了变电所的配电装置设计，并对低压侧进行无功补偿，提高了整个变电所效率。
关键词：
35kV变电站，一次部分设计，电气主接线，配电装置
THEPRIMARYDESIGNOF35KVSUBSTATION
ABSTRACT
Designspecificationcontentisdividedinto,includingthedesignofmaintransformertransformercapacityandtheNumbersshortcircuitcurrentcalculationofelectricalequipmentselectionreactivepowercompensationfordistributionequipmentetc.Thisdesignwasbasedontheactualload,onthebasisoftheoptimaloperationofthesubstation,shall,inaccordancewiththerelevantregulationsandspecification,andcompletedthe35kvsubstationthatcouldsatisfytherequirementoftheenterprisepowersupplyprimarydesign.
Designhascarriedonthestatisticsandcomputationtoloadfirst,choosetheneededforthemaintransformermodel,thenaccordingtothenatureoftheloadandthepowersupplyreliabilityrequirementsdrawnupthemainwiringdesign,consideringtheseriouseffectofshortcircuitonthesystem,alsointhedesignofshortcircuitcalculationwascarriedoutinthedesignofthemainhighvoltageelectricalequipmentselectionandcalculation,suchasdisconnectingswitchcurrenttransformervoltagetransformerandthepowerdistributionandreactivepowercompensation,andimprovetheefficiencyofthewholesubstation.
KEYWORDS：
35kvsubstation，apartofthedesign，mainelectricalconnection,powerdistributionunit
目录
摘要 I
ABSTRACT II
1主变设计 1
1.1变压器容量和台数选择 1
1.2负荷计算 1
1.3主变压器型号选择 1
1.4主接线设计 2
1.4.1主接线设计原则和要求 2
1.4.2主设计接线的方案选择 4
2短路电流 6
2.1计算短路电流目的 6
2.2短路电流计算条件 6
2.3短路电流危害 6
2.4短路电流防范措施 6
2.5短路电流计算 7
3导体和电气设备的选择 10
3.1变电所电气设备 10
3.1.1电器开关开端电路时的电弧 10
3.1.2高压断路器 10
3.1.3隔离开关 11
3.1.4仪用互感器 13
3.2电气设备选择的一般条件 13
3.3导线截面的选择 15
3.3.1导线截面选择的条件 15
3.3.2导线型号选择 16
3.3.3高压断路器和隔离开关的选择 17
3.3.4电流、电压互感器选择 21
4配电装置 25
4.1概述 25
4.2屋内配电装置 25
4.2.1屋内配电装置分类 25
4.2.2屋内配电装置一般要求及防火、蓄油措施 25
4.2.3屋内配电装置特点 26
4.3屋外配电装置 26
4.3.1屋外配电装置分类 26
4.3.2屋外配电装置的特点 27
4.4屋内配电装置配置图 27
5无功补偿 28
5.1无功补偿基本原理 28
5.2无功功率对电网产生的作用和不利影响 28
5.3无功补偿的具体实现方式和意义 28
5.4电网中常用的无功补偿及注意问题 29
5.5配电网无功补偿的主要方式 29
5.610KV母线侧无功补偿容量计算 31
结论 32
参考文献 33
致谢 35
1主变设计
1.1变压器容量和台数选择
变压器的容量，台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。
他的确定除依据传递容量基本原始资料外，还应根据电力系统5—10年发展计划，输送功率大小、馈线回路数、电压等级以及接入系统的精密程度等因素，进行综合分析和合理选择。
如果变压器容量选得过大，台数过多，不仅增加投资，增大占地面积，而且也增加了运行电能损耗，设备未能充分发挥效益；若容量选择过小，将可能封锁发电机剩余功率的输出或者满足不了变电站负荷的需要。
这在技术上是不合理的，因为每千瓦的发电设备投资远大于每千瓦变电设备的投资、为此，在选择发电厂主变压器时要充分考虑。
为保证供电可靠性，接于母线上的主变压器不应少于2台，需考虑不少于5年负荷的逐年发展。
1.2负荷计算
（1）负荷计算的目的
在变电所设计中，通过广泛的负荷调查，掌握了该变电所供电范围内的全部用电设备的额定容量，那么这些设备容量的总和是否就等于计算负荷呢？
显然不是！
这是因为用电设备不可能全部运行，其中一定有些设备处于检修状态，有些停止工作，有些处于空载或轻载运行等等，况且每台设备也不可能全部满负荷，各种用电设备的功率因数也不可能完全相同。
因而，计算负荷的确定是否合理，直接影响到电气设备选择的合理性、经济性。
如果计算负荷确定的过大，将使电气设备选的过大，造成投资和有色金属的浪费；而计算负荷确定的过小，则电气设备运行时电能损耗增加，并产生过热，使其绝缘老化，甚至烧毁，造成经济损失。
因此，考虑以上种种因素，可知在工程设计中计算负荷通常比设备容量总和要小些，并应根据不同的情况，选择正确的计算方法来确定计算负荷，之后根据计算负荷选择变压器的容量及有关电气设备
由给出的原始资料知：
其总负荷为：
+=4750KVA
考虑同时率：
4750=4512.5KVA
1.3主变压器型号选择
综合考虑，选择2个主变压器，其型号都为s9-2500/35型号的变压器。
其％=6.5％
表1-1s9-2500/35型号的变压器具体参数
型号
额定容量
（KVA）
额定电压（kV）
损耗（w）
连接组别
空载电流（%）
阻抗电压（%）
高压
低压
空载
短路
S9-2500/35
2500
10.5
3100
21500
Yd11
0.75
6.5
资料来源：
熊信银.发电厂电气部分[M].北京：
中国电力出版社,2009.
1.4主接线设计
1.4.1主接线设计原则和要求
电气主接线的设计是发电厂或变电站电气设计的主体。
它与电力系统，电厂动能参数、本原始资料以及电厂运行可靠性、经济性的要求等密切相关，并对电气设备选择和布置、继电保护和控制方式等都有较大的影响。
因此，主接线设计，必须结合电力系统和发电厂或变电站的具体情况，全面分析有关影响因素，正确处理它们之间的关系，经过技术、经济比较，合理地选择主接线方案。
电气主接线设计的基本原则是以设计书为依据，以国家经济建设的方针，政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能的节省投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。
1）考虑变电站所在电力系统中的地位和作用
变电所所在电力系统中的地位和作用是决定主接线的主要因素。
变电所不管是枢纽变电所、地区变电所、终端变电所、企业变电所还是分支变电所，由于它们在电力系统中地位和作用不同，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。
2）考虑近期和远期的发展规模
变电所主接线设计应根据5至10年电力系统的发展规划进行。
应根据负荷的大小和分布、负荷的增长速度、以及地区网络情况和潮流分布，并分析各种可能的运行方式，来确定主接线的形式以及所连接电源数和出线回数。
3）考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响
对一级负荷，必须有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一级负荷不间断供电；对二级负荷，一般要有两个电源供电，且当一个电源失去后，能保证大部分二级负荷供电；对三级负荷，一般只需一个电源供电。
4）考虑主变台数对主接线的影响
变电所主变的容量和台数，对变电所主接线的选择将产生直接的影响。
通常对大型变电所，由于其传输容量大，对供电可靠性要求高，因此，其对主接线的可靠性、灵活性要求也高。
二容量小的变电所，其传输容量小，对主接线的可靠性、灵活性要求低。
5）考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响
发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电，适应负荷突增、设备检修、故障停运等情况下的应急要求。
电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同，例如，当断路器或母线检修时，是否允许线路、变压器停运；当线路故障时允许切除线路、变压器的数量等，都直接影响主接线的形式。
主接线设计的基本要求
对变电所电气主接线的基本要求，概括的说应该包括可靠性、灵活性和经济性三方面。
1）可靠性
所谓可靠性是指主接线能可靠的工作，以保证对用户不间断的供电。
衡量可靠性的客观标准是运行实践。
经过长期运行实践的考验，对以往所采用的主接线经过优选，现今采用主接线的类型并不多。
主接线的可靠性是它的各组成元件，包括一、二次部分在运行中可靠性的总和。
因此，不仅要考虑一次设备对供电可靠性的影响，还要考虑继电保护二次设备的故障对供电可靠性
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