工厂35KV降压变电站设计Word格式.docx

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网络教育学院

2015年3月9日

院系网络教育学院专业电气工程及其自动化

年级2013年春学号13824042姓名张林浩

学习中心弘成温州数字化学习中心指导教师赵顺玲

题目工厂35KV降压变电站的设计

指导教师

评语

是否同意答辩过程分（满分20）

指导教师（签章）

评阅人

评阅人（签章）

成绩

答辩组组长（签章）

年月日

毕业设计任务书

班级电气工程及其自动化2013-37班学生姓名张林浩学号13824042

开题日期：

2015年3月16日完成日期：

2015年4月25日

题目工厂35KV降压变电站的设计

题目类型：

工程设计√技术专题研究理论研究软硬件产品开发

一、设计任务及要求

1.根据网络教育学院的毕业论文设计要求，结合本专业实际情况，选择工厂35KV降压变电站的设计

2.变电站设计的整体方案有总降压变电站设计、10KV中性点接地系统设计与所用变设计、综合自动化系统设计

3.在设计过程中以实际数据为准绳，选择合适的用电设备

二、应完成的硬件或软件实验

用公式与图纸相结合的方式，直观扼要的反应设计意图

三、应交出的设计文件及实物（包括设计论文、程序清单或磁盘、实验装置或产品等）

毕业设计、毕业论文

四、指导教师提供的设计资料

电子稿件形式的毕业设计写作模版、撰写规范和毕业设计范本

五、要求学生搜集的技术资料（指出搜集资料的技术领域）

1.变电站设计的国家标准

2.电气设计图纸的研究成果和工厂35KV降压变电站作为总变电站的作用

3.综合自动化系统与变电站设计之间的紧密联系的相关设计要求

六、设计进度安排

第一部分熟练课题，收集整理相关资料（1周）

第二部分总降压变电站的设计（2周）

第三部分10KV中性点系统设计和所用变设计（2周）

第四部分综合自动化系统设计（1周）

评阅或答辩（1周）

指导教师：

年月日

学院审查意见：

审批人：

诚信承诺

一、本设计是本人独立完成；

二、本设计没有任何抄袭行为；

三、若有不实，一经查出，请答辩委员会取消

本人答辩（评阅）资格。

　　　　　　　　　　　　　承诺人（钢笔填写）：

　　　　　　　　　　　　　　　2015年3月9日

摘要………………………………………………………………………………I

前言………………………………………………………………………………2

第1章总降压变电站设计…………………………………………………......3

1.1负荷分级及供电要求…………………….……………………………….3

1.2供电电源取得……………………………………………………….……3

1.3电压选择…………………………………………………………………3

1.435KV变配电所主接线方案确定…………………………………………....3

1.5变电所结构形式选择……………………………………………………..7

1.6主变压器选择…………………………………………………………....8

1.7无功补偿………………………………………………………………...9

1.8高压电器的选择………………………………………………………….9

第2章10KV中性点接地设计与所用变设计……………………………….13

2.110KV中性点接地设计…………………………………………………...13

2.2变电所用电设计…………………………………………………….......15

第3章综合自动化系统设计…………………………………………………17

3.1变电所操作电源的选择…………………………………………….........17

3.2变电所综合自动化系统设计………………………………………..........18

3.3变电所微机保护设计……………………………………………………20

总结……………………………………………………………………………..23

致谢……………………………………………………………………………..24

参考文献………………………………………………………………………..25

摘要

35kV变电所综合自动化系统主要为无人值班形式，其设计应服从电网调度自动化的总体设计，其配置、功能包括设备的布置应满足电网安全、优质、经济运行以及信息分层传输、资源共享的原则。

因此,本次设计我们将以此作为设计指导原则展开设计工作。

整个设计过程包括总降压变电所电气设计、10kV中性点接地设计与所用电设计、微机保护及综合自动化系统设计。

我们将从各种相关方案中比较确定出最佳设计方案。

其中总降压变电所采用内桥式的接线方式，10kV中性点采用经过小电阻接地，所用电采用接地变压器兼所用变压器的形式。

本设计提供一整套可用于指导施工的工程设计图纸。

关键词：

变电所，综合自动化，微机保护，中性点接地

前言

变电站及配电所在配电网中具有十分重要的地位。

它既是变压器侧配电网中的负荷，又是下一级配电网的电源，其自动化程度的高低直接反映了配电自动化的水平。

1995年，国家调度中心要求现有35kV~110kV变电站在条件具备时逐步实现无人值班变电站，新建变电站可根据调度和管理需要以及规划要求，按无人值班设计。

欲实现无人值班变电站，其中变电站的综合自动化程度很重要。

本文以A工厂35KV变电站开发为例阐述变电站综合自动化的开发。

变电站自动化系统作为电网调度自动化的一个子系统，应服从电网调度自动化的总体设计，其配置、功能包括设备的布置应满足电网安全、优质、经济运行以及信息分层传输、资源共享的原则。

因此本次设计我们将以此作为设计指导原则展开设计工作。

按我国的实际情况，目前变电站还不大可能完全实现无人值班，即使是无人值班，也有一个现场维护、调试和应急处理的问题，因此设计时应考虑远方与就地控制操作并存的模式。

同样，保护单元亦应具有远方、就地投切和在线修改整定值的功能，以远方为主，就地为铺，并应从设计、制造上保证同一时间只允许其中一种控制方式有效。

要积极而慎重地推行保护、测量、控制一体化设计，确保保护功能的相对独立性和动作可靠性。

保护、测量、控制原则上可合用电压互感器，对电量计费、功率总加等有精度要求的量可接量测电流互感器，供监测用的量可合用保护电流互感器。

变电站自动化系统设计中应优先采用交流采样技术，减轻电流互感器和电压互感器的负载，提高测量精度。

同时可取消以前经常采用的光字牌屏和中央信号屏，简化控制屏，由计算机承担信号监视功能，使任一信息做到一次采集、多次使用，提高信息的实时性、可靠性，节约占地空间，减少屏柜，二次电缆和设计、安装、维护工作量。

变电站内存在强大的电磁场干扰。

从抗电磁干扰角度考虑，在选择通信介质时可优先采用光纤通信方式，这一点对分散式变电站自动化系统尤为适用。

例LSA678，DISA－2，DISA－3型等均采用了光纤通信方式。

但鉴于光纤安装、维护复杂及费用相对较高，因此本次设计的变配电站宜以电缆为通信介质。

由上面的设计指导思想可以看到我们这里无人值班变电所的设计应尽量使一些现实问题得以解决，使供配电质量能进一步提高。

第1章总降压变电所设计

1.1负荷分级及供电要求

根据负荷资料可知：

由用户确定主要为一、二级负荷，根据《工业与民用配电设计手册》一书我们可以很清楚地看到一级负荷应由两个电源供电，这样当一个电源发生故障时，另一个电源不致同时受到损坏，以维持继续供电。

一级负荷中特别重要的负荷，除上述两个电源外，还必须增设应急电源。

常用的应急电源有发电机组、干电池、蓄电池或供电网络中有效地独立于正常电源的专用馈电线路。

同样，我们也可以看到二级负荷也需要有两个电源供电。

做到当发生电力变压器故障或电力线路常见故障时不致中断供电或中断后能迅速恢复。

1.2供电电源取得

根据所给的资料可知，当地供电部门可提供两个35kV供电电源，分别来自距离用户4km外的220/35kV地区变电所和5.5km外的110/35kV地区变电所。

1.3电压选择

从用电容量、用电设备特性、供电距离、供电线路的回路数、当地电网现状等多方面的因素考虑，对于该用户的变电所设计，我们拟订35/10kV降压变电所一座，供电给8个35/10kV车间变电所，这样我们就可以兼顾到一、二级负荷的要求了。

采用这中做法还有一个好处就是：

使高压电源深入负荷中心，减小配电半径，降低电缆投资，提高供电质量。

1.435kV变配电所主接线方案确定

通过阅读各类相关资料可知，为了降低电能损耗，应选用低损耗节能变压器。

在电压偏差不能满足要求时，35kV降压变电所的主变压器应首先采用有载调压变压器。

35kV变电所主接线应根据变电所在电力网中的地位、进出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定。

并应满足供电可靠、运行灵活、操作检修方便、节约投资和便于扩建等要求。

变电所主接线要满足安全、可靠、灵活、经济的基本要求。

其中，安全包括设备安全及人身安全；

可靠应满足一次接线应符合一、二级负荷对供电可靠性的要求；

灵活即用最少的切换来适应各种不同的运行方式，检修时操作简便，另外，还应能适应负荷的发展，便于扩建。

；

经济尽量做到接线简化、投资省、占地少、运行费用低。

在我们这组设计中35kV变电所主接线一般有单母线、单母线分段、双母线接线、单元接线、内桥式、外桥式方式可以考虑其可行性。

具体分析如下：

单母线优点是简单、清晰、设备少，但可靠性与灵活性不高。

（见下图1.1、1.2）一般供三级负荷，两路电源进线的单母线可供二级负荷。

由于在该设计中用户不仅有二级负荷而且还有一级负荷，并且这里我们要考虑到无人值班变电所的因素，可靠性和灵活性显得尤为重要，鉴于这些方面的原因，单母线的优点显然不足以使用户满意，也有背于我们设计无人值班变电所的基本思想和初衷，因此我们这里不考虑单母线的方式。

单母线分段，母线分段后，可提高供电的可靠性和灵活性。

两路电源一用一备时，分段断路器接通运行。

任一段母线故障，分段断路器可在继电保护装置作用下自动断开。

两路电源同时工作互为备用时，分段断路器则断开运行。

任一电源故障，分段断路器可自动投入。

图1.1一路电源图1.2两路电源一用一备

图1.3单母线分段

从上图1.3可以看出单母线分段虽然也能供给一级负荷，并且由于采用分段形式，变压器一用一备，较之单母线确实也在一定程度上大大提高了供电的可靠性和灵活性，与我们的设计似乎有些相投，但我们也可以看到母线分段后带来的问题，比如母线分段后，我们需要在母线分段部位采用联络柜，这样就增加了投资经费，而且也会增加选择时的计算，并且还要考虑到和母线之间的匹配问题。

因此我们再将其它几种接线方式做一翻讨论，看看有没有那一种接线方式能比单母线分段更出色，既能提高供电的可靠性和灵活性又能使投资建设经费降到最低，使变电所的接线方式尽量在最大程度上满足设计要求。

双母线接线方式能保证所有出线的供电可靠性，用于有大量一、二级负荷的大型变配电所。

但