南京师范大学35kV10kV变电所初步设计毕业论文文档格式.docx

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目前，中国超高输电线路以220千伏、330千伏、500千伏交流输电和500千伏直流输电线路为骨干网架。

全国已经形成5个区域电网和南方电网。

“特高压电网”在国家电网公司2005年工作会议上已经被作为战略构想提出，即建设“跨区域、大容量、远距离、低损耗的特高压骨干网架”。

国家电网公司已经就建设以特高压为核心的坚强国家电网，形成了一个初步框架——以晋、陕、蒙、宁煤电基地和西南水电基地开发为前提，构建华中、华北同步的坚强核心电网。

国家电网公司规划中的特高压骨干网架，跨区域的输送能力将占到全国装机总容量的25%左右。

国家电网力推特高压的决心不言而喻，但各方反对的声音也一直不断。

从技术来看，国际大电网会议现在仍将特高压定为“待成熟技术”，目前，特高压输电技术在国际上也没有商业化运行的业绩。

此前，只有前苏联和日本建成过1000千伏的特高压交流输电线路。

但是，日本特高压线路建成后一直按500千伏降压运行。

前苏联解体后，俄罗斯的特高压线路也开始降压运行。

意大利兴建的特高压实验工程有两座联络变电所和20公里线路，但由于用电量未见增长，也未纳入商业运行线路。

同时，特高压电网在输电线路走廊的选择、杆塔结构、导线截面、分裂导线根数及分裂间距等方面，将涉及到电磁环境、可听噪声、无线电干扰等环保问题。

1.2本文设计内容

1、江苏实联化工有限公司为保证供电需求，要求设计一座35KV降压变电所，以10KV电缆给各车间供电，一次设计并建成。

2、距本变电所6Km处有一系统变电所，由该变电所用35KV双回路架空线路向待定设计的变电所供电，在最大运行方式下，待设计的变电所高压母线上的短路功率为1000MVA。

3、待设计的变电所10KV无电源，考虑以后装设的组电容器，提高功率因素，故要求预留两个间隔。

4、设计本变电所的主电路，论证设计方案是最佳方案，选择主变压器的容量和台数；

5、设计本变电所的自用电路，选择自用变压器的容量和台数；

6、选择断路器和隔离开关；

7、负荷计算及无功补偿；

负荷计算

∑P=KPmax=0.8（P1+P2+….P9）=12000KW

Smax=k*（P1max/cosφ1+P2max/cosφ2+…..+P7max/cosφ7）=28754（KVA）

S单=Smax/（1-5%）×

70%=19121.4

根据负荷情况初选变压器为两台，型号SFL7-25000/63变电所无功总负荷

∑Q=P1max·

tg（arccos0.8）+P2max·

tg（arccos0.8）+….+P9max·

tg（arccos0.8）=（1968.02+1731.33+1452.97+1259.23+755.64+666.01+2561.58+2698.71+681.72）=13785.2（Kvar）

β∑Q=0.8×

13785.2=11028.16（Kvar）

1.3无功补偿

⑴补偿前10KV负荷平均功率因数

cosΦ1=α∑P/[（α∑P）2+（β∑Q）2]1/2

=0.75×

27494/√（0.75×

27494）2+（0.8×

13945.2）2=0.87

⑵补偿后的功率因数为：

cosΦ2=0.95

⑶需补偿的无功容量：

Qc=∑P*（tgΦ1-tgΦ2）=（0.526-0.329）×

27494=7890.8（Kvar）

根据以上数据所选补偿电容器为RWF10.5-100-1型，数量72台。

⑷校验：

计算补偿后高压侧平均功率因数及变压器功率损耗：

空载损耗：

P0=32.5（KW），空载电流：

I0%=0.9%；

负载损耗：

Pk=117（KW）阻抗电压：

Uk%=9%；

△Pt＝2*[△Po+△Pn（s/2Sn）

]=2*[32.5+99*（27494*2/25000）

]=124.9（Kw）

△Qt＝2*[Io%/100*Sn+（Uk%/100）*Sn（S/2Sn）

]=1810.7（kvar）

Pt=0.75*27494.1+124.9=20745.5

Qt=0.8*（11156.2-7890.8）+1810.7=4423.02

cosΦ2=α（P∑+△PT）/[α（P∑+△PT）

]+[β（Q∑+△QT）-Qn]1/2

=0.978>

0.9

1.4变压器台数及容量选择

1.4.1变压器台数选择

在变电站中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器。

《35～110KV变电所设计规范》规定，主变压器的台数和容量，应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等条件综合考虑确定。

在有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变压器。

装有两台及以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余主变压器的容量不应小于60％的全部负荷，并应保证用户的一、二级负荷。

主变压器台数和容量直接影响主接线的形式和配电装置的结构。

正确选择变压器的台数，对实现系统安全经济和合理供电具有重要意义。

目前一般的选择原则是：

一般用户装设1—2台变压器；

为了提高供电可靠性，对于Ⅰ、Ⅱ级用户，可设置两台变压器，防止一台主变故障或检修时影响整个变电所的供电，所以本所选用两台主变，互为备用，当一台变压器故障检修时由另一台主变压器承担全部负荷的75%，保证了正常供电。

根据原始资料，本所主变压器配置两台。

1.4.2变压器容量确定

1、主变压器容量一般按变电所建成后5-10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期10-20年的负荷发展。

2、根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变器的容量。

对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷供电，保证供电可靠性。

3、同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发，推行系列化、标准化。

4、装有两台变压器的变电站，采用暗备用方式，当其中一台主变因事故断开，另一台主变的容量应满足全部负荷的70%，考虑变压器的事故过负荷能力为40%，则可保证80%负荷供电。

综合以上分析，结合技术分析对比及经济可靠性分析对比，本所宜采用SZ9-6300/35型三相双绕组有载调压变压器，其容量以及技术参数如下：

主变容量：

=6300KVA

型号：

三相双绕组有载调压降压变压器

阻抗电压：

7.0%　　

联接组别：

Y/△-11

台数：

两台

第2章导线及电气设备选择

一、电气设备选择的一般原则

1、应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展；

2、应按当地环境条件校核；

3、应力求技术先进和经济合理；

4、与整个工程的建设标准应协调一致；

5、同类设备应尽量减少品种；

6、选用的新产品均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。

在特殊情况下，选用未经正式鉴定的新产品时，应经上级批准。

二、技术条件

选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。

1、长期工作条件

（1）电压

选用的电器允许最高工作电压Umax不得低于该回路的最高运行电压Ug,即Umax≥Ug

（2）电流

选用电器额定电流IN不得低于所在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流Ig

即IN≥Ig

由于变压器短路时过载能力很大，双回路出线的工作电流变化幅度也较大，故其计算工作电流应根据实际需要确定。

高压电器没有明确的过载能力，所以在选择其额定电流时，应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求。

（3）机械负荷

所选电器端子的允许荷载，应大于电器引线在正常运行和短路时的最大作用力。

电器机械荷载的安全系数，由制造部门在产品制造中统一考虑。

2、短路稳定条件

（1）校验的一般原则

电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动、热稳定校验。

校验的短路电流一般取三相短路时的短路电流。

若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重情况校验。

（2）短路的热稳定条件：

It2t＞Qdt

Qdt—在计算时间t秒内，短路电流的热效应（kA2s）

It—t秒内设备允许通过的热稳定电流时间（s）

tjs=继电器保护装置后备保护动作时间（tb）+断路器全分闸时间（tdo）

（3）短路的动稳定条件：

ich≤idfIch≤Idf

ich—短路冲击电流峰值（kA）

Ich—短路全电流有效值（kA）

idf—电器允许的极限通过电流峰值（kA）

Idf—电器允许的极限通过电流有效值（kA）

3、绝缘水平

电器的绝缘水平应按电网中出现的各种过电压和保护设备相应的保护水平来确定。

当所选用电器的绝缘水平低于国家规定的标准数值时，应通过绝缘配合计算选用适当的过电压保护设备。

三、环境条件

按《交流高压电器在长期工作时的发热》（GB763-74）的规定，普通高压电器在环境最高温度为+40

时，允许按额定电流长期工作。

当电器安装点的环境温度高于+40

（但不高于+60

）时，每增高1

，建议额定电流减少1.8%；

当低于+40

时，每降低1

，建议额定电流增加0.5%，但总的增加值不得超过额定电流的20%。

普通高压电器一般可在环境最低温度为-30

时正常运行。

在高寒地区，应选择能适应环境温度为-40

的高寒电器。

在年最高温度超过40

，而长期处于低湿度的干热地区，应选用型号带“TA”字样的干热带型产品。

本次设计的变电所所在地区最高气温

；

最低气温

年平均气温

最热月平均最高温度

。

对于屋外安装场所的电器最高温度选择年最高温度，最低温度选择年最低温度，可见最高气温为+41

，由规定知在选择电器设备时额定电流应减少1.8%，最低温度为-12

，电器设备可正常运行。

四、环境保护

选用电器尚应注意电器对周围环境的影响。

1、电磁干扰：

频率大于10kHz的无线电干扰主要来自电器的电流电压突变和电晕放电。

35kV不考虑。

2、噪音：

为了减少噪音对工作场所和附近居民区的影响所选高压电器在运行中或操作时产生的噪音，在距电器2m处不应大于下列水平：

连续性噪音水平：

85dB

非连续性噪音水平：

屋内90dB屋外110dB

五、35kV侧断路器和隔离开关的选择

1、根据35kV短路容量MVA,短路电流A，主变压侧开关选择LW8-35六氟化硫断路器，额定电流1000A；

额定开断电流25KA；

灭弧室额定气压pcb0.5Mpa。

断路器CT6-XGI弹簧操动机构：

操作电源：

直流220V5A。

2、隔离开关：

根据I1N=SN/√3U1N=6300/1.732X35=104A，应选择GW5-35G型隔离开关：

额定电流600A。

六、10kV侧断路器和隔离开关的选择

1、10kV侧断路器的选择：

据10kV短路容量MVA,短路电流A,1、2号主变10kV侧开关和分段开关采用ZN40-10/1000型真空断路器，线路及电容器均采用Z