35KV变电站一次系统设计.docx

1、35KV变电站一次系统设计万方科技学院35KV变电站一次系统设计姓 名： 田英科学 号： 0828010015专业班级： 电气08-2指导老师： 所在学院：电气工程与自动化系摘要变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行， 是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。电气主接线是发电厂变 电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全厂（所）电气设备的选择、配电装置 的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。本次设计建设一座35KV降压变电站，首先，根据主接线的经济可靠、运行灵活的 要求选择各个电压等级的接线方式，在技术方面和

2、经济方面进行比较，选取灵活的最优 接线方式。其次进行短路电流计算，根据各短路点计算出各点短路稳态电流和短路冲击电流, 从三相短路汁算中得到当短路发生在各电压等级的工作母线时，其短路稳态电流和冲击 电流的值。最后，根据各电压等级的额定电压和最大持续工作电流进行设备选择，然后进行 校验并对二次改造部分进行概预算编制。关键词：35KV变电所：设计：变压器：短路电流计算1概述 42变电所的负荷计算 53变电站的选取 84电气主接线设计 105短路电流计算 146电气设备选择和校验 16258防雷接地 279心得体会 291概述我国的城市电力网和农村电力网正在进行大规模的改造，与此相应，城乡变电所也 须

3、进行更新换代，我国电力网的现实情况是常规变电所依然存在，小型变电所、微机监 测变电所、综合自动化变电所相继出现，并取得了迅猛的发展。供电电源：由区域变电所二路33kV架空线（1#、2#线）至变电站后转为电缆线供 给本站，线长3 Km。变电站35kV母线最大运行三相短路容量 Smj800MVA,Sgn=600MVA。操作电源：直流220V电能计量：采用高供高计，两路33kV进线各设置计量专用的电流、电压互感器及 计量屏。两台所用变设讣量用电度表。随着改革的不断深化，经济的迅速发展。各电力部门对变电所设讣水平的要求将越 来越高。现在所设计的常规变电所最突出的问题是设备落后，结构不合理，占地多，投

4、资大，损耗高，效率低，尤其是在一次开关和二次设备造型问题上，基本停留在50-60 年代的水平上，从发展的观点来看，将越来越不适应我国城市和农村发展的要求。国民经济不断发展，对电力能源需求也不断增大，致使变电所数量增加，电压等级 提高，供电圉扩大及输配电容量增大，采用传统的变电站一次及二次设备已越来越难以 满足变电站安全及经济运行，少人值班或者无人值班的要求。现在已经大多采用了微机 保护。分级保护和常规保护相比，增加了人机对话功能，自控功能，通信功能和实时时 钟等功能，因此如果通过电力监控综合自动化系统，可以使变电站值班人员或调度中心 的人员及时掌握变电站的运行情况，直接对设备进行操作，及时了解

5、故障情况，并迅速 进行处理，达到供电系统的管理科学化、规化、并且还可以做到与其他自动化系统互换 数据，充分发挥整体优势，进行全系统的信息综合管理。2变电所的负荷计算2.1负荷讣算的意义计算负荷是根据已知的工厂的用电设备安装容量确定的、预期不变的最大假想负 荷。它是设计时作为选择工厂电力系统供电线路的导线截面、变压器容量、开关电器及 互感器等的额定参数的重要依据。负荷计算的LI的是为了掌握用电情况，合理选择配电系统的设备和元件，如导线、电 缆、变压器、开关等。负荷计算过小，则依此选用的设备和载流部分有过热危险,轻者使 线路和配电设备寿命降低，重者影响供电系统的安全运行.负荷汁算偏大，则造成设备的

6、 浪费和投资的增大。为此，正确进行负荷计算是供电设汁的前提,也是实现供电系统安 全、经济运行的必要手段2.2负荷计算方法H前负荷计算常用需要系数法、二项式法、和利用系数法，前二种方法在国设计单 位的使用最为普遍。此外还有一些尚未推广的方法如单位产品耗电法、单位面积功率法、 变值系数法和ABC法等.常采用需用系数法汁算用电设备组的负荷时，应将性质相同的 用电设备划作一组，并根据该组用电设备的类别，查出相应的需用系数K，然后按照 上述公式求出该组用电设备的计算负荷。2. 3负荷计算过程按照原始负荷资料如下：负荷(35KV):同时系数忆二0.9表2T负荷名称额定容量(KW)额定电压(KV)负荷特性C

7、os 1)供电线路长度(m)1#出线86060.82002#出线40060. 822503#出线76060. 751004#出线160060.880水源变电所120060. 85200生活区变电所200060.890锅炉变电所110060.8100污水处理电源120060.880讣算过程如下:1#出线：tag-Ass2。J1-082 =0.75,COS00.8P = Kd PN = 0.9 x 860 = 774KW ,Qm)=心 tan0 = 774x0.75 = 580.5KW2砒线：tan妇4曲0Jl-0.822= =0.698 ,COS。0.82P*)= KR= 0.9 x400 =

8、360KW0 =心 tan。= 360x0.698 = 251.28KW3#出线：g妇亘卫=回运刚2, cos0 0.75Pw = Kd PN = 0.9 x 760 = 684KWQ30 =心 tan 0 = 684x 0.882 = 603.288KW4#出线：g妇疋EL 壬匝“.75,cos0 0.8心=KdPN =0.9x1600 = 1440KW=出 tan = l440x0.75 = 1080KW水源变电所：tan0 = 卜=4(卅5 = 0.62 , cos0 0.85P = Kd PN = 0.9 x 1200 = 1080KW3o = & 0】 = 1080 x 0.62 =

9、 669.6KW生活区变电所：tanQ =丿 f = -S- =0.75, cos0 0.8P = Kd Pn = 0.9 x 2000 = 1800KW=出。tan = l800x0.75 = 135OKW锅炉变电所：tag = J_8sp=妇卅=075,cos0 0.8心=KdPN =0.9x1100 = 990KW=心 tan。= 990x0.75 = 742.5KW污水处理电源：tan 0 = J _ 2乜=_0- = 0.75 , cos0 0.8P = Kri PN =0.9x1200 = 1080KW03。=心 tan 0 = 1080 x 0.75 = 81OKW 备用线路 1

10、#： km 0 = J _8电=1 _()匸=0.75 .cos/ 0.8P = Kd Pn = 0.9 x 2000 = 1800KWfto =心 tan 0 = 1800 x 0.75 = 1350KW备用线路 2#： = J_()吃= 075,cos/ 0.8心=KPn = 0.9x2000 = 1800KW0和=& tan 0 = 1800x0.75 = 135OKW负荷计算结果如下表2-2：负荷名称额定容 量(KW)额定电 压(KV)荷性“S 负特cotan 供电线 路长度(m)?3O (KW)Q30 (KVar)W出线86060.80. 75200774580.52#出线40060

11、. 820. 702503602523#出线76060. 750. 88100684601.94#出线160060.80. 758014401080水源变电所120060. 850. 622001080669.6生活区变电所200060.80. 759018001350锅炉变电所110060.80. 75100990742.5污水处理电源120060.80. 75801080810备用200060.80. 7520018001350备用200060.80. 75200180013503变电站的选取3.1主变压器台数的确定为保证供电的可靠性，避免一台主变故障或检修时影响供电，变电所一般装 设两台

12、主变压器，但一般不超过两台变压器。当只有一个电源或变电所的一级负 荷另有备用电源保证供电时，可装设一台主变压器。对于大型超高压枢纽变电所，装设两台大型变压器，当一台发生故障时，要 切断大量负荷是很困难的，因此，对大型枢纽变电所，根具工程具体悄况，应安 装24台主变压器。这种装设方法可以提高变电所的供电可靠性，变压器的单 台容量以及安装的总容量皆可有所节约，且可根据负荷的实际增长的进程，分别 逐台装设变压器，而不致积压资金。当变电所装设两台以及以上的主变时，每台容量的选择应按照其中任一台停 运时，其余变压器容量至少能保证所供的一级负荷或为变电所全部负荷的60% 75%o通常一次变电所采用75%,

13、二次变电所采用60%o3.2主变压器容量的确定本次设计的是线变阻，选择暗备用，每台按变压器的最大负荷选择。正常情 况下两台变压器都参加工作，这时，每台变压器均承受50%最大负荷，这种备用 及能满足正常工作时经济运行的要求，乂能在故障情况下承担全部负荷，是比较 合理的备用方式。所以 Snt = 100%S3() = 11775.O43KVN(3-1)根据数据选SFL7-12500/35型变压器。而 APot = 160001V = 16KW , 出小7 = 63OOOIV = 63KW处”3(欣)1OT %100QQnt=x 12500 = 1000100Q =87.5 + 1000x(1177

14、5.043 212500=974.87varS30 = y(Ro + A/ )2 + (Q旳 + _ a)2 = J(9446.4 + 71.9尸 + (7029.7344+974.87 - 33 x 72.56)= 11048.6 12500因此校验合格。实际功率因数：COS 0 = = 匕a, J(aPjc+(匕“厂0.75x9518,3/(0.75 x 9518.3)f + (0.75 x 9518.3 x 0.802 - 33 x 72.56)27138,7257877.53=0.9063.3补偿电容器的选择变电所对功率因数有这样高的要求，仅仅依靠提高自然功率因数的办法，一 般不能满足

15、要求。因此，变电所需装设无功补偿装置，对功率因数进行人工补偿。计算过程如下：P = Kt 工& =0.8x11808 = 9446.4So = K 工 Qv =0.8x 8787.168 = 7029.7344并联前:cos 廿= J(讥)2+(0亦0.75x9446,47(0.75 x 9446.4)2 + (0.8 x 7029.7344)2= 0.78tang =0.802并联后：cos 02 = 0 9 , tan 机=0.484所以：Q =a/()(tan - tang) = 0.75x9446.4x(0.802-0.484) = 2252.966R var因此选补偿电容器的型号为：

16、BWF6.3-80-1WQ( = Q/3x37取 Un=6. 3KV则 /八= -（） =9.16/G4 -y/3Uj2 V3x6.3取 ，3=04KV则人厂 _ 2 -144.34/C47 yJ3Ut3 3x0 A(2)计算系统各元件阻抗的标么值，绘制等效电路图。 最大运行方式和最小运行方式下系统的阻抗X；M和X；mX： =4KM.XX100800= 0.125X；m = A、Kmin100600= 0.167线路阻抗一变压器阻抗X；=x/. 丄=04x3x嘿=0.088 U U： 372线路阻抗二 X； = x丄 * = 0.4x 0.08 x 竺=0.081U： 6.32等效电路图如下所示： rwvs rvw% 1 10.125 0.088 064 008短路电流计算结果如下图所示表5-1所示短路地点短路点 编号短路点 平均电 压(KV)短路现暂态 电流有效值 I (KA)短路稳态电 流有效值18 (KA)短路冲击 电 ich(KA)短路点容量 S (KVA)33KV母线kx3718.45618.4564736766KV母线k：6.35. 385. 3813. 72344.776KV出线K36. 319. 6419. 6450214.36电气设备选择和校验6.1高压电器选择的一般原则高压电器选择的主要任务是选择满足变电所及输、配电线路正常和故障状态 下工作