變電所電氣部分設計畢業設計論文(已修改)

　

【正文】 35kV變電所電氣部分設計目錄摘要： 11 引言 22 原始資料 3 4 4 10kV負荷情況 4 本地區氣象條件 53 負荷統計和無功補償的計算 5 負荷分析 5 負荷計算 6 無功補償 6 無功補償概述 6 無功補償的計算 7 無功補償裝置 7 并聯電容器裝置的分組 8 并聯電容器裝置的接線 94 主變壓器的選擇 9 規程中的有關變電所主變壓器選擇的規定 9 主變臺數的確定 10 主變容量的確定 10 主變形式的選擇 115 電氣主接線設計 12 電氣主接線概述 12 主接線的設計原則 12 主接線設計的基本要求 12 主接線設計 12 35kV側主接線設計 13 10kV側主接線設計 13 136 短路電流計算 15 概述 15 產生短路的原因和短路的定義 15 短路的種類 15 短路電流計算的目的 15 短路電流計算的方法和條件 16 短路電流計算方法 16 短路電流計算條件 16 短路電流的計算 18 10kV側短路電流的計算 18 35kV側短路電流的計算 19 三相短路電流計算結果表 207 電氣設備的選擇 20 電氣設備選擇的一般條件 20 電氣設備選擇的一般原則 20 電氣設備選擇的技術條件 21 環境條件 23 斷路器隔離開關的選擇 23 35kV側進線斷路器、隔離開關的選擇 23 35kV主變壓器側斷路器、隔離開關的選擇 25 10kV側斷路器、隔離開關的選擇 25 選擇的斷路器、隔離開關型號表 26 母線的選擇及校驗 27 母線導體選擇的一般要求 27 35kV母線的選擇 28 10kV母線的選擇 29 母線選擇結果 29 互感器的選擇 30 電流互感器的選擇 30 電壓互感器的選擇 31 熔斷器的選擇 32 熔斷器概述 32 35kV側熔斷器的選擇 33 10kV側熔斷器的選擇 33 配電裝置的選擇 33 配電裝置概述 33 35kV屋外配電裝置 34 10kV高壓開關柜 348 繼電保護的設置 35 電力變壓器保護 35 電力變壓器保護概述 35 電力變壓器縱差保護接線 35 縱差動保護的整定計算 36 變壓器瓦斯保護 37 過電流保護 37 母線保護 389 變電所的防雷保護 38 變電所防雷概述 38 避雷針的選擇 39 避雷器的選擇 40結論 42致謝 43參考文獻 44 摘要：隨著電力行業的不斷發展，人們對電力供應的要求越來越高，特別是供穩固 性、可靠性和持續性。然而電網的穩固性、可靠性和持續性往往取決于變電所的合理設計和配置。一個典型的變電站要求變電設備運行可靠、操作靈活、經濟合理、擴建方便。出于這幾方面的考慮，本論文設計了一個35kV降壓變電站,此變電站有兩個電壓等級，一個是35kV，一個是10kV。同時對于變電站內的主設備進行合理的選型。本設計選擇選擇兩臺主變壓器，其他設備如斷路器，隔離開關，電流互感器，電壓互感器，無功補償裝置和繼電保護裝置等等也按照具體要求進行選型、設計和配置，力求做到運行可靠，操作簡單、方便，經濟合理，具有擴建的可能性和改變運行方式時的靈活性。使其更加貼合實際，更具現實意義。關鍵詞 35kV 變電所 設計1 引言電能是發展國民經濟的基礎，是一種無形的、不能大量儲存的二次能源。電能的發、變、送、配和用電，幾乎是在同一瞬間完成的，須隨時保持功率平衡。要滿足國民經濟發展的要求，電力工業必須超前發展，這是世界電力工業發展規律，因此，做好電力規劃，加強電網建設，就尤為重要。變電所作為變電站作為電力系統的重要組成部分，它直接影響整個電力系統的安全與經濟運行，是聯系發電廠和用戶的中間環節，起著變換和分配電能的作用。對其進行設計勢在必行，合理的變電所不僅能充分地滿足當地的供電需求，還能有效地減少投資和資源浪費。本次設計根據一般變電所設計的步驟進行設計，包括負荷統計，主變選擇，主接線選擇，短路電流計算，設備選擇和校驗，繼電保護，防雷措施等幾大塊。并依據相關規定和章程設計其中個個步驟，所以能滿足一般變電所的需求。根據我國變電所目前現有電氣設備狀況以及今后發展趨勢，應選用新型號、低損耗、低噪聲的電力變壓器及性能好、時間長、免維護的SF6斷路器及高壓開關柜。為此新的設備選擇也在設計中得以體現。由于時間倉促和自身知識的局限，導致在設計中難免有遺漏和錯誤之處，望讀者予以批評指正。2 原始資料待設計變電所進線如圖1所示： 變電所進線示意圖待設計變電所通過一條架空線路由正西方向5km處的一座110kV變電所A送電，A變電所系統容量為3000MW。西北方向20km處一座35kV變電所B通過一條架空出線與待設計變電所聯系，平時本所與B變電所有少量功率交換。 10kV負荷情況10kV負荷情況如表1所示 10kV負荷分布情況負荷名稱最大負荷（kW）回路數供電方式功率因數視在功率（kVA）1出線15001架空2出線8001架空3出線8001架空4出線10001架空5出線15001架空6出線12001架空電容器回路210kV側負荷同時率：；10kV側最小負荷是最大負荷的45％；10kV側最大負荷利用小時數=4800H；待設計變電所年負荷增長率為5%。 本地區氣象條件最高氣溫；最低氣溫；年平均氣溫；最熱月平均最高溫度。3 負荷統計和無功補償的計算 負荷分析根據用電的重要性和突然中斷供電造成的損失程度可以將負荷分為以下三類：1一類負荷一類負荷，又稱為一級負荷，是指突然中斷供電將造成人身傷亡或引起對周圍環境的嚴重污染，造成經濟上的巨大損失。如重要大型設備損失、重要產品或重要原料生產的產品大量報廢、連續生產過程被打亂且需要長時間才能恢復、造成社會秩序嚴重混亂或產生政治上的重大影響、重要的交通和通訊樞紐中斷、國際社交場所沒有照明等。 2 二類負荷二類負荷，又稱為二級負荷，是指突然中斷供電會造成經濟上的較大損失。如生產的主要設備損壞、產品大量報廢或減產、連續生產過程需要較長時間才能恢復、造成社會秩序混亂、在政治上產生較大影響、交通和通訊樞紐以及城市供水中斷、廣播電視、商貿中心被迫停止運營等。 3 三類負荷 三類負荷，又稱為三級負荷，是指不屬于以上一類和二類負荷的其他用電負荷。對于這類負荷，供電所所造成的損失不大或不會直接造成損失。 用電負荷的分類，其主要目的是確定供電工程設計和建設的標準，保證建成投入運行工程供電的可靠性，能滿足生產或社會安定的需要。對于一級負荷的用電設備，應有兩個及以上的獨立電源供電，并輔之一其他必要的非電保安設施。二級負荷應由兩回線供電，但當兩回線路有困難時（如邊遠地區），允許有一回專用架空線路供電。三級負荷對供電無特殊要求，允許較長時間停電，可用單回線路供電。這次設計的變電所所帶的負荷均為三級負荷，因此可以用單回線路供電。 負荷計算 10kV側的負荷計算+++1++=*+*+*+1*+*+*= （31）==功率因數cos= 無功補償 無功補償概述電力系統中有許多根據電磁感應原理工作的電氣設備，如變壓器、電動機、感應爐等。都是依靠磁場來傳送和轉換電能的電感性負載，在電力系統中感應電動機約占全部負荷的50%以上。電力系統中的無功功率很大，必須有足夠的無功電源，才能維持一定的電壓水平，滿足系統安全穩定運行的要求。 電力系統中的無功電源由三部分組成：1 發電機可能發出的無功功率（一般為有功功率的40%~50%）。2 無功功率補償裝置（并聯電容器和同步調相機）輸出無功功率。3 110kV及以上電壓線路的充電功率。 電力系統中如無功功率小，將引起供電電網的電壓降低。電壓低于額定電壓值時，將使發電、送電、變電設備均不能達到正常的出力，電網的電能損失增大，并容易導致電網震蕩而解列，造成大面積停電，產生嚴重的經濟損失和政治影響。電壓下降到額定電壓值的60%~70%時，用戶的電動機將不能啟動甚至造成燒毀。所以進行無功補償是非常有必要的。 無功補償的計算 補償前cos=。因此可以如下計算： 設需要補償XMva 的無功則 cos= （32）==解得 X= 無功補償裝置無功補償裝置分為串聯補償裝置和并聯補償裝置兩大類。并聯補償裝置又可分為同期調相機、并聯電容補償裝置、靜補裝置等幾大類。 同期調相機相當于空載運行的同步電動機在過勵磁時運行，它向系統提供可無級連續調節的容性和感性無功，維持電網電壓，并可以強勵補償容性無功，提高電網的穩定性。在我國經常在樞紐變電所安裝同步調相機，以便平滑調節電壓和提高系統穩定性。靜止補償器有電力電容器與可調電抗并聯組成。電容器可發出無功功率，電抗器可吸收無功功率，根據電壓需要，向電網提供快速無級連續調節的容性和感性的無功，降低電壓波動和波形畸變率，全面提高電壓質量，并兼有減少有功損耗，提高系統穩定性，降低工頻過電壓的功能。其運行維護簡單，功耗小，能做到分相補償，對沖擊負荷也有較強的適應性，因此在電力系統中得到越來越廣泛的應用。但設備造價太高，本設計中不宜采用。電力電容器可按三角形和星形接法連接在變電所母線上。既可集中安裝，又可分散裝設來接地供應無功功率，運行時功率損耗亦較小。綜合比較以上三種無功補償裝置后，選擇并聯電容器作為無功補償裝置，并且采用集中補償的方式。 并聯電容器裝置的分組 1分組原則（1）對于單獨補償的某臺設備，例如電動機、小容量變壓器等用的并聯電容器裝置，不必分組，可直接與該設備相連接，并與該設備同時投切。（2）配電所裝設的并聯電容器裝置的主要目的是為了改善電網的功率因數。此時，為保證一定的功率因數，各組應能隨負荷的變化實行自動投切。負荷變化不大時，可按主變壓器臺數分組，手動投切。（3）終端變電所的并聯電容器裝置，主要是為了提高電壓和補償主變壓器的無功損耗。此時，各組應能隨電壓波動實行自動投切。%。 2分組方式并聯電容器的分組方式主要有等容量分組、等差級數容量分組、帶總斷路器的等容量分組、帶總斷路器的等差級數容量分組。這幾種方式中等容量分組方式，分組斷路器不僅要滿足頻繁切合并聯電容器的要求，而且還要滿足開斷短路的要求，這種分組方式應用較多，因此采用等容量分組方式。 并聯電容器裝置的接線并聯電容器裝置的接線基本形式有星形和三角形兩種。經常采用的還有由星形派生出的雙星形，在某種場合下，也有采用由三角形派