35kv变电站课程设计

目录前言 (1)1 电气主接线设计 (2)1.1主接线的设计依据 (2)1.2 主接线的基本要求 (2)1.3 主接线的设计和论证 (2)2 主变压器台数、容量和型号的选择 (8)3 所用变的选择 (9)4 电气设备的选择 (10)4.1电气设备选择的一般条件 (10)4.2断路器、隔离开关的选择 (12)5 互感器的选择 (15)5.1电流互感器的选择 (15)5.2电压互感器的选择 (16)6 10KV母线截面的选择 (17)7 计算书 (18)8 参考文献 (21)前言变电所由主接线，主变压器，高、低压配电装置，继电保护和控制系统，所用电和直流系统，远动和通信系统，必要的无功功率补偿装置和主控制室等组成。

其中，主接线、主变压器、高低压配电装置等属于一次系统；继电保护和控制系统、直流系统、远动和通信系统等属二次系统。

主接线是变电所的最重要组成部分。

它决定着变电所的功能、建设投资、运行质量、维护条件和供电可靠性。

一般分为单母线、双母线、一个半断路器接线和环形接线等几种基本形式。

主变压器是变电所最重要的设备，它的性能与配置直接影响到变电所的先进性、经济性和可靠性。

一般变电所需装2～3台主变压器；330 千伏及以下时，主变压器通常采用三相变压器，其容量按投入5 ～10年的预期负荷选择。

此外，对变电所其他设备选择和所址选择以及总体布置也都有具体要求。

本次设计为35KV变电所的电气部分，包括任务书、说明书、计算书，以及1张电气主接线图。

Ⅰ、电气主接线设计把变电站、断路器等按预期生产流程连成的电路，称为电气主接线。

电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。

主接线代表了变电站电气部分主体结构，是电力系统接线的主要组成部分，是变电站电气设计的首要部分。

它表明了变压器，线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成变电、输配电的任务。

1.1主接线的设计依据1．负荷大小和重要性（1）对于一级负荷必须有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证对全部一级负荷不间断供电。

（2）对于二级负荷一般要有两个独立电源供电，且任何一个失去后，能保证全部或大部分二级负荷的供电。

（3）对于三级负荷一般只需一个电源供电。

2. 系统备用容量大小（1）运行备用容量不宜少于8-10%，以适应负荷突增，机组检修和事故停运三种情况。

（2）装有两台及以上的变压器的变电所，当其中一台事故断开时，其余主变压器的容量应保证该变电所60%～70%的全部负荷，在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证车间的一、二级负荷供电。

1.2 主接线的基本要求电气主接线设计应满足可靠性、灵活性、经济性三项基本要求，其具体要求如下：1、可靠性研究可靠性应该重视国内外长期运行的实践经验和定性分析，要考虑发电厂或变电站在电力系统中的地位和作用、所采用的设备的可靠性以及结合一次设备和相应的二次部分在运行中的可靠性进行综合分析。

其具体要求如下：（1）断路器检修时不应影响供电。

系统有重要负荷，应能保证安全、可靠的供电。

（2）断路器或母线故障以及母线检修时，尽量减少停运出线回数及停电时间，并且要保证全部一级负荷和部分二级负荷的供电。

（3）尽量避免发电厂、变电所全部停运的可能性。

防止系统因为某设备出现故障而导致系统解裂。

（4）大机组超高压电气主接线应满足可靠性的特殊要求。

2、灵活性主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活要求。

从系统的长远规划来设计，应满足灵活性要求。

（1）调度时应该可以灵活地投入和切除发电机、变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式，检修运行方式以及特殊运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求。

（2）检修时可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对车间的供电。

（3）扩建时可以容易地从初期接线过渡到最终接线。

在不影响连续供电或停运时间最短的情况下，投入新装机组，变压器或线路而不互相干扰，并且对一次和二次部分的改建工作最少。

3、经济性主接线满足可靠性，灵活性要求的前提下做到经济合理。

（1）主接线应力求简单，经节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备。

（2）要能使继电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次设备和控制电缆。

（3）要能限制短路电流，以便于选择价廉的电气设备或轻型电器。

（4）如能满足系统的安全运行及继电保护要求，35kV及其以下终端或分支变电所可采用简易电器。

（5）占地面积少：主接线设计要为配电装置布置创造条件，尽量使占地面积减少。

（6）电能损失少：经济合理地选择主变压器的种类（双绕组、三绕组或自耦变压器）、容量、数量，要避免因两次变压而增加的电能损失。

1.3 主接线的设计和论证依据变电站的性质可选择单母线接线、单母线分段接线、双母线接线、外桥型接线、内桥型接线、五种主接线方案，下面逐一论证其接线的利弊。

一、单母线接线单母线接线的特点是每一回线路均经过一台断路器和隔离开关接于一组母线上。

优点：（1）、接线简单清晰、设备少、操作方便。

（2）、投资少，便于扩建和采用成套配电装置缺点：(1)、可靠性和灵活性较差。

任一元件（母线及母线隔离开关等）故障或检修均需使整个配电装置停电。

(2)、单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需停电，在用隔离开关将故障的母线分开后才能恢复非故障段的供电。

适用范围：单母线接线不能满足对不允许停电的重要用户的供电要求，一般用于6-220kV 系统中，出线回路较少，对供电可靠性要求不高的中、小型发电厂与变电站中。

二、单母线分段接线2.1、用隔离开关分段的单母线接线这种界限实际上仍属不分段的单母线接线，只是将单母线截成两个分段，其间用分段隔离开关连接起来。

这样做的好处是两段母线可以轮流检修，缩小了检修母线时的停电范围，即检修任一段母线时，只需断开与该段母线连接的引出线和电源回路拉开分段隔离开关，另一段母线仍可继续运行。

但是，若两个电源取并列运行方式，则当某段母线故障时，所有电源开关都将自动跳闸，全部装置仍需短时停电，需待用分段隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障母线段的供电。

可见，采用隔离开关分段的单母线接线较之不分段的单母线，可以缩小母线检修或故障时的停电范围。

2.2、用断路器分段的单母线接线用隔离开关奋斗的单母线接线，虽然可以缩小母线检修或故障时的停电范围，但当母线故障时，仍会短时全停电，需待分段隔离开关拉开后，才能恢复非故障母线段的运行，这对于重要用户而言是不允许的。

如采用断路器分段的单母线接线，并将重要用户采用分别接于不同母线段的双回路供电，足可以克服上诉缺点。

对用断路器分段的单母线的评价为:优点：A.具有单母线接线简单、清晰、方便、经济、安全等优点。

B.较之不分段的单母线供电可靠性高，母线或母线隔离开关检修或故障时的停电范围缩小了一半。

与用隔离开关分段的单母线接线相比，母线或母线隔离开关短路时，非故障母线段可以实现完全不停电，而后者则需短时停电。

C.运行比较灵活。

分段断路器可以接通运行，也可断开运行。

D.可采用双回线路对重要用户供电。

方法是将双回路分别接引在不同分段母线上。

缺点：A.任一分段母线或母线隔离开关检修或故障时，连接在该分段母线上的所有进出回路都要停止工作，这对于容量大、出线回路数较多的配电装置仍是严重的缺点。

B.检修任一电源或出线断路器时，该回路必须停电。

这对于电压等级高的配电装置也是严要缺点。

因为电压等级高的断路器检修时间较长，对用户影响甚大。

单母线分段接线与单母线接线相比提高了供电可靠性和灵活性。

但是，当电源容量较大、出线数目较多时，其缺点更加明显。

因此，单母线分段接线用于：（1）电压为6～10KV时，出线回路数为6回及以上，每段母线容量不超过25MW；否则，回路数过多时，影响供电可靠性。

（2）电压为35～63KV时，出线回路数为4～8回为宜。

（3）电压为110～220KV时，出线回路数为3～4回为宜。

2.3、单母线分段带旁路母线的接线为克服出线断路器检修时该回路必须停电的缺点，可采用增设旁路母线的方法。

当母线回路数不多时，旁路断路器利用率不高，可与分段断路器合用，并有以下两种接线形式。

（1）分段断路器兼作旁路断路器接线。

（2）旁路断路器兼作分段断路器接线。

优点：单母分段带旁路接线与单母分段相比，带来的唯一好处就是出线断路器故障或检修时可以用旁路断路器代路送电，使线路不停电。

单母线分段带旁路接线，主要用于电压为6～10KV出线较多而且对重要负荷供电的装置中；35KV及以上有重要联络线路或较多重要用户时也采用。

单母线分段接线，虽然缩小了母线或母线隔离开关检修或故障时的停电范围，在一定程度上提高了供电可靠性，但在母线或母线隔离开关检修期间，连接在该段母线上的所有回路都将长时间停电，这一缺点，对于重要的变电站和用户是不允许的。

三、双母线接线优缺点分析：（1）可靠性高。

可轮流检修母线而不影响正常供电。

当采用一组母线工作、一组母线备用方式运行时，需要检修工作母线，可将工作母线转换为备用状态后，便可进行母线停电检修工作；检修任一母线侧隔离开关时，只影响该回路供电；工作母线发生故障后，所有回路短时停电并能迅速恢复供电；可利用母联断路器代替引出线断路器工作，使引出线断路器检修期间能继续向负荷供电。

（2）灵活性好。

为了克服上述单母线分段接线的缺点，发展了双母线接线。

按每一回路所连接的断路器数目不同，双母线接线有单断路器双母线接线、双断路器双母线接线、一台半断路器接线（因两个回路共用三台断路器，又称二分之三接线）三种基本形式。

后两种又称双重连接的接线，意即一个回路与两台断路器相连接，在超高压配电装置中被日益广泛地采用。

3.1、单断路器双母线接线：单断路器双母线接线器是双母线接线中最基本的接线形式。

它具有两组结构相同的母线，每一回路都经一台断路器、两组隔离开关分别连接到两组母线上，两组母线之间通过母联断路器来实现联络。

双母线接线有两种运行方式，一种运行方式是一组母线工作，一组母线备用，母联断路器在正常运行时是断开的；另一种运行方式是两组母线同时工作，母联断路器在正常运行时是接通的，这时每一回路都固定连接于某一组母线上运行，故亦称固定连接运行方式。

这两种运行方式在供电可靠性方面有所差异，当母线短路时，前者将短时全部停电；后者母线继电保护动作，只断开故障母线上电源回路的断路器和母联断路器，并不会使另一组母线中断工作。

3.2、双断路器双母线接线双断路器双母线这种接线，每回路内接有两台断路器，采取双母线同时运行的方式。

双断路器双母线接线的优点是:A.任何一组母线或母线隔离开关发生故障或进行检修时都不会造成停电。