35KV变电站毕业设计(完整版).doc

35kV 变电站设计原始数据

本次设计的变电站为一座35kV 降压变电站，以10kV给各农网供电，距离本变电站15km和10km处各有一个系统变电所，由这两个变电所用35kV双回架空线路向待设计的变电站供电，在最大运行方式下，待设计的变电站高压母线上的短路功率为 1500MVA。

本变电站有 8 回 10kV架空出线，每回架空线路的最大输送功率为 1800kVA；其中 #1 出线和 #2 出线为Ⅰ类负荷，其余为Ⅱ类负荷及Ⅲ类负荷， Tmax=4000h,cosφ=0.85。

环境条件：年最高温度 42℃；年最低温度 -5℃；年平均气温 25℃；海拔高度 150m；土质为粘土；雷暴日数为 30 日/ 年。

35KV变电站设计

一、变电站负荷的计算及无功功率的补偿

1.负荷计算的意义和目的

所谓负荷计算，其实就是计算在正常时通过设备和导线的最大电流，有了这个才可以知道选择多大截面的导线、设备。负荷计算是首要考虑的。要考虑很多因素才能计算出较为准确的数值。如果计算结果偏大，就会将大量的有色金属浪费，

增加制作的成本。如果计算结果偏小，就会使导线和设备运行的时候过载，影响

设备的寿命，耗电也增大，会直接影响供电系统的稳定运行。

2.无功补偿的计算、设备选择

2.1无功补偿的意义和计算

电磁感应引用在许多的用电设备中。在能量转换的过程中产生交变磁场，每个周

期内释放、吸收的功率相等，这就是无功功率。在电力系统中无功功率和有功功

率都要平衡。有功功率、无功功率、视在功率之间相互关联。

S P2Q2

S——视在功率， kVA

P——有功功率， kW

Q——无功功率， kvar

由上述可知，有功功率稳定的情况下，功率因数 cosφ越小则需要的无功功率越

大。如果无功功率不通过电容器提供则必须从该传输系统提供，以满足电力线和变

压器的容量需要增加的电力需求。这不仅增加了投资的供给，降低了设备的利用

率也将增加线路损耗。为此对电力的国家规定：无功功率平衡要到位，用户应该

提高用电功率因数的自然，设计和安装无功补偿设备，及时投入与它的负载和电

压的基础上变更或切断，避免无功倒送回来。还为用户提供了功率因数应符合相

应的标准，不然，电力部门可能会拒绝提供电力。所以无功功率要提高功率因

素，在节约能源和提高质量具有非常重要的意义。无功补偿指的是：设备具有容性负载功率和情感力量负荷，并加入在同一电路，能量的两个负载之间的相互交换。

无功补偿装置被广泛采用在并联电容器中。这种方法容易安装并且施工周期短，成本低易操作维护。

2.2 提高功率因数

P——有功功率

S1——补偿前的视在功率

S2——补偿后的视在功率

Q1——补偿前的无功功率

Q2——补偿后的无功功率

φ1——补偿前的功率因数角

φ2——补偿后的功率因数角

2.3 降低输电线路及变压器的损耗

P 3

P2

2(KW) 2

(COS )

功率损耗P：U

P——有功功率， kW；

U——额定电压， kV；

R——线路总电阻，Ω。

由此可见，当功率因数cosφ提高以后，线路中功率损耗大大下降。

2.4 改善电压质量

电压损失U：

U3P.R Q.X

L(KV)

U

P——有功功率， KW；

Q——无功功率， Kvar；

U——额定电压， KV；

R——线路总电阻，Ω

XL——线路感抗，Ω。

当线路中的无功功率Q减小则电压损失U减小。

2.5 提高设备出力

有功功率 P＝S·cosφ，供电设备的视在功率 S不变，功率因数 cosφ升高，则设备的有功功率 P 增加到 P+ P。

无功功率补偿装置容量 :

Q C=P3（tanΦ-tanΦ `）

补偿后总的视在负荷：

S`30= 〔 P302+(Q30-Q C)2〕0.5

变压器有功损耗 :

△P T= △P kβ2+ △P0

式中 : △P0—变压器的空载损耗 ;

△ P k—变压器的短路损耗 ;

β—变压器的负荷率 , β= S30 / S N,

变压器高压侧有功功率：

P=P30+ △P T

变压器高压侧无功功率：

Q=Q30+ △Q T

补偿后的有功功率：

220.5

S=〔 P+Q〕

1.4 在本设计中的负荷计算

1.4.1 所要补偿的容量

按要求需要 8 回 10kV架空线，每回架空线的最大输送功率为1800KVA，则总的负荷为 8*1800=14400KVA,设同时率 Kd=0.9 ，补偿的变压器前的总容量为14400*0.9=12960KVA。由于变电站的高压侧以大的功率因数 cosφ0.9，考虑到该变压器的无功功率损耗的有功损耗通常是 4 倍。所以变压器后的低压侧功率因数补偿应大于 0.9，0.95 这里更高。为从 0.85 低侧功率因数 cosφ提高到 0.95 时，低压侧可以用下式来计算需要被安装并联电容器的容量：

Q C=P3（ tanΦ -tanΦ`） ==14400× 0.85 「×tan(arccos0.85)－ tan(arccos0.95)」

=14400× 0.85 × [0－.620.32]

=3572KVA

2 组 1800KVA并联电容器进行无功补偿：

2× 1800=3600KVA