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 P2Q2S——视在功率， kVAP——有功功率， kWQ——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 3P22(KW) 2(COS )功率损耗P：UP——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.XL(KV)UP——有功功率， KW；Q——无功功率， Kvar；U——额定电压， KV；R——线路总电阻，ΩXL——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：220.5S=〔 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]=3572KVA2 组 1800KVA并联电容器进行无功补偿：2× 1800=3600KVA无功补偿后变压器的容量为：S`30= 〔2 2 0.5 P30 +(Q30-Q C) 〕=122402 (7586 3600) 2 122402 39862 12872任何一台变压器单独运行时，应满足所有一级负荷，二级负荷的需要。

要在总的容量的 70%~80%。

即 12872乘以 0.7 等于 9010KVA。

由上可得，要设计的变电站要选择的主变压器为 2 台，容量为 10000KVA。

本次设计选择的型号为 SFL-10000\35。

因为年平均气温为25 度，需要修正：St=[1-(25-20)\100]Snt=9500KVA9500KVA大于 9010KVA所,有选择的变压器能满足要求。

假设一级负荷，二级负荷为 6000KVA，即 St为 9500KVA大于 6000KVA，所以也能满足要求。

1.4.2 计算各出线回路的电流在变电站低压侧有 8 回 10KV架空出线，每回架空线的最大输送功率为 2000KVA，即每一回的计算电流为：I=S\1.732U=2000\1.732 × 10.5=35A选择 LGJ-35型架空导线。

在这个设计中，变电站和 6~7.8 公里之间的距离有一个系统的变电站，其是由两个变电站供电到变电站进行设计，因为这两个互为备份的电源，所以，当一个系统的变电站，当电源变电站，该变电站到另一个系统处于待机状态。

该变电站的计算电流偏高：有功功率损耗： 0.015S等于 12872×0.015=194KW无功功率损耗： 0.06S等于 12872×0.06=772Kvar则无功补偿后高压侧的负荷为 12240+194的和的平方再加上 3986+772 的和的平方然后在开方，等于 13313KVA。

则两台变压器的结果为：I=S\1.732 ×U=13313\1.732×37=207A导线我选择 LGJ-70，他的屋外载流量为275A。

二、主接线方案2.1 变电所主接线的定义及组成主接线指的是接受和分配电能的路线。

在供应和分配系统，电气设备需要在这些变电站按一定的要求连接来完成功率分配，以满足运行安全性，可靠性和经济性。

电气设备，以满足这些函数称为主接线接线图的变电站。

变电站通常包含电源变压器，接通和断开电路的开关器件（断路器，负荷开关，隔离开关等），或者为了防止过电压限制电流的设备，所述第一和接触器的辅助系统，总线，电缆，绝缘子等之间。

与相应的接线，电气设备称为它承受的电能的生产和分配的直接函数的装置。

在运营安全和监管要求下，变电站也需要有一个设备进行监测，控制和保护的辅助设备，如以实现测量主接线的过电流保护装置和监控主接线设备，仪器仪表上的主接线开关操作需要直流和交流电源，控制和信号设备，电缆等。

这些设备被称为二次设备。

2.1.1 变电所在系统中的作用电力系统枢纽变电站，汇聚了一批大型电力系统的交流电源，高电压，大容量，占有重要地位 ;重要的区域变电站，一般具有较高的电压（ 220KV 及以上），在一些一般的配电变电站中锋位置也比较重要;终端变电所和分支变电站，电压35KV 大多数这些，例如变电站和更直接的权力给用户，没有任务的电力交换。

2.1.3 系统专业对电气主接线提供的具体资料1.出线的电压等级、回路数、出线方向、每回路输送容量和导线截面等。

2.主变压器的台数、容量和形式；变压器的主要参数及各种运行方式下通过变压器的功率潮流。

3.无功补偿方式、形式、数量、容量和运行方式的要求。

4.系统的短路容量和换算的电抗值。

5.系统内过电压数值及限制内过电压措施。

6.可靠性的特殊要求。

2.2 主接线选择的基本要求1.可靠性设备的稳定程度直接影响主接线的稳定性。

2.灵活性主接线应该在检修时保证稳定的供电。

3.经济性稳定性和安全性都可靠的情况下。

尽量节约资源、金钱，占地面积尽量减少。

2.3 本变电所主接线的设计变电站 35kV 降压变电站，主要是电压的电力系统发送从 35kV 变电站的 10kV农村电网使用。

根据以上的变电站提供了依据和基本要求，变电站主变压器出线 2回，两回线路，连接类型是一个单一的线， gbc-35型手车式开关柜。

10kV侧出线 8回，主变压器的线连接类型是一个单一的断线，每段配有一组并联电容器，每个容量1800kvar。

主接线的主接线图。

35KV侧两回线路，是由两个不同的系统对电力变电站。

两个电路互为备用，当电路出现故障时，另一回路供电。

对10kV侧采用单母线，断式，当主变压器各侧的故障，主变压器中打开断路器，然后通过接触断路器，在变压器负载运行驱动至少 70%。

使变电站的负荷，两级负荷供电可靠性的改进。

第三章：一次设备的选择与检验3.1 短路计算的概念3.2 本设计短路计算在最大运行方式时，变电站高压侧母线上的短路功率为1000MVA 设 Sd=100MVA， Ud1=37KV，Ud2=10.5KV， X=0.4欧/Km 。

~35kVY Y10kV3.2.1 当由 6Km处的变电所向本变电站供电时Xs=Sd/Sk=100/1000=0.1取 Uj1=37KV则 Ij1= 100 KA=1.561KA3 37取 Uj2==10KV 则 Ij2= 100KA=5.77KA 3 10S j0.4 6 1000.175X L1* X1L12 372U 1Xb1U K % S j 7.5 1000.75 *SN ?T 100 10MVA100当在高压侧短路时，X 1* XS1XL1 0.1 0.175 0.275I 1 1 13.636*0.2751X 1 *I d 1 I 1 * I j1 3.636 1.561 5.67KAIsh1 1.51I d1 1.51 5.67 8.56KAish 2.55I d 1 2.55 5.67 14.46KAS1 I 1 S j 3.636 100 363.64MVA 当在低压侧短路时：X * X 0.1 0.175 0.5 0.75 0.65I 2 *1 1X * 1.540.65Id 2 I 2 I 2 * Ij 2 1.54 5.77 8.46 KAIsh2 1.51I d 2 1.51 8.46 12.77KAi sh 2.55I d 2 2.55 8.46 21.57KAS2 I 2 * S j 1.54 100 154MVA 3.2.2 当由 7.8Km处的变电所向本变电站供电时S j0.4 7.8 1000.228X L1* X1L12 372U 1当在高压侧短路时，X 1* X S1 X L1 0.1 0.228 0.328I 1 *1 13.05 X 1 * 0.328Id 1 I 1 * Ij1 3.05 1.561 4.76KAI sh1 1.51I d1 1.51 4.76 7.19KAi sh 2.55I d 1 2.55 4.76 12.14 KAS1 I 1 S j 3.05 100 305MVA当在低压侧短路时：X * X 0.1 0.228 0.5 0.75 0.703I 2 *1 1X * 1..420.703Id 2 I 2 I 2 * Ij 2 1.42 5.77 7.81KAIsh 2 1.51I d 2 1.51 7081 11.79KAi sh 2.55I d 2 2.55 7.81 19.92KAS2 I 2 * S j 1.42 100 142MVA3.3 设备的选择与检验3.3.1 电器设备选型的基本知识设备的选择是变电站电气设计的主要内容。