35KV变电站毕业设计(完整版)

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。

22=+S P QS——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功率损耗ΔP ：2223()()P P KW U COS ∆=Φ 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cos φ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ΔU ： ..3()L P R Q X U 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，ΩXL ——线路感抗，Ω。

当线路中的无功功率Q 减小则电压损失ΔU 减小。

2.5 提高设备出力 有功功率P ＝S ·cos φ，供电设备的视在功率S 不变，功率因数cos φ升高，则设备的有功功率P 增加到P+ΔP 。

无功功率补偿装置容量:Q C =P 3（tan Φ-tan Φ`）补偿后总的视在负荷：S`30=〔 P 302+(Q 30-Q C )2〕0.5变压器有功损耗:△P T =△P k β2+△P 0式中: △P 0—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= S 30 / S N,变压器高压侧有功功率：P=P 30+△P T变压器高压侧无功功率：Q=Q 30+△Q T补偿后的有功功率：S=〔 P 2+Q 2〕0.51.4 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cos φ0.9，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cos φ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 =P 3（tan Φ-tan Φ`）==14400×0.85×「tan(arccos0.85)－tan(arccos0.95)」 =14400×0.85×[0.62－0.32]=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=〔 P 302+(Q 30-Q C )2〕0.5=12872398612240)36007586(122402222=+=-+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. 系统过电压数值及限制过电压措施。

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 。

3.2.1 当由6Km 处的变电所向本变电站供电时Xs=Sd/Sk=100/1000=0.1取U j1=37KV 则I j1=373100⨯KA=1.561KA取U j2==10KV 则I j2=103100⨯KA=5.77KA175.03710064.0*221111=⨯⨯==U S L X X jL75.010*******.7100%*1=⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯∆=•MVA S S U X T N j K b当在高压侧短路时，275.0175.01.0*111=+=+=L S X X X~ Y YΔΔ10kV 35kV636.32751.01*1*11===X IKA I I I j d 67.5561.1636.3*111=⨯=⨯=KA I I d sh 56.867.551.151.111=⨯==KA I i d sh 46.1467.555.255.21=⨯==MVA S I S j 64.363100636.311=⨯=⨯=当在低压侧短路时：65.075.05.0175.01.0*=⨯++==X X54.165.01*1*2===X IKA I I I I j d 46.877.554.1*2222=⨯=⨯==KA I I d sh 77.1246.851.151.122=⨯==KA I i d sh 57.2146.855.255.22=⨯==MVA S I S j 15410054.1*22=⨯=⨯=3.2.2 当由7.8Km 处的变电所向本变电站供电时228.0371008.74.0*221111=⨯⨯==U S L X X jL当在高压侧短路时，328.0228.01.0*111=+=+=L S X X X05.3328.01*1*11===X IKA I I I j d 76.4561.105.3*111=⨯=⨯=KA I I d sh 19.776.451.151.111=⨯==KA I i d sh 14.1276.455.255.21=⨯==MVA S I S j 30510005.311=⨯=⨯=当在低压侧短路时：703.075.05.0228.01.0*=⨯++==X X42..1703.01*1*2===X I KA I I I I j d 81.777.542.1*2222=⨯=⨯==KA I I d sh 79.11708151.151.122=⨯==KA I i d sh 92.1981.755.255.22=⨯==MVA S I S j 14210042.1*22=⨯=⨯=3.3 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容。