变电所一次系统电气主接线的设计

变电所一次系统电气主接线的设计

目录

课程设计目的、设计原始资料及分析、设计任务及要求 (3)

主接线方案论证 (5)

变压器台数及容量选择 (7)

短路电流计算 (9)

无功补偿分析 (10)

设计小结 (12)

参考文献 (12)

A.课程设计目的、设计原始资料及分析、设计任务及要求

(一)设计目的

本课程设计是高校工科电气类相关专业的一门专业实践课。其目的是：

1．巩固和扩大所学的专业理论知识，并在课程设计的实践中得到灵活应用；

2．学习和掌握发电厂、变电所电气部分设计的基本方法，树立正确的设计思想；3．培养独立分析和解决问题的工作能力及解决实际工程设计的基本技能；

4．学习查阅有关设计手册、规范及其他参考资料的技能。

(二)设计条件（原始资料）

1、某企业为保证供电需要，要求设计一座35KV降压变电所，以10KV电缆给各车间

供电，一次设计并建成。

2、距该变电所65KM处有一系统变电所，用35KV双回架空线路向待设计的变电所供

电。在最大运行方式下，待设计变电所高压母线上的短路功率为1000MV A。

3、待设计变电所10KV侧无电源，考虑以后装设两组电容器，提高功率因数，故要求

预留两个间隔。

4、35KV出线7回，最大负荷10000KV A，cos∮＝0.8，T max＝4000h；10KV出线10

回，最大负荷3600KV A，cos∮＝0.8，T max＝3000h。

5、本变电所10KV母线到各车间均用电缆供电，其中一车间和二车间为Ⅰ级

负荷，其余为Ⅱ级负荷。各馈线负荷如表1所示。

表1 各馈线负荷

6、所用电的主要负荷见表2。

表2 所用电的主要负荷

7、环境条件：当地海拔高度507.4m，年雷电日36.9个，空气质量优良，无污染，历年

平均最高气温29.9℃，土壤电阻率ρ≤500Ω•m。

(三)原始资料分析

1. 本站经2回35KV线路与系统相连，分别用35KV和10KV向本地用户供电。

2. 环境参数：海拔<1000米，地震级<5级，最低温度0℃，最高温度35℃，雷暴20日/年。

3. 系统参数：110KV系统为无穷大系统，距离本站65KM，线路阻抗按0.4欧/KM计算。

4. 35KV出线7回，最大负荷10000KVA，cos∮＝0.8，T max＝4000h；10KV 出线10回，最大负荷3600KVA，cos∮＝0.8，T max＝3000h，均为一般用户。

5. 站用电为160KVA。根据本站为2回110KV线路进线，35KV、10KV最大负荷时间分别为4000h、3000h，可以判断本站为重要变电站，在进行设计时，应该侧重于供电的可靠性和灵活性。

(四)设计任务

1、电气主接线方案论证及制图；

2、主变压器容量、型式及台数的选择；

3、所用变压器容量、台数的选择；

4、短路电流计算；

5、导体及主要电气设备的选择（选做）；

6、无功补偿分析。

(五)设计要求

1、主接线方案论证：

《变电所设计技术规程》规定：35KV配电装置中，当进线为2回时，一般采用桥行接线；当出线为2回以上时，一般采用单母线分段或单母线接线。

应考虑几个方案，进行经济和技术比较并选择最终方案。这里给出单母线接线、单母分段接线、内桥接线、外桥接线四个方案。

2、主变压器容量的选择：

一般选用两台以上主变压器，每台主变压器的容量要求能带全部负荷的70%~80%。

3、所用变压器容量的选择：

所用变压器一般选用两台以上，每台容量S ≥ K1·∑P1＋∑P2 .

式中K1=0.85，∑P1——所用动力负荷之和；∑P2——电热及照明负荷之和。

4、短路电流计算：

（1）做出系统网络图。选定两个短路点K1、K2（主变高压侧、10KV母线上）；

（2）变压器参数计算；

（3）计算短路电流周期分量i ch、短路电流最大有效值I ch。

5、导体与电气设备的选择：（选做，不作硬性要求）

包括35KV输电线路、10KV电缆；35KV断路器及隔离开关、10KV断路器及隔离开关；电流互感器、电压互感器的配置；避雷器的配置。

6、无功补偿：

这里仅要求阐述无功补偿的意义和补偿方式，并对各种补偿方式的优缺点进行分析，不作具体计算。

B.主接线方案论证

方案一：单母线接线

各电源和出线都接在同一条公共母线上，其电源在发电厂是发电机或变压器，在变电所是变压器或高压进线回路。

1. 单母线接线的优点

简单、清晰、设备少、投资小、运行操作方便，有利于扩建和采用成套配电装置。

2. 单母线接线的主要缺点

母线或母线隔离开关检修时，连接在母线上的所有回路都将停止工作；当母线或母线隔离开关上发生短路故障或断路器靠母线侧绝缘套管损坏时，所有断路器都将自动断开，造成全部停电；检修任一电源或出线断路器时，该回路必须停电。

3. 单母线接线对出线的要求

单母线接线方式，10kV出线一般不超过5回，35出线不超

过5回，110～220出险不超过2回。

方案二单母线分段接线

出线回路数增多时，可用断路器或隔离开关将母线分段，成为单母线分段接线，如图

8-3所示。根据电源的数目和功率，母线可分为2～3段。

1. 单母线分段接线的优点

该接线方式由双电源供电，故供电可靠性高，同时具有接线简单、操作方便、投资少等优点。当一段母线发生故障时，分段断路器或隔离开关将故障切除，保证正常母线不间断供电，不致使重要的用户停电，提高了供电的可靠性。

2. 单母线分段接线的缺点

当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，必须断开接在该分段上的全部电源和出线，这样就减少了系统的发电量，并使该段单回路供电的用户停电；任一出线断路器检修