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'35kv变电站设计方案毕业论文目录第一章绪论6第一节我国目前电力工业的发展方针6第二节变电站主要构成及分类7一、变电站构成7二、变电站的分类8第二章负荷分析9第一节变电站负荷分析9第三章变电站主变压器的选择10第一节主变台数的选择11第二节绕组数量及连接方式确定11第三节冷却方式的选择12第四节调压方式的选择12第五节主变容量的确定12第六节主变压器参数计算13第四章电气主接线的设计13第一节主接线设计原则14第二节电气主接线的基本要求15第三节主接线的设计和论证16第五章短路电流的计算23第一节概述23一、计算短路电流的意义23二、短路电流计算的目的23三、造成短路故障的原因24四、短路电流计算的一般规定：24第二节短路电流计算25一、变压器等值电抗计算25二、短路点的确定25三、各短路点三相短路电流计算28第六章电气一次设备的选择29第一节电气设备选择的一般原则29第二节高压电气设备选择的一般标准29第三节设备的选型3035 一、高压断路器及隔离开关的选择30二、导体的选择34三、电流互感器的选择35四、电压互感器的选择36结论37参考文献38致谢3935 第一章绪论第一节我国目前电力工业的发展方针变电所是接受电能、变换电压、分配电能的环节，是供配电系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行。电力系统是由发电机，变压器，输电线路，用电设备（负荷）组成的网络，它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备。电力系统中的这些互联元件可以分为两类，一类是电力元件，它们对电能进行生产（发电机），变换（变压器，整流器，逆变器），输送和分配（电力传输线，配电网），消费（负荷）；另一类是控制元件，它们改变系统的运行状态，如同步发电机的励磁调节器，调速器以及继电器等。电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全厂（所）电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。随着国民经济的快速稳定发展，电能需求迅速增长，我国电网的规模日益扩大。做好供配电工作，对促进工业生产、降低产品成本、实现生产自动化和工业现代化有着十分重要的意义，供配电系统的安全运行。供电的中断将使生产停顿，生活混乱，甚至危及人身和设备安全，形成十分严重的后果。停电给国民经济造成的损失远远超过电力系统本身的损失。因此，电力系统运行首先要满足可靠，持续供电的要求。我国目前电力工业的发展方针是：1)在发展能源工业的基本方针指导下发展电力工业。2)电力工业发展速度必须与国民经济发展速度相适应。3)发挥水电优势，加快水电建设。4)建设大型矿口电厂，搞好煤、电、运平衡。5)在煤，水能源缺乏地区，有重点有步骤地建设核电厂。6)政企分开，省为实体，联合电网，统一调度，集资办电。7)因地制宜，多能互补，综合利用，讲求利益。8)节约能源，降低消耗。9)重视环境保护，积极防止对环境的污染。35 第二节变电站主要构成及分类一、变电站构成：变电站由一次回路和二次回路构成。一次回路：配电系统中承担输送和分配电能任务的电路，称为一次回路，也称为主电路或主接线。一次电路中所有的设备称为一次设备，如变压器、断路器、互感器等。（1）变换设备。按电力系统的要求，改变电压或电流大小的设备，如变压器、断路器、互感器等。（2）控制设备。用来控制一次电路通断的设备，如高低压断路器、开关等。（3）保护设备。用来对电力系统进行过电流和过电压保护的设备，如熔断器、避雷器等。（4）补偿设备。用来补偿电力系统中无功功率以提高功率因数的设备。如并联电容器等。（5）成套设备。为了节省空间，按一次电路接线方案的要求，将有关的一次设备及其二次设备组合成一体的电气装置，如高低压开关柜、低压配电箱等。二次回路：凡用到来控制、指示、监测和保护一次设备运行的电路，称为二次回路，也叫二次接线。二次回路中所有的电气设备称为二次设备，如仪表、继电器、操作电源等。二、变电站的分类变电所根据它在系统中的地位，可分为下列几类：（1）枢纽变电所位于电力系统的枢纽点，连接电力系统高压和中压的几个部分，汇集多个电源，电压为330～500kV的变电所，称为枢纽变电所。全所停电后，将引起系统解列，甚至出现瘫痪。（2）中间变电所35 高压侧以交换潮流为主，起系统交换功率的作用，或使长距离输电线路分段，一般汇集2～3个电源，电压为220～330kV，同时又降压供当地用电，这样的变电所起中间环节的作用，所以叫中间变电所。全所停电后，将引起区域电网解列。（3）地区变电所高压侧一般为110～220kV，向地区用户供电为主的变电所，这是一个地区或城市的主要变电所。全所停电后，仅使该地区中供电。（4）终端变电所在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧电压为110kV，经降压后直接向用户供电的变电所，即为终端变电所。全所停电后，只是用户受到损失。第二章负荷分析第一节变电站负荷分析一、变电站类型：35kv地方降压变电站二、电压等级：35kV/10kV三、负荷情况35kV：最大负荷12.6MVA10kV：最大负荷8.8MVA四、进，出线情况：35kV侧　2回进线10kV侧　6回出线五、系统情况：（1）35kv侧基准值：SB=100MVAUB1=37KV（2）10kV侧基准值：SB=100MVAUB2=10.5KV35 （3）线路参数：35kv线路为LGJ-120，其参数为r1=0.236Ω/kmX1=0.348Ω/kmΩ/kmZ=z1*l=0.436*10=4.36Ω六、气象条件：最热月平均气温30℃变电站是电力系统的需要环节，它在整个电网中起着输配电的重要作用。本期设计为企业35KV降压变电站，其主要任务是企业生产设备供电，为保证可靠的供电及电网发展的要求，在选取设备时，应尽量选择动作可靠性高，维护周期长的设备。根据设计任务书的要求，设计规模为10kV出线6回，35Kv进线2回；负荷状况为35kV最大12.6MVA，10kV最大8.8MVA。35 第二章变电站主变压器的选择电力变压器（powertransformation文字符号T或TM），是变电所中最关键的一次设备，其功能是将电力系统中的电能电压升高或降低，以利于电能的合理输送和分配。第一节主变台数的选择正确选择变压器的台数，对实现系统安全经济和合理供电具有重要意义。选择主变压器台数时应考虑原则是：（1）应满足用电负荷对供电可靠性的要求。对供有大量一二级负荷的变电所，应采用两台变压器，以便一台变压器发生故障或检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电。对只有二级负荷而无一级负荷的变电所，也可以只采用一台变压器，但必须在低压侧敷设与其他变电所相连的联络线作为备用电源，或另有自备电源。（2）对季节性负荷或负荷变动较大而宜于采用经济运行方式的变电所，可以考虑采用两台变压器。（3）除上述两种情况外，一般车间变电所宜采用一台变压器。但是负荷集中而容量相当大的变电所，虽为三级负荷，也可采用两台或多台变压器。（4）在确定变电所主变压器台数时，应适当考虑负荷的发展，留有一定的余地。变压器的运行可靠性高，发生故障的几率很小，检修周期长，损耗低，所以在选择时一般不考虑主变压器的备用。同时，随着技术的进步，便器呀的容量可以做得很大，由于单位容量的造价岁单台容量的增加而下降，因此，减少变压器的台数，提高变压器容量，可以降低变压器的本体投资。因此，在中小型水电站，变电站中，一般主变压器的台数取1-2台为宜。在本变电站设计中，具有2个电压等级，由于本变电站企业变电站，所以主变台数选择2台，运行时，两台同时运行，互为备用。第二节绕组数量及连接方式确定变压器绕组的连接方式必须和系统电压相一致，否则不能并列运行，本变电所有35kV、10kV两个电压等级，根据设计规程规定，“具有两个电压等级的变电所中，首先考虑双绕组变压器。电力系统采用的绕组连接方式只有星形三角形，高、中、低三侧绕组如何组合要根据具体工程来确定。我国110KV及以上电压，变压器绕组都采用星形连接，35KV亦采用星形连接，其中性点多通过消弧线圈接地，35KV以下电压，变压器绕组都采用三角形连接。35 由于35KV采用星形连接方式与220KV、110KV系统的线电压相位角为零度（相位12点），这样当电压为22011035KV，高、中压为自耦连接时，变压器的第三绕组加接线方式就不能三角形连接，否则就不能与现有35KV系统并网。因而就出现所谓三个或两个绕组全星形连接的变压器。变压器采用绕组连接方式有D和Y，我国35KV采用Y连接，35KV以下电压的变压器有国标Y/d11、Y/Y0等变电所选用主变的连接组别为Y/d11连接方式。故本次设计的变电所选用主变的连接组别为YN/d11型。第三节冷却方式的选择主变压器一般采用的冷却方式有自然风冷却，强迫油循环风冷却，强迫油循环水冷却。本次设计选择的是小容量变压器，故采用自然风冷却。第四节调压方式的选择变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头，从而改变变压器变比来实现的。切换方式有两种：无激励调压，调整范围通常在±5%以内；另一种是有载调压，调整范围可达30%，设置有载调压的原则如下：1、对于220KV及以上的降压变压器，反在电网电压可能有较大变化的情况下，采用有载调压方式，一般不宜采用。当电力系统运行确有需要时，在降压变电所亦可装设单独的调压变压器或串联变压器。2、对于110KV及以上的变压器，宜考虑至少有一级电压的变压器采用有载调压方式。3、接于出力变化大的发电厂的主变压器，或接于时而为送端，时而为受端母线上的发电厂联络变压器，一般采用有载调压方式。普通型的变压器调压范围小，仅为±5%，而且当调压要求的变化趋势与实际相反（如逆调压）时，仅靠调整普通变压器的分接头方法就无法满足要求。另外，普通变压器的调整很不方便，而有载调压变压器可以解决这些问题。它的调压范围较大，一般在15%以上，而且要向系统传输功率，又可能从系统反送功率，要求母线电压恒定，保证供电质量情况下，有载调压变压器，可以实现，特别是在潮流方向不固定，而要求变压器可以副边电压保持一定范围时，有载调压可解决，因此选用有载调压变压器。故本次设计选用主变的调压方式为有载调压。35 第五节主变容量的确定主变容量选择一般按变电所建成以后5～10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期10～20年发展。装有两台主变压器的变电站，每台主变压器容量S应同时满足以下两个条件：（1）任意一台变压器单独运行时，宜满足总计算负荷S的60%～70%的需要，即S=(0.6～0.7)S（2）任意一台变压器单独运行时，应满足全部一、二级负荷S的需要，即S≥S即：SN=0.6Smax/(N-1)(MVA)式中N为变电所主变压器台数，本题目中N=2。注：本变电所输出总容量为，S=3P/cosΦ+3S1=8800KVA根据公式得：SN=6300KVA根据以上条件，选择S9-6300/35变压器。第六节主变压器参数计算额定电压高压侧35±2×2.5%，低压侧10.5kV，连接组别为YN，d11，阻抗电压百分数Uk％=7.5%，Pk=34.50KW.35 第四章电气主接线的设计为满足生产需要，变电站中安装有各种电气设备，并依照相应的技术要求连接起来。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。用规定的设备文字和图形符号并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装备的全部基本组成和连接关系的单线接线图，称为主接线电路图。第一节主接线设计原则电气主接线设计应满足安全性、可靠性、灵活性、经济性四项基本要求，其具体要求如下：一、安全性应符合国家标准和有关技术规范的要求，能充分保证人身和设备的安全。（1）在高压断路器的电源侧及可能反馈电能的负荷侧，必须装设高压隔离开关；（2）在低压断路器的电源侧及可能反馈电能的负荷侧，必须装设低压隔离开关（刀开关）；（3）在装设高压熔断器、负荷开关的出线柜母线侧，必须装设高压隔离隔离开关；（4）35KV及以上的线路末端，应装设与隔离开关连锁的接地刀闸。（5）变配电所高压母线上及架空线路末端，必须装设避雷器。装于母线上的避雷器，宜与电压互感器共用一组隔离开关；接与变压器引出的避雷器，不宜装设隔离开关。二、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。35 （4）大机组超高压电气主接线应满足可靠性的特殊要求。三、灵活性应能适应供电系统所需要的各种运行方式，便于操作维护，并能适应负荷的发展，有扩充改建的可能性。其具体要求如下：（1）变配电所的高低压母线，一般采用单母线或单母线分段接线；（2）35KV及以上电源进线为双2网络时，宜采用桥型接线或线路变压器组接线；（3）电气主接线方案应与主变压器经济运行的要求相适应；（4）需带负荷切换主变压器的变电所，高压侧应装设高压断路器或高压负荷开关；（5）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。（6）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。（7）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。4、经济性在满足上述要求的前提下，应尽量使主接线简单，投资少，运行费用低，并节约电能和有色金属消耗量，应尽可能选用技术先进又经济适用的节能产品。其具体要求如下：（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。（7）中、小型工厂变配电所一般采用高压少油断路器，在需要频繁操作场合，应采用真空断路器或SF断路器。35 第二节电气主接线的基本要求主接线设计的基本要求：一、可靠性：1.断路器检修时不应影响对重要负荷供电；2.断路器或母线故障及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间，并要保证对一类负荷和大部分二类负荷的供电；3.尽量避免变电站全部停电的可能。二、灵活性：1.主接线应满足调度、检修及扩建时的灵活性；2.调度时可以灵活的切除和投入变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式、检修运行方式及特殊运行方式下的调度要求。3.检修时，可以方便地停运断路器、母线及继电保护设备，进行安全检修而不影响电网的运行和对用户的供电。4.扩建时可以容易的从初期接线过渡到最终接线，在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，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改建的工作量最少。三、经济性：1.主接线应力求简单，以节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备；2.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.能够限制短路电流，以便选择廉价的电气设备或轻型设备；4.能满足系统安全和继电保护的要求。第三节主接线的设计和论证几种常用的主接线方案，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。35 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、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。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。35 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。3、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。三、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。四、双母线接线35 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。五、“一台半”断路器接线“一台半”断路器这种接线的特点是在两组母线之间串联装设三台断路器，于两台断路器间引接一个回路，由于回路数与断路器台数之比为2：3，固称为一台半断路器接线或二分之三接线。这种接线的正常运行方式是所有断路器都接通，双母线同时工作。"一台半"断路器接线的优点是：A.检修任一台断路器时，都不会造成任何回路停电，也不需进行切换操。B.线路发生故障时，只是该回路被切除，装置的其他元件仍继续工作。C.当一组母线停电检修时，只需断开与其连接的断路器及隔离开关即可，任何回路都不需作切换操作。D.母线发生故障时，只跳开与此母线相连的断路器，任何回路都不会停电。E.操作方便、安全。隔离开关仅作隔离电源用，不易产生误操作。断路器检修时，倒闸操作的工作量少，不必像双母线带旁路接线那样要进行复杂的操作，而是够断开待检修的断路器及其两侧隔离开关就可以了，也不需要调整更改继电保护整定值。F.正常时两组母线和全部断路器都投入工作，每串断路器互相连接形成多环状接线供电，所以，运行调度非常灵活。G.与双母线带旁路母线接线和双断路器双母线接线相比，"一台半"断路器接线所需的开关电器数量少，配电装置结构简单，占地面积小，投资也相应减少。缺点就是二次线和继电保护比较复杂，投资较大。35 另外，为提高运行可靠性，防止同名回路同时停电，一般采用交替布置的原则：重要的同名回路交替接入不同侧母线；同名回路接到不同串上；把电源与引出线接到同一串上，这样布置，可避免联络断路器检修时，因同名回路串的母线侧断路器故障，使同一侧母线的同名回路一起断开。同时，为使一台半断路器接线优点更突出，接线至少应有三个串才能形成多环接线，可靠性更高。一台半断路器接线，目前在国内、外已较广泛实用于大型发电厂和变电站的330～500KV的配电装置中。当进出线回路数为6回及以上，并咋系统中占重要地位时，宜采用一个半断路器接线。六、外桥型接线外桥接线，桥回路置于线路断路器外侧，变压器经断路器和隔离开关接至桥接电，而线路支路只经隔离开关与桥接点相连。外桥接线的特点为:（1）变压器操作方便。如变压器发生故障时，仅故障变压器回路的断路器自动跳闸，其余三回路可继续工作，并保持相互的联系。（2）线路投入与切除时，操作复杂。如线路检修或故障时，需断开两台断路器，并使该侧变压器停止运行，需经倒闸操作恢复变压器工作，造成变压器短时停电。（3）桥回路故障或检修时两个单元之间失去联系，出线侧断路器故障或检修时，造成该侧变压器停电，在实际接线中可采用设内跨条来解决这个问题。外桥接线适用于两回进线、两回出线且线路较短故障可能性小和变压器需要经常切换，而且线路有穿越功率通过的发电厂和变电站中。七、内桥型接线内桥接线，桥回路置于线路断路器内侧（靠变压器侧），此时线路经断路器和隔离开关接至桥接点，构成独立单元；而变压器支路只经隔离开关与桥接电相连，是非独立单元。内桥接线的特点：（1）线路操作方便。如线路发生故障，仅故障线路的断路器跳闸，其余三回线路可继续工作，并保持相互的联系。（2）正常运行时变压器操作复杂。（3）桥回路故障或检修时两个单元之间失去联系；同时，出线断路器故障或检修时，造成该回路停电。为此，在实际接线中可采用设外跨条来提高运行灵活性。内桥接线适用于两回进线两回出线且线路较长、故障可能性较大和变压器不需要经常切换运行方式的发电厂和变电站中。35 桥形接线具有接线简单清晰、设备少、造价低、易于发展成为单母线分段或双母线接线，为节省投资，在发电厂或变电站建设初期，可先采用桥形接线，并预留位置，随着发展逐步建成单母线分段或双母线接线。八、结论一、10kV出线接线方式设计对于10KV有六回出线，可选母线连接方式有分段的单母线接线，单母线带旁路母线接线，双母线接线及分段的双母线接线。根据要求，单母线带旁路母线接线方式满足“不进行停电检修”和经济性的要求，因此10KV母线端选择单母线带旁路母线接线方式。二、35kV进线方式设计本题目中有两台变压器和两回输电线路，故需采用桥形接线，可使断路最少。可采用的桥式接线种类有内桥接线和外桥接线。外桥形接线的特点为：①供电线路的切入和投入较复杂，需动作两台断路器并有一台变压器停运。②桥连断路器检修时，两个回路需并列运行，③变压器检修时，变压器需较长时间停运。内桥形接线的特点为：①变压器的投入和切除较为复杂，需动作两台断器，影响一回线路的暂时供电②桥连断路器检修时，两个回路需并列运行，③出线断路器检修时，线路需较长时间停运。其中外桥形接线满足本题目中“输电线路较短，两变压器需要切换运行”的要求，因此选择外桥接线。三、总主接线设计图35 35 第五章短路电流的计算第一节概述在电力系统中运行的电器设备，在其运行中都必须考虑到会发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时最危险的故障是各种形式的短路，它会破坏电力系统对用户正常供电和电气设备的正常运行。短路（shortcircuit）是电力系统中的严重故障，所谓短路，是指一切属于不正常运行的相与相间或相与地间发生通路的情况。在35KV的电力系统中，可能发生短路有三相、两相、两相接地和单相接地的故障，其中三相短路是对称短路，系统各相与正常运行时一样，仍属对称状态，其他类型的短路是不对称短路。电力系统中常发生的单相短路占大多数，二相短路较少，三相短路就更少了。三相短路虽然很少发生，但其后果最为严重，应引起足够的重视。因此本次采用三相短路来计算短路电流，并检测电气设备的稳定性。一、计算短路电流的意义供配电系统中的短路，是指相导体之间或相导体与地之间不通过负载阻抗而发生的电气连接。短路是电力系统中常发生的故障，短路电流直接影响电器的安全，危害电力系统的安全运行，假如短路电流较大，为了使电器能承受短路电流的冲击，往往需要选择重型电器。这不仅会增加投资，甚至会因开断电流不满足而选择不到合适的高压电器，为了能合理选择轻型电器，在主接线设计时，应考虑限制的措施，即而需要计算。短路电流计算是选择和检验电气设备的前提和基础，也是载流导体选择和二次设备保护的基础。为了使所选电器具有足够的可靠性、经济性、灵活性并在一定的时期内满足电力系统发展的需要，应对不同点的短路电流进行校验。二、短路电流计算的目的短路问题是电力技术的基本问题之一。短路电流及其电动力效应和分效应，短路时的电力的降低，是电气结线方案比较，电气设备和载流导线选择、接地计算以及继电保护选择和整定等的基础。35 在变电站的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。其短路电流计算的目的主要有以下几方面：（1）选择导体和电气设备，如断路器、互感器、电抗器、母线等；（2）在设计和选择电力系统和电气主接线时，为了比较各种不同的方案的接线图，确定是否采用限制短路电流的措施等，都要进行必要的短路计算；（3）为了合理地配置各种继电保护和自动装置并正确确定其参数，必须对电力网发生的各种短路进行计算和分析；（4）验算接地装置的接触电压和跨步电压；（5）为确定送电线路对附近通信线路电磁危险的影响提供计算资料；三、造成短路故障的原因短路的主要原因是电力系统中电力设备截流导体的绝缘损坏。主要有设备长期运行，绝缘自身老化，操作过电压，雷电过电压，绝缘受到机械损伤等。运行人员不遵守操作规程发生的误操作，如带负荷拉、合隔离开关，检修后忘记拆除地线合闸等，或者鸟兽跨越在赤裸导体上也是引起短路的原因。四、短路电流计算的一般规定：（1）计算的基本情况：1.电力系统中所有电源均在额定负荷下运行；2.所有同步电机都具有自动调整励磁装置；3.短路发生在短路电流为最大值的瞬间；4.所有电源的电动势相位角相同；5.应考虑对短路电流值有影响的所有元件。但不考虑短路点的电弧电阻对异步电动机的作用，仅在确定短路电流冲击值和最大全电流有效值时才予以考虑。（2）接地方式：计算短路电流时所用的接地方式，应是可能发生最大短路电流的正常接地方式（即最大运行方式），而不能用仅在切换过程中可能并列运行的接地方式。（3）计算容量：应按本工程设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展计划（一般考虑本工程建成后5～10年）35 （4）短路种类：一般按三相短路计算，若发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统以及自耦变压器等回路中的单相（或两相）接地短路较三相短路情况严重时，则应该按严重情况的情况校验。（5）短路计算点：在正常接地方式时，通过电气设备的短路电流为最大的点成为短路计算点。对于6～10kv出线与厂用分支线回路，在选择母线至母线隔离开关之间的引线、套管时，短路计算点应该取在电抗器前，选择其余的导体和电器时，短路计算点一般取在电抗器后。第二节短路电流计算一、变压器等值电抗计算1、35KV侧基准值,标幺值计算取SB=100MVAUB1=37KV（规定)(B表示基准值、N表示额定值)2、10KV侧基准值,标幺值计算取SB=100MVAUB=10.5KV（规定)二、短路点的确定在正常接线方式下，通过电器设备的短路电流为最大的地点称为短路计算35 点，比较断路器的前后短路点的计算值，比较选取计算值最大处为实际每段线路上短路点。基于该原则选取短路点如下：35KV线路上短路点为F3,F410KV线路上短路点为F1,F235 35 三、各短路点三相短路电流计算（1）F1点短路三相电流IF1计算（2）F2点短路三相电流IF2计算（3）F3点短路三相电流IF3计算（4）F4点短路三相电流IF4计算短路电流汇总表：(有名值单位：KA)短路点F1F2F3F4短路电流5.63.553.7372.6635 第六章电气一次设备的选择第一节电气设备选择的一般原则电气设备选择的一般原则：按环境条件选择--电气产品在制造上分户外、户内两大类。户外设备的工作条件较恶劣，故各方面要求较高，成本也高。户内设备不能用于户外；户外设备虽可用与户内，但不经济。按电网电压选择--电气可在高于10%到15%设备额定电压的情况下长期运行，故所选设备的额定电压应不小于装设处电网的额定电压，即：按长时工作电流选--电气的额定电流In是指周围环境温度为θ℃时，电气长期允许通过的最大电流。它应大于负载的长时最大工作电流，即：第二节高压电气设备选择的一般标准导体和电器的选择设计、必须执行国家的有关技术、经济的政策，并应做到技术先进、安全可靠、运行方便和适当的留有发展余地，以满足电力系统安全经济运行的需求。①应满足正常运行，检修，短路和过电压情况下的需求，并考虑到远景发展需要。②按当地环境条件校核。③应力求技术先进和经济合理④选择异体时应尽量减少品种⑤扩建工程应尽量使新老电器型号一致⑥选用新产品，均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。断路器全分闸时间包括断路器固有分闸时间和电弧燃烧时间。该系统中各断路器的短路切除时间列表如下，这里架设各断路器的全开断时间为0.06s，由于短路电流周期分量的衰减在该系统中不能忽略，为避免计算上的繁琐，较验热稳定时用等值时间法来计算短路点电流周期分量热效应QK。等值时间法计算短路电流周期分量热效应QK：35 为短路电流周期分量的起始值第三节设备的选型一、高压断路器及隔离开关的选择开关电器的选择及校验原则选择较验①电压②电流③按断开电流选择，INbr④按短路关合电流来选择INcl⑤按热稳定来选择注：()（1)主变压器35KV侧断路器及隔离开关的选择MVAKVA在此系统中统一取过负荷系数为1.5则最大电流A最热月平均气温30℃，综合修正系数K=1.0535 计算数据断路器型号及参数隔离开关型号及参数SW3-35GN2-35/400U(KV)35Ue35Ue35IMAX/K(A)148.43Ie1000Ie400Izt=IF3(KA)3.727INbr16.5QK23.34ISh=2.55Izt(KA)9.5INcl2530Ies42Ies52（2)35KV侧桥断路器及隔离开关的选择MVAKVAA最热月平均气温30℃，综合修正系数K=1.05计算数据断路器型号及参数隔离开关型号及参数SW3-35GN2-35/400U(KV)35Ue35Ue35IMAX/K(A)148.43Ie1000Ie400Izt=IF4(KA)2．66INbr16.5QK14．86ISh=2.55Izt(KA)6．783INcl2530Ies42Ies5235 （3）主变压器35KV侧线路隔离开关的选择其余同主变压器35KV侧隔离开关的选择相同（4）主变压器10KV侧少油断路器的选择MVAKV363.7A在此系统中统一取过负荷系数为1.5则最大电流最热月平均气温30℃，综合修正系数K=1.05计算数据断路器型号及参数SN10-10/630-16U(KV)10Ue10IMAX/K(A)545．6Ie630Izt=IF2(KA)3．55INbr16QK15．75ISh=2.55Izt(KA)9．053INcl40(峰值)Ies40（5）10KV侧线路断路器的选择MVAKV363.7A35 在此系统中统一取过负荷系数为1.5则最大电流A最热月平均气温30℃，综合修正系数K=1.05该处断路器的选择同10KV侧线路断路器列表如下计算数据断路器型号及参数SN10-10/630-16U(KV)10Ue10IMAX/K(A)181．85Ie630Izt=IF1(KA)5．6INbr16QK12．54ISh=2.55Izt(KA)14．28INcl40(峰值)Ies40（6）10KV母线分段开关的选择MVAKV在此系统中统一取过负荷系数为1.5则最大电流最热月平均气温30℃，综合修正系数K=1.0535 该处断路器的选择和10KV侧线路断路器相同列表如下：计算数据断路器型号及参数SN10-10/630-16U(KV)10Ue10IMAX/K(A)181．85Ie630Izt=IF1(KA)5．6INbr16QK24．46ISh=2.55Izt(KA)14．28INcl40(峰值)Ies40二、导体的选择（1）主变压器10KV引出线35KV以下，持续工作电流在4000A及以下的屋内配电装置中，一般采用矩形母线，本设计中低压侧Imax=545.6A。根据要求，查表可选择单条竖放铝导体LMY.其长期允许载流量为594A现对其进行较验：满足长期允许发热条件热稳定校验：满足热稳定。35 共振校验动稳定其中满足动稳定。(2)10KV母线的选择因其最大电流同10KV引出线上最大电流相同，所以母线导体的选择及校验同上。三、电流互感器的选择（1）35KV侧桥上电流互感器A确级准0.5选取LQZ-35型电流互感器。（2）主变35KV侧电流互感器确级准0.5选取L-35型电流互感器。35 （3）主变10KV侧电流互感器确级准0.5选取LQZ-35型电流互感器。（4）10KV母线电流互感器确级准0.5选取LQZ-35型电流互感器。（5）10KV引出线电流互感器确级准0.5选取LB-35型电流互感器。四、电压互感器的选择（1）主变35KV侧电压互感器选择油浸式电压互感器初级绕组35次级绕组O.1选择JDJ-35（2）主变10KV侧电压互感器选择油浸式电压互感器初级绕组10次级绕组O.1选择JDJ-1035 结论在老师的辛勤指导下，经过几个月的努力，我终于完成了变电站的设计任务。作为企业的变电站，不仅能保证生产现场设备的安全供电，而且还能满足企业不断增长的负荷的需要。在电气一次部分设计中，考虑到该变电站的重要性，35KV和10KV均采用单母线分段的接线，可满足经济性和可靠性要求；对于10KV因其出线较多，且出现故障的几率较大，一旦停电，将会造成大面积的停电，故10KV侧采用单母线分段的接线形式。本变电站35KV和10KV都采用真空断路器，可靠性较高，并绘制了变电所的主接线图。通过对该变电站的设计，加深了对发电厂电气部分，电力系统高电压技术，变电站综合自动化等课程全面的了解和认识，并把书面知识和和实际变电站运行进行了一次有机且印象深刻的结合，提高了查阅各种资料及处理某些问题的能力，受益匪浅。在本次变电站的设计过程中，参考和借鉴了许多教材和资料中的部分论述，对本论文的完成起到了很大的作用。在此次设计中虽充分采纳了老师和同学们的经验和意见，几经修改，但由于经验不足，尚不能纵观全局以至不能很好的理解老师们的教诲和同学们的建议，这就使本次设计及论述过程中难免有错误和不妥之处，敬请各位老师和同学批评指正。35 参考文献1、水利电力部西北电力设计院编.《电力工程电气设计手册（第一册）电气一次部分.》北京：中国电力出版社，1996重印2、肖艳萍主编.《发电厂变电站电气设备》.北京：中国电力出版社，2008.3、李海燕主编.《电力系统》.北京：中国电力出版社，2006.4、施怀瑾主编.《电力系统继电保护（第二版）》.重庆大学出版社.20055、丁毓山，雷振山主编.《中小型变电所实用设计手册》.水利水电出版社.20006、陈化钢主编.《企业供配电》.北京：中国水利水电出版社，20037、应智大主编.《高电压技术》.浙江大学出版社，1994年8、雍静主编.《供配电技术》.机械出版社，1994年9、刘从爱主编.《电力工程》.机械工业出版社，1992年35 致谢经过近两个月的努力35KV企业变电所电气部分初步设计终于完成了，本次课程设计能够顺利完成，得益于曾老师的悉心指导和同组同学的大力帮助，在此，我对他们表示衷心的感谢。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。35'