35kv降压变电站设计学士学位论文.doc

'重庆大学网络教育学院毕业设计（论文）题目35KV降压变电站设计学生所在校外学习中心山西电大批次层次专业121本科电气工程及其自动化学号W12117209学生xxxxx指导教师XXxx起止日期2014.2.17.－2014.4.13. 目录摘要I1.引言12．变电所主电路的设计22.1变电所电气主接线的设计22.1.1主接线设计的依据22.1.2主接线设计的基本要求22.1.3变电所主接线设计的基本原则32.1.4变电所6—10kV侧短路电流的限制32.1.5主接线中的设备配置32.2电源进线选择与比较42.2.1电路的设计及主变压器的选择42.3变电所主变压器的选择72.3.1主变压器容量和台数的确定72.3.2负荷计算72.4无功补偿的计算92.5主变压器容量的计算102.6所用变压器容量计算103.短路电流计算113.1短路电流计算的目的113.2计算短路电流一般规定114．电气设备的选择设计124.1变电所主变压器容量和台数的确定124.2电气主接线的确定134.2.1主接线的设计原则134.2.235kV侧的接线方式144.2.310kV侧的接线方式144.3短路电流水平144.3.1短路的危害144.3.2短路电流计算的目的154.3.3短路计算154.4电气设备的选择194.4.1断路器的选择194.4.2隔离开关的选择204.4.3母线的选择214.5配电装置的选型224.5.1概述224.5.2外配电装置的安全净距234.6互感器的配置234.7继电保护的配置244.8直流系统254.9测量表计254.10电缆设施及电缆254.11防雷接地规划25 4.11.1雷电的危害254.11.2变电所的防雷保护264.11.3接地装置的作用275结束语27参考文献27 摘要本设计参考类似工程而做，共分三个部分。第一部分为设计任务书，主要介绍新建变电所的基本资料、35kV和10kV用户负荷统计资料、主电路的设计，待建变电所与电力系统的连接情况、设计任务及要求。第二部分为绘制电气主接线图以及各部分等值网络图、变电所计算部分，包括负荷计算、无功补偿计算、主变容量选择计算、所用电容量选择计算、短路电流计算；以及新建变电所主方案的确定、主要设备选择过程及结果等。第三部分包括图纸和参考文献。关键词：变电所设计；设计说明书；短路电流计算；设备选择与设计28 1.引言电力已成为人类历史发展的主要动力资源，要科学合理地驾驭电力，必须从电力工程设计的设计原则和方法上来理解和掌握其精髓，提高电力系统的安全可靠性和运行效率，从而达到降低生产成本、提高经济效益的目的。在高速发展的现代社会中，电力工业在国民经济中的作用已为人所共知：它不仅全面地影响国民经济其他部门的发展，同时也极大地影响人民的物资与文化生活水平的提高，影响整个社会的发展28 2．变电所主电路的设计2.1变电所电气主接线的设计电气主接线是变电所电气设计的首要任务，也是构成电力系统的重要环节。主接线方案的确定对电力系统整体及变电所运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响，因此，必须正确处理好各方面的关系。全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，确定变电所主接线的最佳方案。2.1.1主接线设计的依据（1）变电所在电力系统中的地位和作用：一般变电所的多为终端或分支变电所，电压一般为35kV。（2）变电所的分期和最终建设规模：变电所建设规模根据电力系统5—10年发展计划进行设计，一般装设两台主变压器。（3）负荷大小和重要性：对于一级负荷必须有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证全部一级负荷不间断供电，对于二级负荷一般也要两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证全部或大部分二级负荷的供电，对于三级负荷一般只需一个独立电源供电。（4）系统备用容量的大小：装有两台及以上主变电器的变电所，当其中一台事故断开时其余主变压器的容量应保证该变电所70％的全部负荷，在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一、二级负荷供电。2.1.2主接线设计的基本要求我国《变电所设计的技术规程》规定：“变电所的主接线应根据变电所在电力系统中的地位，回路数，设备特点，及负荷性质等条件的确定，并且满足运行可靠，简单灵活、操作方便和节省投资等要求”。2.1.3变电所主接线设计的基本原则（1）一般变电所接线特点：一般变电所多为终端或分支变电所，降压供电给附近用户或一个企业，全所停电后，只影响附近用户或一个企业供电。（2）电压等及接线28 一般变电所电压等级多为35—110kV。35—110kV配电装置中当出线为两回时，一般采用桥形接线，在变电所6—10kV配电装置中：一般采用分段单母线或单母线接线。（3）变压器台数及型式一般为两台主变压器，当只有一个电源时，也可只装一台主变压器，主变压器一般为双绕组或三绕组变压器。（4）补偿装置一般不装设调相机或静止补偿装置，有些变电所内装有提高功率因数为目的的并联电容器补偿装置。2.1.4变电所6—10kV侧短路电流的限制限制变电所6—10kV侧短路电流不超过16—31、5kA，以便选用断路器，并且使选用的电缆面积不致过大、一般采用下列措施之一：（1）变压器分列运行在变电所中，母线分段电抗器的限流作用小，故采用简便的两台变压器分列运行的办法来限制短路电流。（2）在变压器回路装设电抗器或分裂电抗器当变压器容量大，分列运行还不能满足限制短路电流的要求时，可以在变压器回路装设分列电抗器或电抗器。（3）在出线上装设电抗器当6—10kV侧短路电流很大时，采用其他限流措施不能满足要求时，就要采用在出线上装设线路电抗器的接线，但这种接线投资大，需要建设两层配电装置楼，故在变电所中一般不采用出线装设电抗器的接线。2.1.5主接线中的设备配置（1）隔离开关的配置断路器的两侧均应配置隔离开关，以便在断路器检修时隔离电源。桥形接线中的跨条宜用两组隔离开关串联，以便于进行不停电检修。中性点直接接地的普通变压器均应通过隔离开关接地。接在母线上的避雷器和电压互感器宜合用一组隔离开关。（2）接地刀闸的配置为保证电器和母线的检修安全，35KV及以上母线每段根据长度装设1—28 2组接地刀闸，母线的接地刀闸宜装设在母线电压互感器的隔离开关上和母联隔离开关上。（3）电压互感器的配置①电压互感器的数量和配置与主接线方式有关，并满足测量、保护、同期和自动装置的要求，电压互感器配置应能保证在运行方式改变时，保护装置不得失压，同期点的两侧都能提取电压。②6—35kV电压等级的每组主母线的三相上都应装设电压互感器。（4）电流互感器的配置①凡装有断路器的回路均应装设电流互感器，其数量应满足测量仪表、保护和自动装置的要求。②在未装设断路器的回路的下列地点也应装设电流互感器：变压器中性点、变压器的出口、桥形接线的跨条上等。（5）避雷器的配置①配电装置的每组母线上，应装设避雷器，但进出线都装设避雷器时除外。②下列情况的变压器中性点应装设避雷器：直接接地系统中，变压器中性点为分级绝缘且装有隔离开关时，对中性点为全绝缘的变压器，若变电所为单进线且单变压器运行时；在中性点不接地和经消弧线圈接地系统中，多雷区的单进线变压器中性点上。③变电所10kV及以下进线段避雷器的配置应遵照<<电力设备过电压保护设计技术规程>>执行。2.2电源进线选择与比较根据设计题目给定的条件和《变电所设计技术规程》的有关规定，现进行待设计的变电部分的初步设计如下：2.2.1电路的设计及主变压器的选择按照《变电所设计技术规程》（SDJ2—79）的第23条规定“35～60kV配电装置中，当出线为2回时，一般采用桥型接线时，当出线为2回以上时，一般采用分段单母线或单母线接线。出线回路数较多、连接的电源较多、负荷大或污秽环境中的35～60kV屋外配电装置，可采用双母线接线”。本变电所可考虑以下几个方案，并进行经济和技术比较。（1）方案1：采用单母线分段接线28 其优缺点：①对重要用户，可采用从不同母线分段引出双回线供电电源。②当母线发生故障或检修时，仅断开该段电源和变压器，非故障段仍可继续工作，但需限制一部分用户的供电。③单母线分段任一回路断路器检修时，该回路必须停止工作。④单母线分段便于过度为双母线接线。（2）方案2：采用内桥接线其优缺点如下：①两台断路器1DL和2DL接在引出线上，线路的切除和投入是比较方便的。②当线路发生故障时，仅故障线路的断路器断开，其它回路仍可继续工作。③当变压器故障时，列如：变压器1B故障，与变压器1B连接的两台断路器1DL和3DL都将断开，当切除和投入变压器时，操作也比较复杂。内桥接线适用于故障较多的长线路，且变压器不需要经常切换运行方式的变电所。（3）方案3：采用外桥接线28 其优缺点如下：①当变压器发生故障或需要切除时，只断开本回路的断路器即可。②当线路故障时，列如引出线1X故障，断路器1DL和3DL都将断开，因而变压器也被断开。外桥接线适用于线路较短，变压器按经济运行需要经常切换且有穿越性功率经过的变电所。以上几个方案，所需35kV断路器和隔离开关的数量的比较说明其经济性。方案比较单母线分段内桥外桥断路器台数533隔离开关组数886分析比较：方案1所用设备多，不经济，当任一回路的断路器检修时，该回路全部停电。方案2虽供电可靠，但仍有开环运行的可能，且继电保护装置整定复杂，所以这两种方案不符合本设计要求。桥式接线且有工作可靠、灵活，使用电器最少，且装置简单清晰和建造费用低等特点。因此，为了节省投资，引出线数目不多时，宜采用桥式接线，考虑该变电所为了经济运行，变压器需要经常切换，35kV线路发生故障的机会少。所以选择方案3为最佳接线。变电所10kV母线侧的馈线多，为了提高单母线接线供电的可靠性和灵活性，在母线故障或检修时不致对所有车间全部停电，宜采用单母线分段的接线对重要的一、二类负荷，采用双回路送电，分别接在10kVⅠ段和Ⅱ段，经过经济和技术比较，淘汰了设备多、投资大、运行操作不便的双母线接线和单母线经分段带旁路母线的接线，正常运行时，分段断路器是接通的。28 变电所10kV接线图2.3变电所主变压器的选择2.3.1主变压器容量和台数的确定（1）主变压器容量的确定主变压器的容量一般按变电所建成后5—10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期10—20年的负荷发展。根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量，当有两台变压器时，每台变压器应能负担起总负荷的70%左右，以便在一台变压器停止工作时，另一台变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应能保证用户的一级和二级负荷供电的连续性。（2）主变压器台数的确定为保证供电的可靠性，避免一台变压器故障或检修时，影响对用户的供电，变电所一般应装设两台主变压器。2.3.2负荷计算（1）负荷计算的目的28 在变电所设计中，通过广泛的负荷调查，掌握了该变电所供电范围内的全部用电设备的额定容量，那么这些设备容量的总和是否就等于计算负荷呢？显然不是！这是因为用电设备不可能全部运行，其中一定有些设备处于检修状态，有些停止工作，有些处于空载或轻载运行等等，况且每台设备也不可能全部满负荷，各种用电设备的功率因数也不可能完全相同。因而，计算负荷的确定是否合理，直接影响到电气设备选择的合理性、经济性。如果计算负荷确定的过大，将使电气设备选的过大，造成投资和有色金属的浪费；而计算负荷确定的过小，则电气设备运行时电能损耗增加，并产生过热，使其绝缘老化，甚至烧毁，造成经济损失。因此，考虑以上种种因素，可知在工程设计中计算负荷通常比设备容量总和要小些，并应根据不同的情况，选择正确的计算方法来确定计算负荷，之后根据计算负荷选择变压器的容量及有关电气设备。（2）负荷计算中用到的主要公式：有功计算负荷：P30=Kd·∑Pe；无功计算负荷：Q30=P30·tg；视在计算负荷：S30=P30/cos；计算电流：I30=S30/(UN)；总的有功计算负荷：P30=K∑P·∑P30；总的无功计算负荷：Q30=K∑Q·∑Q30；总的视在计算负荷：S30=；总的计算电流；I30=S30/(UN)。（3）根据设计任务书，负荷计算如下：10kV侧：（20条线路同）10kv1线---10kv20线S30=2000KVAKd=0.7cos=0.9tg=0.484有功计算负荷：P30(1)=2000*0.7=1400kW无功计算负荷：Q30(1)=1400×0.484=677.6kVar视在计算负荷：S30(1)=1555kVA计算电流：I30(1)=1555/(×10.5)=89.8Aa.10kV侧总的计算负荷有功、无功同时系数可取：K∑P=0.7K∑Q=0.7根据公式（1-5），总的有功计算负荷P30(10)=0.7×(1400*20)=28000kW根据公式（1-6），总的无功计算负荷Q30(10)=0.7×(677.6*20)=13552kVar根据公式（1-7），总的视在计算负荷S30(10)==31111kVA根据公式（1-8），总的计算电流I30(10)=31111/(×10.5)=1710.7A35kV侧：a.35kV侧总的计算电流根据公式（1-8），总的计算电流28 I30(35)=31111/(×37)=485.5A2.4无功补偿的计算功率因数cos值的大小反映了用电设备在消耗了一定数量有功功率的同时向供电系统取用无功功率的多少，功率因数高（如cos=0.9），则取用的无功功率少，功率因数低（如cos=0.5），则取用的无功功率大。功率因数过低对供电系统是很不利的，它使供电设备（如变压器、输电线路等）电能损耗增加，供电电网的电压损失加大，同时降低了供电设备的供电能力。因此提高功率因数对节约电能，提高经济效益具有重要的意义。（1）未补偿前由第一章计算可知：10kV侧P30（10）=28000kWS30（10）=31111kVAcos=P30（10）/S30（10）=28000/31111=0.9考虑到变压器也要消耗掉一定的无功功率，按电力部门的具体要求，若35kV侧的功率因数不得低于0.9，则10kV侧功率因数取cos’=0.92—0.93,才能满足要求。现取0.93。根据公式Qc=P30（tg-tg’）可得10kV侧无功补偿容量为：Qc=P30（10）（tg-tg’）=28000×（tgtg）=28000×0.536=15008kVar（2）补偿后10kV侧P30’（10）=28000kW不变Q30’（10）=Q30（10）-Qc=15008-13552=1456kVarS30’（10）===28037kVA变压器损耗△PT≈0.015S30’（10）=0.015×28037=420kW△QT≈0.06S30’（10）=0.06×15006=900kVar35kV侧S30’（35）===28941KVA补偿后的功率因数cos（1）=P30（35）/S30’（35）=（28000+420）/28941=0.98>0.9显然满足要求。28 2.5主变压器容量的计算主变压器容量的计算：由第二章计算可知，无功补偿后变电所35kV侧总的视在计算负荷：S30’（35）=28941kVA因而，(1)装设一台主变时主变容量可选为：ST=31500KVA>28941KVA（一台SFZ-31500/10）(2)装设两台主变时主变容量可选为：SN.T=0.7*28941kva=20258KVA本工程设计两台主变，(一台运行一台备用)型号为S9-31500/35。变压器的技术数据产品型号SFZ-31500/35额定容量（kVA）31500额定电压（kV）高压35低压10.5连接组标号Y,d11空载损耗（kW）19.4空载电流（%）0.7负载损耗（kW.75℃）高低69短路阻抗(%.75℃)高低17.5冷却方式油浸自冷温升(K)552.6所用变压器容量计算所用变压器容量计算详见下表：所用变压器容量计算表序号负荷名称单位容量（kW）台数容量（kW）安装运行安装运行一、动力负荷1综合自动化系统1.81.81.82通信电源0.50.50.53整流电源3.3216.63.34空调机153.53.55检修用电20kVA1动力负荷∑P1=（1.8+0.5+3.3+3.5）/0.85=10.7(kVA)28 二、照明负荷序号负荷名称面积（）单位面积照明功率（W/）负荷（W）1主控室46.54018602户外场地照明3000照明负荷∑P2=4.86kWSjs=0.85P1+P2=13.955(kW)Seb=式中Kt---温度系数取0.95Kf---负荷填充率允许负荷系数1.04K---裕度系数1.1因而选用容量为30kVA的所用变压器3.短路电流计算3.1短路电流计算的目的（1）在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，确定某接线方案是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。（2）在选择电气设备时，为了保证各种电气设备和导体，在正常运行和故障情况下都能安全，可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要用短路电流进行校验。（3）在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相对地的安全距离。（4）在选择继电保护方法和整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。3.2计算短路电流一般规定验算导体和电器的动稳定，热稳定以及电器开断电流所用的短路电流应按本工程的设计规划容量计算。确定短路电流时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式。选择导全和电器用的短路电流，应考虑电容补偿装置放电电流的影响。28 选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，应选择在正常接线方式时短路电流为最大的点。导体和电器的动稳定，热稳定以及电器的开断电流，一般按三相短路电流计算。4．电气设备的选择设计4.1变电所主变压器容量和台数的确定（1）主变压器容量确定原则①主变压器容量一般按变电所建成后5—10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期10—20年的负荷发展。对于城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。②根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于重要负荷的变电所，应考虑当一台主变停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70%—80%。③同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多。应从全网出发，推行系列化、标准化。（2）主变压器台数确定原则①对大城市郊区的一次变电所，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。②对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。③对于规划只装设两台主变压器的变电所，其变压器基础宜按大于变压器容量的1—2级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。根据《电力工程电气设计手册⑴》（电气一次部分）的要求，并根据本变电所的具体情况和可靠性的要求，以及今后5～10年城市负荷的增长，由于该变电所为城郊变电所，主变压器容量应于城市规划相结合，并适当考虑到远期10～20年的负荷发展要求，选用同型号的三相双绕组变压器两台。（3）主变容量的选择经计算知，主变压器的最大负荷为S30’（35）=5560.19kVA。对具有两台主变的变电所，其中一台主变的容量应大于等于70%的全部负荷或全部重要负荷，两者中取最大值作为确定主变容量的依据。根据S30’28 （35）可求出主变容量应为3892.13kVA（计算过程见第二章第三节），可选用S9-4000/35节能型电力变压器;对装设一台主变，其容量应为6300kVA，但考虑到今后5—10年内的发展情况并根据《精河县“十五”国民经济发展规划》报告，“十五”期间精河县计划投产有较大耗电项目，并结合规划要求，且由绪论中负荷预测可知需加大主变压器容量，因而选用两台S9-6300/35型变压器作为主变，二次电压为10kV。本期只上一台主变，型号为S9-6300/35。（4）过负荷能力校验关于过负载能力校验的计算略去，因所选主变容量6300kVA>>3892.13kVA。4.2电气主接线的确定4.2.1主接线的设计原则设计变电所电气主接线时，所遵循的总原则：①符合设计任务的要求；②符合有关的方针、政策和技术规范、规程；③结合具体工程的特点，设计出技术经济合理的主接线。为此，应考虑下列情况：（1）确定变电所在电力系统中的地位和作用各类变电所在电力系统中的地位是不同的，所以对主接线的可靠性、灵活性和经济性等的要求也不同，因此，就决定了有不同的电气主接线。（2）确定变压器的运行方式有重要负荷的农村变电所，应装设两台容量相同或不同的变压器。农闲季节负荷低时，可以切除一台，以减少空载损耗。（3）合理地确定电压等级农村变电所高压侧电压普遍采用一个等级，低压侧电压一般为1—2个等级，目前多为一个等级。（4）变电所的分期和最终建设规模变电所根据5—10年电力系统发展规划进行设计。一般装设两台主变压器。当技术经济比较合理时，终端或分支变电所如只有一个电源时，也可只装设一台主变压器。（5）开关电器的设置在满足供电可靠性要求的条件下，变电所应根据自身的特点，尽量减少断路器的数目。特别是农村终端变电所，可适当采用熔断器或接地开关等简易开关电器，以达到提高经济性的目的。（6）电气参数的确定最小负荷为最大负荷的60%—70%，如果主要负荷是农业负荷，其值为20%—28 30%；按不同用户，确定最大负荷利用小时数；负荷同时系数Kt：35kV以下的负荷，取0.85—0.9；大型工矿企业的负荷，取0.9—1；综合负荷功率因数取0.8，大型冶金企业功率因数取0.95；线损率平均值取8%—12%，有实际值时按实际值计算。按GB50059—92《35～110kV变电所设计规范》（国家标准）的有关规定，本变电所为简易变电所，从投资方面考虑要减少投资，但要保证供电可靠性，因而按照规程要求：4.2.235kV侧的接线方式出线为三回，考虑到主变不会经常投切，线路检修操作方便、便于扩建和采用成套配电装置等因素，采用单母线接线方式。单母线接线的特点是整个配电装置只有一组母线，每个电源线和引出线都经过开关电器接到同一组母线上。供电电源是变压器或高压进线回路。母线既可以保证电源并列工作，又能使任一条出线回路都可以从电源1或电源2获得电能。每条引出线回路中都装有断路器和隔离开关，靠近母线侧的隔离开关称作母线隔离开关，靠近线路侧的隔离开关称作线路隔离开关。按照规程要求，单母线接线35—66kV配电装置的出线回路数不超过3回。断路器选用六氟化硫断路器。4.2.310kV侧的接线方式对10kV侧的接线方式，按照规程要求，采用单母线简易分段接线方式。单母线分段接线的优点：①用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电；②当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常母线不间断供电和不致使大面积停电。按照规程要求，单母线简易分段接线35—66kV配电装置的出线回路数为4—8回时。不对重要用户回路，均以双回线路供电，以保证供电的可靠性。考虑到减小配电装置的占地和占用空间，消除火灾、爆炸的隐患及环境保护的要求，断路器选用性能比少油断路器更好的户外高压真空断路器。4.3短路电流水平4.3.1短路的危害发生短路时，由于部分负荷阻抗被短接掉，供电系统的总阻抗减小，因而短路回路中短路电流比正常工作电流大得多。在大容量电力系统中，短路电流可达几万安培甚至几十万安培。如此大的短路电流会对供电系统产生极大的危害。28 （1）短路电流通过导体时，使导体大量发热，温度急剧升高，从而设备绝缘；同时，通过短路电流的导体会受到很大的电动力作用，使导体变形甚至损坏。（2）短路点的电弧可能烧坏电气设备的载流部分。（3）短路电流通过线路，要产生很大的电压降，使系统的电压水平速降，引起电动机转速突然下降，甚至停转，严重影响电气设备的正常运行。（4）短路可造成停电状态，而且越靠近电源，停电范围越大，给国民经济造成的损失也越大。（5）严重的短路故障若发生在靠近电源的地方，且维持时间较长，可使并联运行的发电机组失去同步，严重的可能造成系统解列。（6）不对称的接地短路，其不平衡电流将产生较强的不平衡磁场，对附近的通信线路、电子设备及其他弱电控制系统可能产生干扰信号，使通讯失真、控制失灵、设备产生误动作。由此可见，短路的后果是十分严重的。所以必须设法消除可能引起短路的一切因素，使系统安全可靠地运行。4.3.2短路电流计算的目的（1）择电气设备和载流导体时，需用短路电流校验其动稳定性和热稳定性，以保证在发生可能的最大短路电流时不至于损坏。（2）选择和整定用于短路保护的继电保护装置时，需应用短路电流参数。（3）选择用于限制短路电流的设备时，也需进行短路电流计算。根据本变电所电源侧5～10年的发展规划，计算出系统最大、最小运行方式下的短路电流，为母线系统的设计和电气设备的选择做好准备，若短路电流过大，就要考虑采取限流措施。由以上计算数据可见，各电压等级的最大短路电流均在短路器一般选型的开断能力（20kA）之内，所以不必采用价格昂贵的重型设备或者采取限制短路电流的措施，采用一般型号的短路器就可以了。4.3.3短路计算下图为等值阻抗图28 已知条件：元件1--电力系统:基准容量Sj=100MVA系统短路容量Ss"=420MVA标幺值X1=Sj/Ss"=100MVA/420MVA=0.238元件2--线路:基准容量Sj=100MVA线路长度L=50kM平均额定电压Uj=37kV单位阻抗X0=0.4Ω/km标幺值X2=X0LSj/Uj2=0.4Ω/km*50km*100MVA/37kV2=1.461元件3--变压器(双绕组):基准容量Sj=100MVA额定容量Sr=31500KVA短路电压Ud%=17.5标幺值X3=Uk%Sj/100Sr=17.5*100MVA/100*31500KVA=0.555元件4--线路:基准容量Sj=100MVA28 线路长度L=0.5kM平均额定电压Uj=10.5kV单位阻抗X0=0.08Ω/km标幺值X4=X0LSj/Uj2=0.08Ω/km*0.5km*100MVA/10.5kV2=0.036元件5--线路:基准容量Sj=100MVA线路长度L=5kM平均额定电压Uj=10.5kV单位阻抗X0=0.08Ω/km标幺值X5=X0LSj/Uj2=0.08Ω/km*5km*100MVA/10.5kV2=0.363计算公式和过程：短路点1基准电压Uj=37kV基准容量Sj=100MVA冲击系数Kch=1.8短路电抗Xjs=X1=0.238短路容量Sd=Sj/Xjs=100/0.238=420.168MVA三相短路电流有效值Id(3)=Ij/Xjs=1.560/0.238=6.556kA三相短路冲击电流ic(3)=1.414KchId(3)=1.414*1.8*6.556kA=16.689kA三相短路电流全电流有效值Ic(3)=[1+2(Kch-1)2]0.5Id(3)=[1+2(1.8-1)2]0.5*6.556kA=9.899kA两相短路冲击电流ic(2)=0.866ic(3)=0.866*16.689kA=14.453kA两相短路电流有效值Id(2)=0.866Id(3)=0.866*6.556kA=5.677kA两相短路电流全电流有效值Ic(2)=0.866Ic(3)=0.866*9.899kA=8.573kA短路点2基准电压Uj=37kV基准容量Sj=100MVA冲击系数Kch=1.8短路电抗Xjs=X1+X2=0.238+1.461=1.699短路容量Sd=Sj/Xjs=100/1.699=58.858MVA三相短路电流有效值Id(3)=Ij/Xjs=1.560/1.699=0.918kA三相短路冲击电流ic(3)=1.414KchId(3)=1.414*1.8*0.918kA=2.337kA三相短路电流全电流有效值Ic(3)=[1+2(Kch-1)2]0.5Id(3)=[1+2(1.8-1)2]0.5*0.918kA=1.386kA两相短路冲击电流ic(2)=0.866ic(3)=0.866*2.337kA=2.024kA两相短路电流有效值Id(2)=0.866Id(3)=0.866*0.918kA=0.795kA两相短路电流全电流有效值Ic(2)=0.866Ic(3)=0.866*1.386kA=1.200kA28 短路点3基准电压Uj=10.5kV基准容量Sj=100MVA冲击系数Kch=1.8短路电抗Xjs=X1+X2+X3=0.238+1.461+0.555=2.249短路容量Sd=Sj/Xjs=100/1.937=44.5MVA三相短路电流有效值Id(3)=Ij/Xjs=5.499/1.937=2.44kA三相短路冲击电流ic(3)=1.414KchId(3)=1.414*1.8*2.44kA=6.21kA三相短路电流全电流有效值Ic(3)=[1+2(Kch-1)2]0.5Id(3)=[1+2(1.8-1)2]0.5*2.839kA=5.36kA两相短路冲击电流ic(2)=0.866ic(3)=0.866*7.227kA=6.259kA两相短路电流有效值Id(2)=0.866Id(3)=0.866*2.839kA=2.11kA两相短路电流全电流有效值Ic(2)=0.866Ic(3)=0.866*4.287kA=4.61kA短路点4基准电压Uj=10.5kV基准容量Sj=100MVA冲击系数Kch=1.8短路电抗Xjs=X1+X2+X3+X4=0.238+1.461+0.238+0.036=1.973短路容量Sd=Sj/Xjs=100/1.973=50.684MVA三相短路电流有效值Id(3)=Ij/Xjs=5.499/1.973=2.787kA三相短路冲击电流ic(3)=1.414KchId(3)=1.414*1.8*2.787kA=7.095kA三相短路电流全电流有效值Ic(3)=[1+2(Kch-1)2]0.5Id(3)=[1+2(1.8-1)2]0.5*2.787kA=4.208kA两相短路冲击电流ic(2)=0.866ic(3)=0.866*7.095kA=6.144kA两相短路电流有效值Id(2)=0.866Id(3)=0.866*2.787kA=2.414kA两相短路电流全电流有效值Ic(2)=0.866Ic(3)=0.866*4.208kA=3.644kA计算结果：短路点1短路容量Sd=420.168MVA三相短路冲击电流ic(3)=16.689kA三相短路电流有效值Id(3)=6.556kA三相短路全电流有效值Ic(3)=9.899kA两相短路冲击电流ic(2)=14.453kA两相短路电流有效值Id(2)=5.677kA28 两相短路全电流有效值Ic(2)=8.573kA短路点2短路容量Sd=58.858MVA三相短路冲击电流ic(3)=2.337kA三相短路电流有效值Id(3)=0.918kA三相短路全电流有效值Ic(3)=1.386kA两相短路冲击电流ic(2)=2.024kA两相短路电流有效值Id(2)=0.795kA两相短路全电流有效值Ic(2)=1.200kA短路点3短路容量Sd=44.5MVA三相短路冲击电流ic(3)=6.21kA三相短路电流有效值Id(3)=2.44kA三相短路全电流有效值Ic(3)=5.36kA两相短路冲击电流ic(2)=6.259kA两相短路电流有效值Id(2)=2.11kA两相短路全电流有效值Ic(2)=4.61kA短路点4短路容量Sd=50.684MVA三相短路冲击电流ic(3)=7.095kA三相短路电流有效值Id(3)=2.787kA三相短路全电流有效值Ic(3)=4.208kA两相短路冲击电流ic(2)=6.144kA两相短路电流有效值Id(2)=2.414kA两相短路全电流有效值Ic(2)=3.644kA4.4电气设备的选择电力系统中的各种电气设备，其运行条件不完全一样，选择方法也不完全相同，但对他们的基本要求是相同的。电气设备要能可靠地工作，必须按正常运行条件进行选择，并且按短路条件校验其热稳定和动稳定。根据电气设备选择的一般原则，按正常运行情况选择设备，按短路情况校验设备。同时兼顾今后的发展，选用性能价格比高，运行经验丰富，技术成熟的设备，尽量减少选用设备的类型，以减少备品备件，也有利于运行、检修等工作。4.4.1断路器的选择高压断路器是根据其主要技术参数来选择的。即根据：①额定电压；②额定电流；③装置种类；④构造型式；⑤开断电流（或断流容量）；⑥热稳定和动稳定等。下面叙述具体选择的方法：（1）按额定电压选择28 Ue≥Uw式中：Ue—断路器的额定电压；Uw—断路器所在电网的额定电压。（2）按额定电流选择Ie≥Ig·d式中：Ie—断路器的额定电流；Ig·d—最大长期工作电流。（3）按装置种类选择装置种类是指断路器装设的场所。装在屋内的选用屋内型，装在屋外的选用屋外型。当屋外配电装置处于严重污秽地区或积雪覆冰严重的地区，应采用高一级电压的断路器。（4）按构造型式选择高压断路器的构造型式很多，但各有不同的特点。农村变电所过去常采用少油断路器和多油断路器。随着农村模式变电所的建立，新型的SF6断路器、真空断路器已被农村变电所采用。（5）按额定开断电流选择断路器除满足正常工作条件外，还要求它能可靠地切断最大短路电流。一般用额定开断电流来表示断路器开断短路电流的能力。按额定开断电流选择断路器时，必须满足这样的条件，就是在给定的电网电压下，高压断路器的开断电流不应小于高压断路器的灭弧触头开始分离电路内的短路电流有效值，即Iekd≥Idt式中：Iekd—断路器的额定开断电流，kA；Idt—短路器灭弧触头开始分开瞬间的短路电流有效值，kA。（6）校验短路时的热稳定式中：t—断路器的热稳定时间，s；—断路器在ts内的热稳定电流，kA。（7）校验短路时的动稳定ij≥ich式中：ij—断路器的极限通过电流的幅值，kA；ich—三相短路冲击电流，kA。4.4.2隔离开关的选择隔离开关应根据下列条件选择：额定电压、额定电流、装置种类、构造型式。此外，还需校验动稳定和热稳定。选择隔离开关的要求和方法，与断路器相同，但不需要校验其断流容量。28 4.4.3母线的选择变电所屋内和屋外配电装置的主母线、变压器等电气设备与配电装置母线之间的连接导线、各种电器之间的连接导线，统称为母线。选择配电装置中的母线主要考虑：母线的材料；母线截面的形状；母线截面积的大小；校验母线的热稳定；对110kV以上的母线还应校验是否发生电晕。（1）母线材料的选择配电装置的母线材料有铜、铝和钢。铜的电阻率低，机械强度大，抗腐蚀性强，是很好的母线材料。但它在工业上有重要的用途，而且储量不多，价值较贵，因此铜母线只用在空气中含腐蚀性气体（如靠近海岸或化工厂）的屋外配电装置中。铝的电阻率为铜的1.7—2倍，重量只有铜的30%，而且储量多，价值也低，因此，在屋内和屋外配电装置中广泛采用铝母线。但当铝与铜或其它金属连接时，由于铝在常温下迅速氧化，生成一层氧化铝薄膜，它的电阻很大（电阻率达到），而且不容易清除。同时铜铝之间有电位差，使铝受到严重腐蚀，接触电阻更大，造成运行中温度增高，高温下腐蚀更会加快，这样的恶性循环致使接触处温度更高。解决这个问题的方法，一般采用特制的铜铝过渡连接器（由铜板和铝板焊成的部件），但其效果不太理想。因此，人们又研究出一个新的方法，即利用超声波搪锡工艺，将铝和铜的接触表面挂上一层薄锡，效果很好，成功地解决铜铝电化学腐蚀问题。钢电阻率为铜的6—8倍，而且用在交流电路中还会产生很大的涡流损耗和磁滞损耗，因此，在实际应用中使用的较少。但钢母线价格较低、机械强度高，故在变电所中，可适用于电压互感器和小容量变压器的高压侧。（2）母线截面形状的选择母线的截面形状应保证集肤效应系数尽可能低，散热良好，机械强度高，安装简单，连接方便。变电所配电装置中的母线截面目前多采用矩形、圆形和绞线圆形。矩形母线主要用在35kV及以下的屋内配电装置中。圆形母线主要用在35kV以上的屋外配电装置中。采用圆形截面的目的是为了防止产生电晕，因为圆形截面母线消除了电场集中的现象，而矩形截面母线的四角电场强度集中，易引起电晕。绞线圆形截面母线多采用钢芯铝绞线，其耐张性能比单股母线好，在允许电流相同的条件下，钢芯铝绞线的直径比单股母线直径大，其表面附近的电场强度小于单股母线，而且绞线的芯线为钢，机械强度大，因此，它通常用在35kV及以上的屋外配电装置中。因而，本工程设计的母线选用钢芯铝绞线。28 表1：35KV侧设备选型一览表：名称额定电压(kV)最高工作电压(kV)额定电流(A)开断电流(kA)(4S)额定短路耐受电流(kA)额定短路关合电流(kA)热稳定电流(kA/s)动稳定电流峰值(kA)真空断路3540.5125012.52525进线电流互感3540.51000/512.531.5出线电流互感3540.5600/512.531.5表2：10KV侧设备选型一览表：名称额定电压(kV)最高工作电压(kV)额定电流(A)开断电流(kA)(4S)额定短路耐受电流(kA)额定短路关合电流(kA)热稳定电流(kA/s)动稳定电流峰值(kA)真空断路1012200012.52525进线电流互感10122000/512.531.5出线电流互感1012300/512.531.54.5配电装置的选型4.5.1概述配电装置是按主接线要求由开关设备、保护电器、测量仪表、母线和必要的辅助设备等组成。它的主要作用：接受电能，并把电能分配给用户。（1）分类及特点按电气设备安装地点不同，配电装置可分为屋内式和屋外式。按其组装方式，有又可分为：如在现场组装配电装置的电气设备，称为装配式配电装置；若在制造厂把属于同一回路的开关电器、互感器等电器设备装配在封闭或不封闭的金属柜中，构成一个独立的单元，成套供应，则称为成套配电装置。高压开关柜、低压配电盘和配电箱等均是成套配电装置。屋内配电装置的特点：①占地面积小；②不受气候影响；③28 外界污秽空气对电气设备影响小；④房屋建筑投资大。屋外配电装置的特点：①土建量和费用小，建设周期短；②扩建方便；③相邻设间距较大，便于带电作业；④占地面积大；⑤受外界气候影响，设备运行条件差；⑥外界气候变化影响设备的维修和操作。（2）基本要求配电装置是变电所的重要组成部分，为了保证电力系统安全经济的运行，配电装置应满足以下基本要求：装置的设计必须贯彻执行国家基本建设方针和技术经济政策。保证运行的可靠性。满足电气安全净距要求，保证工作人员和设备的安全。便于检修、巡视和操作。节约占地，降低造价，做到经济上合理。安装和扩建方便。4.5.2外配电装置的安全净距安全净距是从保证电气设备和工作人员的安全出发，考虑气象条件及其它因素的影响所规定的各电气设备之间、电气设备各带电部分之间、带电部分与接地部分之间应该保持的最小空气间隙。配电装置的整个结构尺寸，是综合考虑设备外形尺寸、检修和运输的安全距离等因素而决定的。对于敞露在空气中的配电装置，在各种间隔距离中，最基本的是带电部分对接地部分之间和不同相的带电部分之间的空间最小安全净距，即A1和A2值。在这一间距下，无论为正常最高工作电压或出现内外过电压时，都不致使空气间隙击穿。A值可根据电气设备标准试验电压和相应电压与最小放电距离试验曲线确定，其它电气距离是根据A值并结合一些实际因素确定的。安全净距可分为A、B、C、D、E五类。屋外配电装置的安全净距不应小于表3-7-1所列数据。屋外配电装置使用软导线时，还要考虑软导线在短路电动力、风摆、温度等因素作用下使相间及对地距离减小。屋外电气设备外绝缘体距地小于2.5m时，应装设固定遮拦。经综合考虑并结合具体情况，本工程设计采用：（1）单母线接线的35kV配电装置采用屋外中型布置。（2）单母线简易分段的10kV配电装置也采用屋外中型布置。（3）所有的带电部分对地及相间距离均按规程要求进行设计。4.6互感器的配置28 互感器是一次系统和二次系统间的联络元件，用以分别向测量仪表、继电器的电压线圈和电流线圈供电，正确反映电气设备的正常运行和故障情况，是一种专供测量仪表、控制及保护设备用的特殊变压器。互感器可分为电压互感器和电流互感器两类。互感器的作用：①将一次回路的高电压或大电流变为二次回路标准的低电压或小电流，使测量仪表和保护装置标准化、小型化，并使其结构轻巧、价格便宜，并便于屏内安装。②使二次设备与高压部分隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证了人身安全。本工程设计按照监视、测量、继电保护和自动化装置的要求，配置互感器。（1）电压互感器的配置电压互感器的配置应能保证在主接线的运行方式改变时，保护装置不得失压，同期点的两侧都能提取到电压。35kV母线的三相上装设电压互感器一组三只。10kV母线上装设三相组合式电压互感器一组。10kV出线侧的一相上应装设电容式电压互感器。利用其他绝缘套管末屏抽取电压，则可省去单相电压互感器。（2）电流互感器的配置所有断路器的回路均装设电流互感器，以满足测量仪表、保护和自动装置的要求。变压器原则上中性点要装设一台互感器，（接地否？）以检测零序电流，因35kV电压等级低，故本设计不需装设中性点电流互感器。电流互感器一般按三相配置。对10kV系统，母线分段回路和出线回路按两相式配置，以节省投资同时提高供电的可靠性。4.7继电保护的配置该变电所采用主控制室控制方式，按无人值班有人值守设计，采用分层分布式微机保护及监控综合自动化系统，设计上系统纵向分为两层：变电层和间隔层。间隔层设备在横向按变电所一次设备分布式布置，并相互独立，仅通过站内通信相联，并同变电层通信。通信网络采用工业现场控制总线--CAN总线。间隔层系统保护及监控装置基于间隔控制单元模块化配置，采用微机保护与监控为一体的装置，每个单元一套互不影响。保护及监控装置为一独立系统，组屏安装，35kV、10kV保护能够实现有机整体配合。保护动作不依赖于通信网络；各间隔控制单元保留强电手动操作跳、合闸控制接线，开关手动操作跳、合闸控制操作不依赖于通信网络；28 远方与就地控制功能互为闭锁。变电站微机中央信号、事故及预告信号不依赖于后台监控主机。保护、控制、监视、测量和报警等功能均能够通过综合自动化系统完成,无需另外设置远动设备，监控装置具有远传接口，把信息通过通道传入调度。完全满足于遥测、遥信、遥控、遥脉等功能和无人值班的需要.变电所采用的各种保护装置均预留远动接口或直接带有标准的通信接口。本变电所综合自动化系统具备GPS卫星对时功能。本变电所设计远动信息按二遥配置。综合自动化系统基本要求：主变保护部分；电流速断保护；过流保护；零序电流保护；低电压保护；重瓦斯、轻瓦斯、温度及过负荷发信号,并具有联跳功能，10kV一段母线无压，跳开无压母线进线开关,自投分段开关。4.8直流系统本变电所为了给断路器合闸、微机综合自动化系统、通讯及事故照明等直流用电，装设一套三面GZDW30-120Ah/220-M型智能微机高频开关电源模块直流成套装置。该装置具有自动均充/浮充电功能、告警保护功能及自动调压功能，且能与微机综合自动化系统进行网络通讯，实现直流屏的无人职守。直流系统采用单母线接线方式。阀控式密封铅酸免维护蓄电池的容量能满足全所事故1小时停电时的放电容量。4.9测量表计本工程35kV进线及10kV线路进出线均采用0.2级的干式电流互感器，0.5级的多功能智能型电度表，其它回路采用0.5级的电流互感器，1.0级的多功能智能型电度表，具体根据《电气测量仪表装置设计技术规程》配置。4.10电缆设施及电缆本工程电缆敷设的设计按规程要求进行设计，配电装置设电缆沟，以便把动力，控制、通讯电缆引入主控制室。为了防止火灾蔓延和动物进入屋内，电缆沟进建筑物时加装穿墙孔板，施工完后按防火规程采用防火胶泥封墙。主控制室内柜底采用防火隔板及防火胶泥封堵，二次电缆按防火规程采用防火涂料。为了防止干扰二次电缆采用屏蔽电缆。4.11防雷接地规划4.11.1雷电的危害雷电的形成伴随着巨大的电流和极高的电压，28 在它的放电过程中会产生极大的破坏力，雷电的危害主要有以下几个方面：雷电的热效应：雷电产生强大的热能使金属熔化，烧断输电导线，摧毁用电设备，甚至引起火灾和爆炸。雷电的机械效应：雷电产生强大的电动力可以击毁杆塔，破坏建筑物，人畜亦不能幸免。雷电的闪络放电：雷电产生的高电压会引起绝缘子烧坏，断路器跳闸，导致供电线路停电。4.11.2变电所的防雷保护变电所的防雷保护主要有两个方面，一是要防止变电所建筑物和户外配电装置遭受直击雷；二是防止过电压雷电波沿进侵入变电所，危及变电所电气设备的安全。变电所的防雷保护常采用以下措施：防直击雷：一般采用装设避雷针（线）来防直击雷。如果变电所位于附近的高大建筑物（构）上的避雷针保护范围内，或者变电所本身是在室内的，则不必考虑直击雷的防护。雷电波的侵入：对35kV进线，一般采用在沿进线500—600m的这一段距离安装避雷线并可靠的接地，同时在进线上安装避雷器，即可满足要求。对6—10kV进线可以不装设避雷线，只要在线路上装设避雷器即可。建筑物的防雷保护：建筑物按其防雷的要求，可分为三类：第一类建筑物：凡存放爆炸性物品，或在正常情况下能形成爆炸性混合物，因电火花而爆炸的建筑物，称为第一类建筑物。这类建筑物应装设独立避雷针（或消雷器）防止直击雷。为防感应过电压和雷电波侵入，对非金属屋面应敷设避雷网并可靠接地。第二类建筑物：条件同第一类，但电火花不易引起爆炸或不致于造成巨大破坏和人身伤亡。这类建筑物的防雷措施基本与第一类相同，即要有防直击雷、感应雷和雷电波侵入的保护措施。第三类建筑物：凡不属于第一、第二类建筑物有需要作防雷保护的建筑。这类建筑物应有防直击雷和防雷电波入侵的措施。本工程设计采用装设两支独立避雷针进行直接防雷保护。28 采用避雷器来防止雷电侵入波对电气设备绝缘造成危害。避雷器的选择，考虑到氧化锌避雷器的非线性伏安特性优越于碳化硅避雷器（磁吹避雷器），且没有串联间隙，保护特性好，没有工频续流、灭弧等问题，所以本工程设计35kV、10kV系统中，采用氧化锌避雷器。由于金属氧化物避雷器没有串联间隙，正常工频相电压要长期施加在金属氧化物电阻片上，为了保证使用寿命，长期施加于避雷器上的运行电压不可超过避雷器允许的持续运行电压。4.11.3接地装置的作用电气设备的任何部分与土壤间作良好的电气连接，称为接地。与土壤直接接触的金属体或金属体组，称为接地体或接地极。接地体按结构可分为自然接地体和人工接地体；按形状可分为管形接地体和带形接地体等。连接接地体与电气设备之间的金属导线，称为接地线。接地线可分为接地干线和接地支线。接地体和接地线合称为接地装置。发电厂和变电所中的接地装置按工作性质可分为工作接地和保护接地。工作接地是指为了保证电力系统正常情况和事故情况下可靠工作，而将电力系统中的某一点，通常是中性点，直接或经特殊设备与地作金属连接。保护接地是为了保护人身安全，防止触电，而将在正常情况下不带电的电气设备外壳或金属结构与接地体之间作良好的金属连接。5结束语本设计对规划地区近期负荷和远景负荷进行调研，搜集、整理、计算数据，作为系统规划、变电所布局、电源选点等的依据。众所周知，毕业设计是大学的最后一个教学环节。通过毕业设计既可以巩固我们在学校学过的理论知识，又可以培养我们运用所学知识分析和解决工程实际问题的综合能力，对我们走出校门后尽快适应工作岗位起到桥梁作用。28 参考文献[1]《电力工程电气设计手册》（电气二次部分）水利电力部西北电力设计院编中国电力出版社1991.8第一版[2]《常用供配电设备选型手册》（第三分册高压电器）《常用供配电设备选型手册》编委会王子午徐泽植主编煤炭工业出版社1998.8第一版[3]《电力系统继电保护》（26）陈生贵等主编重庆大学出版社2003年5月第一版[4]《电气工程专业毕业设计指南》（电力系统分册）中国水利水电出版社2003年8月第一版[5]《电气二次接线识图》文锋主编中国电力出版社2000年2月第一版[6]《35kV-110kV无人值班变电所设计规程》（DL）中华人民共和国国家经济贸易委员会发布2000年6月第一版[7]《建筑物防雷设计规范》（GB）中华人民共和国建设部、国家技术监督局联合发布1994年10月第一版[8]《变电所总布置设计技术规程》（DL）中华人民共和国电力部发布1996年12月第一版[9]《小营盘35kV变电所工程》（电气初设全图）新疆电力设计院2002年9月[10]《博乐城西35kV变电所二期扩建工程》（电气初设全图）新疆电力设计院2002年8月28 重庆大学网络教育学院学生毕业设计（论文）任务书批次、层次、专业121入学批次、专科起点本科、电气工程及其自动化校外学习中心山西电大校外学习中心学生姓名徐向阳学号W12117209一、毕业设计（论文）工作自2014年2月24日起至2014年4月13日止二、设计（论文）题目：35kV降压变电站设计三、毕业设计（论文）内容：1、有35kV两回电源线路向本所供电，两回电源线分别来自不同的电源，采用备用电源自投的供电方式。35kV母线最大短路容量：430MVA；短路电流：7.1kA。10kV有20回出线。每回线路的负荷为：2000kVA,同时率为0.7．35kV、10kV均为电缆出线。2、10kV分段自投装置:10kV一段母线无压，跳开无压母线进线开关,自投分段开关。3、站址气象条件：累年最热月平均最高气温:32.2ºC；累年最热月平均最低气温:22.4ºC；累年各月极端最高气温:41.2ºC累年各月极端最低气温:-21.0ºC；累年平均相对湿度:45%；累年最大一日降水量:141.9mm；累年平均降水量:624.3mm；50年一遇10米高10分钟平均最大风速:22.9m/s；累年全年主导风向:S,相应频率为14%；累年最大冻土深度:42cm；累年最大积雪深度:19cm；导线覆冰:按10mm计；污秽等级:IV级。4、地质条件本变电站在城乡结合部，地貌多为平地，岩性主要为粉土质粘土为主，地震基本烈度为Ⅶ度。 四、达到的技术指标及要求：1、达到的技术指标：（1）确定变电站的建设规模、主变压器的台数、容量、结构和冷却方式。（2）确定35kV供电系统电气主接线方案和10kV供电系统电气主接线方案。（3）确定35kV配电装置的安装场所和形式。（4）确定10kV配电装置的安装场所和形式。（5）选择35kV和10kV电气设备的选择。（6）继电保护的配置方案设计。（7）变压器的差动保护和变电站的直流电源系统设计。（8）35kV出线继电保护装置配置设计。2、要求：（1）编写计算书和说明书（2）开题报告一份（3）论文一篇，不少于5000字（4）不需要绘制大图五，进度安排：平台阶段名称平台提交时间进度计划备注图纸Word文档毕业设计第一阶段绘制系统构成的方框图1、开题报告 2、设计目的及背景，基本原理、结构组成和设计的总体方案提交开题报告及用word编排好的第一阶段的内容毕业设计第二阶段 绘制电气主接线图以及各部分等值网络图详细方案设计：对电网元件参数进行计算，绘制等值网络图；通过短路电流的计算，对变压器，导线，以及断路器、互感器、电抗器等配电设备进行选择计算。据此可绘制电气主接线图。提交用word编排好的第二阶段的内容（详细方案设计） 毕业设计第三阶段整理图纸并编号1、完善设计的主体内容2、整理设计说明书与计算书3、补充目录，摘要，参考文献等内容使论文完善提交毕业设计终稿（含封面、目录、摘要、开题报告、任务书、正文、参考文献、相关图纸等压缩成一个文件包上传）六、主要参考文献：1，何仰赞.电力系统分析(上、下).武汉:华中理工大学出版社,20012，华中工学院.发电厂电气部分.北京:电力工业出版社,20043，尹克宁.电力工程.北京:水利电力出版社,20024，能源部西北电力设计院.电力工程电气设计手册(1、2).北京:中国电力出版社,19915，工厂电气设备手册.工厂常用电气设备手册(上下、补充本).北京:水利电力出版社,1997指导教师林莉下发日期2014年2月27日 重庆大学网络教育学院学生毕业设计（论文）开题报告1.研究的目的和意义1）随着我公司自动化方向发展，机械设备装机容量越来越大，供电距离越来越长，就存在下列问题：1、功率因数低，使设备容量得不到充分的利用，单位产量能耗增大。2、谐波污染问题，近年来，我公司大功率电力电子变频调速装置已达到广泛的应用，这些设备产生了大量的谐波，谐波涌入电网直接影响了自动控制及通信设备的正常运行，严重威胁安全生产。3、电压降问题。供电部门要求企业用电负荷的功率因数（包括变压器在内）在变电所一项母线上应达到0.9以上，为解决以上问题，我们研究并采用了最先进的新型磁控式动态无功补偿技术，大大提高企业用电设备的利用率，充分发挥了设备的潜力，磁控动态无功补偿在线实时补偿并对谐波实施了有效的治理，大幅度的减少了电能损耗，同时净化了电气环境，具有较大的经济效益和社会效益。2）我公司35KV变电站双回路进线电源来自于两个不同的变电所，下设所有设备均为双回路运行方式，因上级供电部门的变电所接线组别不同，相差30度的相位角。实现1、2号主变压器不停电达到并列运行条件，显的尤为重要。我们通过研究并采用了移相转角技术，解决了煤矿企业双回路电源不能同时并列运行的重大安全隐患，该技术性能达到国内先进水平，在国内大型企业中具有很好的应用价值。2.主要研究内容1）无功补偿装置的技术状态直接关系到企业的经济的效益。而目前大部分矿井用电负荷达不到规定要求。我公司主要研究是如何快速的投入电容，并能根据负荷实时变化而自动投切无功补偿，不会发生过补或欠补问题，通过几种方法比较如下：常用的无功补偿方式有两种：一是开关投切电容技术，该技术为离散型调节，电压稳定性较差，也可能出现过补或欠补问题，且投切电容时涌流大，设备安全性低，维护量大。2）电网并列运行时，要求它在短时间内不应产生大的电流冲击，为此并列运行，必须满足下述四个条件：1、频率相同2、电压幅值相等且波形一致3、电压相序相同4、相位一样。3.技术创新点及技术关键无功补偿技术具有以下创新：1、可控电抗器不需在外接电源完全由电抗器内部绕组实现自身控制功能。2、可控器工作时不需承受高电压、大电流，采用自然冷却，可实现免维护。3、该磁控动态无功补偿技术与纯自动电容投切技术相比，本技术采用MCR技术与自动补偿相结合的方法，完全可以达到无功功率连续、平滑并实时跟踪补偿无功，使功率因数保持在较高水平，避免了过补或欠补的发生。该技术关键是：大大降低了开关投切的次数，避免了对系统的冲击，很好地改善了供电质量，同时延长补偿设备的寿命。移相技术具有以下几点创新：1、使双回路电源相位一致2、解决了煤矿企业由停电造成瓦斯超限的重大安全隐患。由于上级供电部门的变电站供电在相位上存在30度的相角差，使我公司的生产用电不能带电同时的倒换源，给我公司的生产带来极大的安全隐患，移相技术的关键是：合理运用时钟表示法，一次、二次电压不变，只对相位进行了调整，使Ⅰ段进线电源的相位与Ⅱ段电源进线的相位相同，即相角差为0度。使我公司井上、下各个配电所实现双回电源合环运行。报告人签名徐向阳日期2014.3.16.'