南京师范大学35kv／10kv变电所初步设计毕业论文

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1、 南京师范大学南京师范大学 题目：题目：35kV10kV变电所初步设计变电所初步设计 院（系）：院（系）： 专业班级：专业班级： 学学 号：号： 学生姓名：学生姓名： 指导教师：指导教师： 起止时间：起止时间： 目 录 第 1 章 绪论 1 1.1 供配电技术概况 .1 1.2 本文设计内容 .2 第 2 章 负荷计算及无功补偿 3 2.1 原始资料 .3 2.2 负荷计算 .3 2.3 无功补偿 .4 2.4 变压器台数及容量选择 .5 2.4.1 变压器台数选择.5 2.4.2 变压器容量确定.5 第 3 章 导线及电气设备选择 7 第 4 章 继电保护规划设计 .11 第 5 章 防雷保

2、护设计 .13 第 6 章 课程设计总结 .16 参考文献 17 第 1 章 绪论 1.1 供配电技术概况 据中国电力报日前报道，未来五年，国家电网发展的重点是在特高压试 验示范工程的基础上，加快特高压电网建设，提高跨区输电能力。 此前，国家电网公司负责人也指出，加快建设以特高压电网为核心的坚强国 家电网，将成为国家电网公司“十一五”发展期间的重点。 “特高压电网”，是指 1000 千伏的交流或800 千伏的直流电网。目前，中国 超高输电线路以 220 千伏、330 千伏、500 千伏交流输电和 500 千伏直流输电线 路为骨干网架。全国已经形成 5 个区域电网和南方电网。 “特高压电网”在国

3、家电 网公司 2005 年工作会议上已经被作为战略构想提出，即建设“跨区域、大容量、 远距离、低损耗的特高压骨干网架”。 国家电网公司已经就建设以特高压为核心的坚强国家电网，形成了一个初步 框架以晋、陕、蒙、宁煤电基地和西南水电基地开发为前提，构建华中、华 北同步的坚强核心电网。国家电网公司规划中的特高压骨干网架，跨区域的输送 能力将占到全国装机总容量的 25%左右。 国家电网力推特高压的决心不言而喻，但各方反对的声音也一直不断。 从技术来看，国际大电网会议现在仍将特高压定为“待成熟技术”，目前，特 高压输电技术在国际上也没有商业化运行的业绩。 此前，只有前苏联和日本建成过 1000 千伏的特

4、高压交流输电线路。但是， 日本特高压线路建成后一直按 500 千伏降压运行。前苏联解体后，俄罗斯的特高 压线路也开始降压运行。意大利兴建的特高压实验工程有两座联络变电所和 20 公里线路，但由于用电量未见增长，也未纳入商业运行线路。 同时，特高压电网在输电线路走廊的选择、杆塔结构、导线截面、分裂导线 根数及分裂间距等方面，将涉及到电磁环境、可听噪声、无线电干扰等环保问题。 1 1.2 本文设计内容 1、江苏实联化工有限公司为保证供电需求，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、距本变电所 6Km 处有一系统变电所，由该变电所用 35KV 双回

5、路架空线路 向待定设计的变电所供电，在最大运行方式下，待设计的变电所高压母线上的短 路功率为 1000MVA 。 3、待设计的变电所 10KV 无电源，考虑以后装设的组电容器，提高功率因素， 故要求预留两个间隔。 4、设计本变电所的主电路，论证设计方案是最佳方案，选择主变压器的容 量和台数； 5、设计本变电所的自用电路，选择自用变压器的容量和台数； 6、选择断路器和隔离开关； 7、负荷计算及无功补偿； 负荷计算及无功补偿 1.3 原始资料 变电所变电所 10KV 各用户负荷情况由下表给出。各用户负荷情况由下表给出。 最大 负荷 （kw） 用户名称 cos 回路 数 附注Tmax(h) 碳化过滤

6、厂房20000.82有重要负荷5000 煅烧厂房20000.82有重要负荷5000 重灰厂房20000.82有重要负荷5500 结晶外冷厂房10000.81类负荷4000 干铵厂房10000.81类负荷4000 轻灰包装10000.82有重要负荷4500 重灰包装20000.82有重要负荷4500 编织袋厂房20000.81类负荷4500 压缩厂房10000.81类负荷5000 负荷的同时系数取 0.9，有功负荷率取 0.75；无功负荷率取 0.8。要求变电所 的平均功率因数补偿到 0.9 以上。 1.4 负荷计算 P=KPmax=0.8（P1+P2+.P9）=12000KW Smax = k

7、*(P1max/cos1+ P2max/cos2+ P7max/cos7)=28754（KVA） S单 = Smax /（1-5%）70% =19121.4 根据负荷情况初选变压器为两台，型号 SFL7-25000/63 变电所无功总负荷 Q= P1max tg(arccos0.8)+ P2max tg(arccos0.8)+.+ P9max tg(arccos0.8)=(1968.02+1731.33+1452.97+1259.23+755.64+666.01+2561.58 +2698.71+681.72)=13785.2(Kvar) Q=0.813785.2 =11028.16（Kvar

8、） 3 1.5 无功补偿 补偿前 10KV 负荷平均功率因数 cos1= P/（P）2 +(Q)2 1/2 =0.7527494/（0.7527494）2+（0.813945.2）2=0.87 补偿后的功率因数为： cos2 = 0.95 需补偿的无功容量： Qc= P *(tg1 - tg2 )=（0.526-0.329）27494=7890.8(Kvar) 根据以上数据所选补偿电容器为 RWF10.5-100-1 型，数量 72 台。 校验： 计算补偿后高压侧平均功率因数及变压器功率损耗： 空载损耗：P0=32.5（KW） ，空载电流：I0%=0.9%； 负载损耗：Pk=117（KW） 阻

9、抗电压：Uk%=9%； Pt2*Po+Pn(s/2Sn) =2*32.5+99*(27494*2/25000) =124.9(Kw) 22 Qt2*Io%/100*Sn+(Uk%/100)*Sn(S/2Sn) =1810.7 (kvar) 2 Pt=0.75*27494.1+124.9=20745.5 Qt=0.8*(11156.2-7890.8)+1810.7=4423.02 cos2=(P +PT）/(P +PT） +(Q+QT)- Qn 1/2 2 =0.9780.9 1.6 变压器台数及容量选择 1.6.1 变压器台数选择 在变电站中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器

10、。 35110KV 变电所设计规范规定，主变压器的台数和容量，应根据地区供电 条件、负荷性质、用电容量和运行方式等条件综合考虑确定。 在有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器，当技术经济比较合理时， 可装设两台以上主变压器。装有两台及以上主变压器的变电所，当断开一台时， 其余主变压器的容量不应小于 60的全部负荷，并应保证用户的一、二级负荷。 主变压器台数和容量直接影响主接线的形式和配电装置的结构。 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。目 前一般的选择原则是：一般用户装设 12 台变压器；为了提高供电可靠性，对 于、级用户，可设置两台变压器，防止一台主变故障或检

11、修时影响整个变电 所的供电，所以本所选用两台主变，互为备用，当一台变压器故障检修时由另一 台主变压器承担全部负荷的 75%，保证了正常供电。根据原始资料，本所主变压 器配置两台。 1.6.2 变压器容量确定 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。 2、 根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变器的容量。对于有重 要负荷的变电所，应考虑当一台主变压器停运时，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供电，保证供电可靠性。 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

12、行 系列化、标准化。 4、装有两台变压器的变电站，采用暗备用方式，当其中一台主变因事故断 开，另一台主变的容量应满足全部负荷的 70%，考虑变压器的事故过负荷能力为 40%，则可保证 80%负荷供电。 5 综合以上分析，结合技术分析对比及经济可靠性分析对比，本所宜采用 SZ9- 6300/35 型三相双绕组有载调压变压器，其容量以及技术参数如下： 主变容量： = 6300KVA N S 型号： 三相双绕组有载调压降压变压器 阻抗电压： 7.0% 联接组别： Y/-11 台数： 两台 第 2 章 导线及电气设备选择 一、电气设备选择的一般原则一、电气设备选择的一般原则 1、应满足正常运行、检修、

13、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展； 2、应按当地环境条件校核； 3、应力求技术先进和经济合理； 4、与整个工程的建设标准应协调一致； 5、同类设备应尽量减少品种； 6、选用的新产品均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。在特殊情 况下，选用未经正式鉴定的新产品时，应经上级批准。 二、技术条件二、技术条件 选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保 持正常运行。 1、 长期工作条件 （1）电压 选用的电器允许最高工作电压 Umax 不得低于该回路的最高运行电压 Ug,即 UmaxUg （2）电流 选用电器额定电流 I N 不得低于所在回路在各种可能运行方式下的持

14、续工作 电流 Ig 即 I NIg 由于变压器短路时过载能力很大，双回路出线的工作电流变化幅度也较大， 故其计算工作电流应根据实际需要确定。 高压电器没有明确的过载能力，所以在选择其额定电流时，应满足各种可能 运行方式下回路持续工作电流的要求。 7 （3）机械负荷 所选电器端子的允许荷载，应大于电器引线在正常运行和短路时的最大作用 力。电器机械荷载的安全系数，由制造部门在产品制造中统一考虑。 2、 短路稳定条件 （1）校验的一般原则 电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动、热稳定校验。校验的短 路电流一般取三相短路时的短路电流。若发电机出口的两相短路，或中性点直接 接地系统及自耦变压器等

15、回路中的单相、两相接地短路较三相短路严重时，则应 按严重情况校验。 （2）短路的热稳定条件： It2tQdt Qdt在计算时间 t 秒内，短路电流的热效应（kA2s） Itt 秒内设备允许通过的热稳定电流时间(s) tjs = 继电器保护装置后备保护动作时间（tb）+ 断路器全分闸时间 （tdo） (3) 短路的动稳定条件： ichidf IchIdf ich短路冲击电流峰值（kA） Ich短路全电流有效值（kA） idf电器允许的极限通过电流峰值（kA） Idf电器允许的极限通过电流有效值（kA） 3、 绝缘水平 电器的绝缘水平应按电网中出现的各种过电压和保护设备相应的保护水平来 确定。当所选用电器的绝缘水平低于国家规定的标准数值时，应通过绝缘配合计 算选用适当的过电压保护设备。 三、环境条件三、环境条件 按交流高压电器在长期工作时的发热 （GB763-74）的规定，普通高压电 器在环境最高温度为+40时，允许按额定电流长期工作。当电器安装点的环境C 温度高于+40（但不高于+60）时，每增高 1，建议额定电流减少 1.8%；CCC 当低于+40时，每降低 1，建议额定电流增加 0.5%，但总的增加值不得超过C