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1、平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书摘要 变电站是电力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，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。因此，变电站设计工作是整个工程环节的关键部分。本论文主要是针对岷山机械厂的35kv变电站的设计，概述了变电站设计的基本过程和基本方法。首先介绍了变电站设计应注意的地方；其次根据原始资料进行负荷计算和主变压器及其容量的选择，确定主变压器容量和型号；接着进行电气主接线的设计；在对35kV变电站做了短路电流计算和电器设备的选择，最后针对短路电流进行继电保护和变电站的防雷设施和接地装置等。随着国民经济和科学技术的发展，企业用电的需求量
2、越来越大，这就对变电站的主接线形式和配套设备提出了更高的要求，同时也要求发变电站做到可靠、经济、合理地运行，满足人们对电能的基本需求。关键字：35KV，变电站，继电保护，短路电流目录第一章 绪论11.1企业概述11.2 变电站的选址要求11.3 工厂的负荷性质2第二章 负荷计算和无功功率计算及补偿32.1 设备的负荷计算32.2 功率补偿计算4第三章 工厂供电系统设计73.1 变电站位置的选择73.2 主变压器台数和容量的选择73.3 变电所主接线的要求83.4 35KV主接线的选择93.5 10KV主接线的选择12第四章 短路电流的计算144.1 短路原因和种类144.2 短路的危害和研究短
3、路的目的144.3 短路电流的计算154.3.1 短路计算的步骤154.3.2 计算各基准点154.3.3 计算各元件的标幺电抗164.3.4短路电流的计算17第五章 电气设备的选择215.1 高压断路器的选择215.2 高压隔离开关的选择215.3 高压熔断器的选择225.4 电流互感器的选择235.4.1参数选择235.4.2 型式选择245.5 电压互感器的选择245.5.1 参数选择255.5.2 电压互感器的选择255.6 高压开关柜的选择255.7 高压负荷开关的选择265.7.1. 35KV及以下通用型负荷开关，应具有以下能力265.7.2负荷开关的参数选择26第六章 变电所高、
4、低压线路的选择296.1 35kv配电母线的选择296.2 10kv配电母线的选择30第七章 变电所继电保护装置的设计327.1 继电保护的基础327.1.1 继电保护的任务327.1.2 继电保护的组成及其工作原理327.1.3 继电保护的基本要求327.2 变电所继电保护的配置337.2.1 35kv进线保护337.2.2 35kv母联开关保护357.2.3主变压器保护357.2.4 10kv母线保护397.2.5 10kv出线保护39第八章 变电站防雷和接地装置的选择418.1 避雷针的选择418.2 避雷线41致谢42参考文献43 第 39 页第一章 绪论目前，在我国经济飞速上升之中，
5、占国民经济生产重要地位的工业在此中起了中流砥柱的作用进行工业现代化，必然离不开对电能的需求，电能在工业中越来越来显示其作用的巨大，变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个工业的安全与经济运行，是联系发电厂和企业的中间环节，起着变换和分配电能的作用。35kv变电站其实就是一个转换电压的枢纽，主要是实现把高的电压转化成低的电压，达到转换电压传输电压的目的，基本上电厂发出来的电要经过线路传输、变电站、线路传输到目的地，一般发电厂发出来的电都是可以直接给用户的，但是因为地理位置的原因，就是距离太远的关系，所以沿途输送要把电压升高进行送电，然后经过进行降压输送给用户，这就是变电所的主要作用，降了电
6、压给用户用电。因此，分析设计和发展变电站是一项很重要的任务。通过对本课题的研究，在遵循电力系统设计基本原则前提下，应用所学知识完成负荷分析并求出计算负荷电容器补偿容量，确定总降变压器容量数量，完成电气主接线的设计，计算短路电流以及对部分主要设备进行选型，继电保护设计与计算整定，进线导线截面选择等。1.1企业概述本企业位于东经116度23分117度02分，北纬33度16分34度14分之间，在安徽省北部地区。地貌以平原为主，平原面积占土地总面积的95.3%，低山残丘面积仅占4.7%。淮北市地处北温带，属北方型大陆性气候与湿润性气候之间的季风气候。气候温和、四季分明、无霜期202天1.2 变电站的选
7、址要求（1）符合电网区域规划，靠近负荷中心。（2）节约用地、不占或少占耕地及经济效益高的土地。（3）与城乡或工矿企业规划相协调，便于架空和电缆线路的引入和引出。（4）交通运输方便。（5）应该设在受污源影响最小处。（6）具有适宜的地质、地形和地貌条件。（7）变电所应考虑水源及排水条件。1.3 工厂的负荷性质所设计的35kV变电站属于小型化变电站。主要适用于中小型企业乡镇及广大农村的供电。其建设规模为架空进线4回，采用内桥接线方式；10kV出线8回，采用单母线分段接线方式。第二章 负荷计算和无功功率计算及补偿2.1 设备的负荷计算计算负荷是根据已知的厂矿的用电设备安装容量确定的、预期不变的最大假想
8、负荷。它是设计时作为选择厂矿电力系统供电线路的导线截面、变压器容量、开关电器及互感器等的额定参数的重要依据。这种电气计算负荷必须认真地确定，因为它的标准程度直接影响到整个工厂企业供电设计地质量。如计算过高将增加供电设备地容量浪费有色金属，增加初投资。计算过低则可能使供电元件过热，加速其绝缘损坏，增大电能损耗，影响供电系统的正常还会给工程扩建带来很大的困难。负荷计算的目的是为了掌握用电情况，合理选择配电系统的设备和元件。正确进行负荷计算是供电设计的前提，是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。(1)待建35kV变电站从相距20km外的电力系统相连。(2)设待建35kV变电站年负荷增长率为5%，变
9、电站总负荷考虑五年发展规划。(3)地区气温:年最高气温38.9，年最低气温 8.4。年平均气温22.6。(4）待建变电所各电压级负荷数据如下表: 表2-1 10kV负荷数据 出线1线2线3线4线5线6线7线8线有功功率(mw)10.91.111.51.50.81.2无功功率(mvar)0.30.40.60.30.70.50.50.4Ksi0.80.80.80.80.80.80.80.8有功功率计算负荷：无功功率计算负荷：视在功率计算负荷：各线路有功功率总和Pno各线路无功功率总和 同时系数 KW=0.8*(0.3+0.4+0.6+0.3+0.7+0.5+0.5+0.4)=2.96kvar=7.
10、78MVA2.2 功率补偿计算补偿前的功率因数=7.2/7.78=0.93tan=0.40补偿后的功率因数一般情况下10kV母线上的功率因数一般应0.95，设计中可控制在0.95-0.97之间，所以在设计中对10kV母线上功率因数补偿后为0.96，即=0.96，则可得到=0.29。已知补偿前10kV母线上功率因数为=0.93，可得到=0.40。则依据公式得到：=0.757200=5400kW=5400（0.400.29）=594kvar其中 平均负荷系数，取为0.75（一般为0.650.85）；该变电所10kV母线上补偿前的计算负荷。补偿容量；补偿前功率因数角；补偿后功率因数角。10kV侧将采
11、用单母分段的接线方式，所以所选用的电容柜应分成两组分别装在两段母线上，并且平均分配，所以电容柜的数量应为偶数。首先应先选择电容器柜单柜的容量，然后根据公式进行数量的选择，其公式为：，式中为电容器柜的单柜容量。在这里选择=100kvar的BGM10.51001W型号的电容器柜。电容器柜的数量选择为：= 540/100 = 5.4所以选用6台电容器柜进行补偿，=6。则实际补偿容量为：=600kvar，折合的计算容量为：=/=600/0.75=800kvar。第三章 工厂供电系统设计3.1 变电站位置的选择变电所的所址选择应按审定的本地区电力系统远景发展规划，综合考虑网络结构、负荷分布、城建规划、土
12、地征用、水文地质、环境影响、地震烈度和职工生活条件等因素，通过技术经济比较和经济效益分析，然后选择最佳方案。具体原则有以下几种：(1). 变电所的设立要有利于电力系统运行性能的提高，便于系统的控制和管理。(2). 注意节约用地。(3). 充分考虑出线条件，避免或减少相互交叉跨越。(4). 所址应有适宜的地质条件，避开滑坡、滚石等不良的地质结构。(5). 交通运输方便。(6). 选址时应注意变电所与邻近设施的相互影响。(7). 所址位置必将影响企业供电系统接线方式，送电线路的而已，电网损失和投资的大小，故所址位置的选择应与变电所的容量、负荷的分配同时考虑。根据综合考虑和供电部门的要求变电所应该设
13、在本厂的东北方向20km的地区。3.2 主变压器台数和容量的选择(1）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、运行方式和企业发展等因数综合考虑确定。(2）一般采用三相变压器，其容量可按投入运行后5到10年的预期负荷选择，至少留有15%到25%的裕量。(3）有一、二级负荷的变电所中应装设两台主变压器。当在技术经济上比较合理时，可装设两台以上的主变压器。此设计中有一、二级负荷，所以应装2台变压器。(4）装有两台以上主变压器的变电所中，当断开一台时，其余主变压器的容量应保证用户的一、二负荷，且不应小于60%的全部负荷。(5）变压器过载能力应满足运行方式。(6）此设计中变压器有功和无
14、功损耗计算，因为所占比重较小，而本站考虑的容量裕度比较大，所以不计算。根据总负荷考虑5年发展规划主变压器的容量选择10MVA，型号为S7-10000/35，接线组别为Yd11, #1所用变压器布置于屋内，选用35KV三相式油浸变压器，型号为S9-50/35，为与#2所用变压器低压相位一致，接线组别采用D，yn11;#2所用变压器设置于开关柜内，选用10KV三相式干式变压器，型号为SC8-50/10，接线组别Yyn0. 3.3 变电所主接线的要求(1)安全性 必须保证在任何可能的运行方式及检修状态下运行人员及设备的安全。(2)可靠性 主接线的可靠性要求由自由用电负荷的等级确定。要保证主接线的可靠性的可靠性可以采用多种措施。如系统中某一元件故障时，可以由保护装置自动把故障元件迅速切除，使之不影响系统其他部分的继续运行。因此，在主接线中就要考虑是否方便电气元件的投切操作。(3)灵活性 应能适应各种可能的运行方式的要求。(4)经济性 应满足最少的投资与年运行费用的要求，使得总经济效益为最佳。(5)应具有扩建的可能性 由于我国工农业的高速发展，电力负荷增加很快。
