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1、重庆技术学院专科生毕业设计 题目：35kV降压变电站设计 系 别 电气工程系 专 业 发电厂及电力系统目 录第一章 引言41.1 原始资料分析5第二章 电气主接线的设计42.1电气主接线设计概述42.2电气主接线的基本形式及特点52.3电气主接线的选择7第三章 主变器的选择113.1主变台数的确定113.2主变相数的选择113.3主变压器选择的结果12第四章 短路电流计算144.1 电路各元件、参数、标幺值的计算144.2 三相短路电流计算14第五章 电气设备选择175.1断路器、隔离开关的选择变压器保护165.2电流互感器的选择母线保护255.3电压互感器的选择315.4导体的选择和校验自动
2、装置335.5互感器在主接线中的配置38第六章 高压配电系统及配电装置的设计356.1 配电装置的要求356.2 配电装置的分类366.3 配电装置的应用366.4 屋内配电装置布置原则386.5 本设计中配电装置的确定40第七章防雷和接地设计417.1防雷设计467.2接地设计46第八章继电保护配置478.1变压器的保护配置478.2母线的保护配置47第九章设计总结49第十章致谢49第十一章参考文献51一引言 电力是以电能作为动力的能源。发明于19世纪70年代，电力的发明和应用掀起了第二次工业化高潮。成为人类历史18世纪以来，世界发生的三次科技革命之一，从此科技改变了人们的生活。20世纪出现
3、的大规模电力系统是人类工程科学史上最重要的成就之一，是电力发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电力生产与消费系统。它将自然界的一次能源通过发电动力装置转换成电力，再经输电、变电和配电将电力供应到各用户。1.1 原始资料简要分析1.建设规模：该变电所电压等级为35/10KV 10KV进出线8回根据建厂规模，对本变电站的电气主接线进行设计确定出23种方案，进行技术和经济比较，确定出最优方案。2.该地区的负荷情况： 10KV恻的出现容量为6400 kw,每条容量为800kw3.系统短路容量为无穷大根据以上两系统的短路容量，可计算两系统的综合电抗标幺值。进而进行短路电流的计算。收集国内外电气设备的
4、现状和发展趋势，了解设备和导体选择的条件，对本变电站进行电气设备和导体的选择。4.本设计中各级电压侧年最大负荷利用小时数为： 10KV侧 Tmax=4000小时/年根据以上最大负荷小时数，可查表得出导体经济电流密度，进而按照经济电流密度进行母线截面的选择。5.所址概括：该变电所地势交平，交通便利，环境无污染，位于市郊区荒土地。根据以上所址概述，可了解到该设计中变电所的周边环境情况，可推测该所地处平原地区，占地面积大，由此根据变电所配电系统和配电装置的设计原则，对本变电所进行高压配电系统及配电装置设计，接近负荷中心，则要求供电的可靠性，调度的灵活性更高。二 电气主接线的设计发电厂和变电站的电气主
5、接线是指由发电机，变压器，断路器，隔离开关，互感器，母线和电缆等电气设备，按一定顺序连接的，用以表示生产，汇集和分配电能的电路。电气主接线又城为一次接线或电气主系统，代表了发电厂和变电所电气部分的主体结构，直接影响着配电装置的布置，继电保护配置，自动装置和控制方式的选择，对运行的可靠性，灵活性和经济性起决定性的作用。2.1 电气主接线设计概述2.1. 1 对电气主接线的基本要求电气主接线应根据系统和用户的要求，保证供电的可靠性和电能质量，对类负荷单个电源供电即可。对类负荷和类负荷占大多数的用户应由两个独立电源供电，其中任一电源必须在另一个电源不能供电时，能保证向重要负荷供电。电压和频率是电能质
6、量的基本指标，在确定电气主接线时应保证电能质量在允许的变动范围之内。电气主接线应具有一定的灵活性和方便性，一适应电气装置的各种运行状态。不仅要求在正常运行时能安全可靠地供电，而且在系统故障或设备检修及故障时，也能适应调度的要求，并能灵活，简便，迅速地倒换运行方式，使停电时间最短，影响范围最小。电气主接线应在满足上述要求的前提下，尽可能经济。应尽量减少设备投资费用和运行费用并尽量减少占地面积，同时注意搬迁费用，安装费用和外汇费用。具有发展和扩建的可能性。电气主接线在设计时应尽量留有发展余地，不仅要考虑最终接线的实现，同时还要兼顾到从初期接线过度到最终接线的可能和分阶段施工的可行方案，是其尽可能的
7、不影响连续供电或在停电时间最短的情况下完成过度的实施。2.1. 2 变电所电气主接线的设计原则变电所主接线的设计必须满足上述四个基本要求，以设计任务书为依据，一国家经济建设方针，政策及有关技术规范为准则，结合工程具体特点，准确的掌握基础资料，做到及要技术先进又要经济使用。在工程设计中，经上级主管部门批准的设计任务书或委托书是必不可少的。它将根据国家经济发展及电力负荷增长率的规划，给出所设计的变电所的容量，电压等级，出线回路数。主要是负荷要求，电流系统参数和对变电所的而具体要求，以及设计的内容和范围，这些原始资料是设计的依据，必须进行详细的分析和研究，从而可以初步拟定一些主接线方案，国家方针政策
8、，技术规范和标准是根据国家实际状况，结合电流工业的技术特点而制定的准则，设计时必须严格遵循。结合对主接线的基本要求，设计的主接线应供电可靠，灵活，经济，留有扩建和发展的余地。设计时，在进行论证分析阶段，更应该辩证的同意供电可靠性与经济性的关系，以使设计的主接线具有先进性和可靠性。在满足运行要求使，变压器高压侧应尽量采用断路器较少的或不用断路器的接线。旁路设施可按主接线基本形式中所述的情况设置。2.1. 3 电气主接线的设计步骤电气主接线的设计伴随着发电厂或变电所的整体设计，即按照工程基本建设程序，经历可行性研究阶段，技术设计阶段和施工设计等四个阶段，在各阶段中随要求，任务的不同，其深度，广度也
9、有所差异，但总的设计思路，方法和步骤相同。对变电站进行综合分析： 变电所的情况，包括变电所的类型，在电力系统中的地位和作用，近期及远景规划容量，近期和远景与电力系统的连接方式和各级电压中性点接地方式，最大负荷利用小时数及可能运行的方式等。 负荷情况，包括负荷的性质及地理位置、输电电压等级、出线回数及输送容量等。电力负荷的原始资料室设计主接线的基础数据，应在电力负荷预测的基础上确定，其准确性直接影响主接线的设计质量。 环境条件，包括当地的气温，湿度，风向，水文，递质，海拔高度及地震等因素，这些对主接线中电器的选择和配电装置的实施均有影响，必须予以重视；此外对重型设备的运输，也应充分考虑。 设备情
10、况，为使所设计的主接线可行，必须对各主要电器的性能，制造能力，供货情况和价格等资料汇集并进行分析比较，保证设计具有先进性和可行性。确定变压器的容量和台数 变电所主变压器的容量，一般应按510年规划负荷来选择，根据城市规划，负荷性质、电网结构等综合考虑确定，对重要变电所，应考虑当一台变压器停运时；其余变压器容量在记及过负荷能力允许时间内，应满足类及类负荷的供电；对一般性变电所，当1台主变压器停运时，其余变压器容量应能满足全部负荷的70%至80%。 变电所主变的台数，对于枢纽变电所在中，低压测以形成环网的情况下，以设置2台主变压器为宜；对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，可设3台主变压器
11、，以提高供电可靠性。 主接线方案的拟定与选择 根据设计任务书的要求，在变电站资料分析的基础上，根据对电源和出线回数，电压等级，变压器台数，容量以及母线结构等，可拟定出若干个主接线方案，依据对主接线的基本要求，从技术上论证并淘汰一些明显不合理的方案，最终保留23各技术相当，又都能满足任务要求的方案，在进行经济比较，对于在系统中占有重要地位的大容量变电所的主接线，还应进行可靠性定量分析计算比较，最终确定在技术上合理，经济上可行的最终方案。 所用电源的引线，确定所用电源的引线方式。 短路电流计算和主要电气选择，对所选的电气主接线进行短路电流计算，并选择合理的电气设备。 绘制电气主接线图，对最终确定的
12、主接线，按工程要求绘制工程图。2.2 主接线的基本接线形式及其特点电气主接线的型式是多种多样的，按有无母线可分为有母线型的主接线和无母线型的主接线两大类。2.2. 1 有母线型的电气主接线1、单母线接线及单母线分段接线（1）单母线接线单母线接线供电电源在变电站是变压器或高压进线回路。母线既可保证电源并列工作，又能使任一条出线都可以从任一个电源获得电能。各出线回路输入功率不一定相等，应尽可能使负荷均衡地分配在各出线上，以减少功率在母线上的传输。单母接线的优点：接线简单清晰、设备少、操作方便、经济性好，并且母线便于向两端延伸，扩建方便和采用成套配电装置。缺点：可靠性差。母线或母线隔离开关检修或故障
13、时，所有回路都要停止工作，也就成了全厂或全站长期停电。调度不方便，电源只能并列运行，不能分列运行，并且线路侧发生短路时，有较大的短路电流。适用范围：一般只适用于一台发电机或一台主变压器的以下三种情况： 610kV配电装置的出线回路数不超过5回； 3563kV配电装置的出线回路数不超过3回； 110220kV配电装置的出线回路数不超过两回。（2）单母分段接线单母线用分段断路器进行分段，可以提高供电可靠性和灵活性；对重要用户可以从不同段引出两回馈电线路，由两个电源供电；当一段母线发生故障，分段断路器自动将用户停电；两段母线同时故障的几率甚小，可以不予考虑。在可靠性要求不高时，亦可用隔离开关分段，任一母线故障时，将造成两段母线同时停电，在判别故障后
