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1、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。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。本次设计建设一座35KV降压变电站，首先，根据主接线的经济可靠、运行灵活的要求选择各个电压等级的接线方式，在技术方面和经济方面进行比较，选取灵活的最优接线方式。其次进行短路电流计算，根据各短路点计算出各点短路稳态电流和短路冲击电流，从三相短路计算中得到当短路发生在各电压等级的工作母线时，其短路稳态
2、电流和冲击电流的值。最后，根据各电压等级的额定电压和最大持续工作电流进行设备选择，然后进行校验并对二次改造部分进行概预算编制。关键词：变电站 变压器 雷击防护 目 录1 绪论11.1我国的电力及变电站发展概述11.2变电站情况简介11.2.1变电站建设的必要性11.2.2 变电站原始资料及其分析11.3本设计的目的和意义32 负荷计算与变压器选择42.1负荷计算的必要性42.2负荷计算方法42.2.1需用系数法42.3主变压器的选择82.4功率因数补偿与电容器柜选择92.4.1考虑功率因数的必要性92.4.2功率因数定义93 电气主接线方案的确定133.1电气主接线方案确定的必要性133.2电
3、气主接线方案设计的基本要求及原则133.2.1设计的基本要求133.2.2设计主接线的原则133.2.3方案的比较144 短路电流计算174.1 计算短路电流的必要性174.2 短路电流计算方法174.2.1 有名制法174.2.2 标么制法184.2各主要元件的标幺值计算194.2.1 三相短路204.2.2 两相短路225 变电站电气设备选择245.1 高压电气设备选择的目的及原则245.1.1电气设备选择的目的245.1.2电气设备选择的一般原则245.2 35kV电气设备选择265.3 10kV电气设备选择305.4 35kV输电线及母线的选择345.4.1 35kV输电线选择345.
4、4.2 35kV母线选择355.5 10kV母线的选择366 变电站的防雷与接地设计386.1直击雷的过电压保护386.2 雷电侵入波的过电压保护386.3 避雷器的配置396.4 避雷线的配置39参 考 文 献40致 谢41附录421 绪论1.1我国的电力及变电站发展概述 电力是国民经济发展的动力，国民经济的持续、快速、稳定发展需要有足够的电力能源作保障。进入新世纪以来，我国经济进入新的高速增长时期，电力工业的发展面临着空前的机遇。随着电力体制改革的不断深化和多元投资主体的形成，从今年到2012年，每年投产装机容量都将达到5000万千瓦左右，继今年全国发电装机容量突破4亿千瓦和水电装机容量1
5、亿千瓦之后，电力工业将很快实现新的跨越，预计到2015年全国发电装机将达到6.5亿千瓦，到2020年达到9.5亿到10亿千瓦。因而，越来越多变电站的新建及运行就迫在眉睫。变电站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。这就要求变电站的一次部分经济合理，二次部分安全可靠，只有这样变电所才能正常的运行工作，为国民经济服务。1.2变电站情况简介1.2.1变电站建设的必要性随着国民经济的持续发展，近些年来焦作市区的经济情况也得到了极大地提高，这当然得益于很多企业的蓬勃发展。能源是国家前进的灵魂与动力，其中电能又是企业与人们生活中不可或缺的一种能源，经济与人们物质生活水平的提高使得对电能的
6、需要达到了前所未有的高度，这样以来为了保证各大企业的及家庭生活的可靠，安全用电，地区近年来新建成了很多变电站，而地区岁一所新型35kV变电站的需要也是刻不容缓。1.2.2 变电站原始资料及其分析表1-1 全所负荷统计表设备名 称负荷等级电压kV线路类型电机型式最大单机容量kW工 作设 备台 数工作设备总容 量kW需 用系 数功 率因 数cos离变电所的距离km1234567891011210CX1258810000.700.780.52210CY100788000.720.800.33110CY15510813000.800.820.44310KX55968300.720.750.85210C
7、X40927800.850.85所内6210KX5515816000.750.851.07210KX75657500.820.851.28310CX40403500.780.820.49310KX30343200.750.840.6510310KX30353250.800.811.311310KX40423800.780.800.912310KX30322900.800.831.8注1：线路类型：C电缆线路；K架空线注2：最大容量电机型式：Y绕线异步；X鼠笼异步；T同步35kV变电所是一城区变电所，主要针对城区南部的供电而设计，电所的进线是双回路35kV架空电源线。变电所所在地土质为黑土，风向
8、为西北风，最大风级8级，冻土厚度0.35m。最热月室外最高气温月平均：最热月室内最高气温月平均：。最热月土壤最高气温月平均：1.3本设计的目的和意义本次设计是在掌握变电站生产过程的基础上完成的。通过它我不仅复习巩固了专业课程的有关内容，而且拓宽了知识面，增强了工程观念，培养了变电站设计的能力。同时对能源、发电、变电和输电的电气部分有个详细的概念，能熟练的运用有些知识，如短路计算的基本理论和方法、主接线的设计、导体电气设备的选择以及变压器的运行等。2 负荷计算与变压器选择2.1负荷计算的必要性为一个企业或用户供电，首先要解决的是企业要用多少度电，或选用多大容量变压器等问题，这就需要进行负荷的统计
9、和计算，为正确地选择变压器容量与无功补偿装置，选择电气设备与导线、以及继电器保护的整定等提供技术参数。2.2负荷计算方法供电设计常采用的电力负荷计算方法有需用系数法、二项系数法、利用系数法和单位产品电耗法等。需用系数法计算简便，对于任何性质的企业负荷均适用，且计算结果基本上符合实际，尤其对各用电设备容量相差较小且用电设备数量较多的用电设备组，因此，这种计算方法采用最广泛。二项系数法主要适用于各用电设备容量相差大的场合，如机械加工企业，煤矿井下综合机械化采煤工作面等。利用系数法以平均负荷作为计算的依据，利用概率论分析出最大负荷与平均负荷的关系，这种计算方法目前积累的实用数据不多，且计算步骤较为繁
10、琐，故工程应用较少。单位产品电耗法常用于方案设计。鉴于以上几种方法的介绍，本次设计采用需用系数法。2.2.1需用系数法对于用电户或一组用电设备，当在大负荷运行时，所安装的所有用电设备（不包括备用）不可能全部同时运行，也不可能全部以额定负荷运行，再加之线路在输送电力时必有一定的损耗，而用电设备本身也有损耗，故不能将所有设备的额定容量简单相加来作为用电户或设备组的最大负荷，必须要对相加所得到的总额定容量打一定的折扣。所谓需用系数法就是利用需用系数来确定用电户或用电设备组计算负荷的方法。其实质是用一个小于1的需用系数对用电设备组的总额定容量打一定的折扣，使确定的计算负荷Pca比较接近该组设备从电网中
11、取用的最大半小时平均负荷Pmax。其基本计算公式为 需用系数的含义：一个用电设备组的需用系数可表示为 式中Ksi设备同时系数； Klo设备加权平均负荷系数；设备组的各用电设备的加权平均效率；供电线路的平均效率。 下面根据负荷统计表进行负荷计算：（1） （2） （3） （4） （5） （6） （7） （8） （9） （10） （11） （12） 2.3主变压器的选择 计算10kV母线上补偿前的总负荷并初选变压器，因为根据表一中计算所得的负荷可知=6693kW查表得Ksi=0.85，变电站10kV母线补偿前的总负荷为： Pca.10=Ksi=0.856693=5689（kW） Qca.10=Ksi
12、=0.854693=3989 (kvar)Sca= (kVA) 补偿前因数为： cos=0.82根据该变电站供应的用电户等级有较多一、二级用户，则可初选两台主变压器，由于固定费用按最高负荷收费，故可采用两台同时分列运行的方式，当一台因故停运时，另一台亦能保证全部的一、二级负荷的供电，并留有一定的发展余地。变压器容量型号经查表可选为SF7-8000，35/10.5kV,如表2-3所示表2-3 主变压器参数表型 号规 格电压（kV）连 接 组 别阻抗电压高压低压-80003510.5Yd117.5空载电流损 耗（kW）重量（T）外 型 尺 寸0.8空载11.5短路4516.53.42.83.72.
13、4功率因数补偿与电容器柜选择2.4.1考虑功率因数的必要性 功率因数是用电户的一项重要电气指标。提高负荷的功率因数可以使发、变电设备和输电线路的供电能力得到充分的发挥并能降低各级线路和供电变压器的供电损失和电压损失，因而具有重要的意义。目前用户高压配电网主要采用并联电力电容器组来提高负荷功率因数，即所谓集中补偿法，部分用户已采用自动投切电容补偿装置。低压电网，已推广应用功率因数自动补偿装置。对于大中型绕线式异步电动机，利用自励式进相机进行的单机就地补偿来提高功率因数，节电效果显著。2.4.2功率因数定义 在交流电路中，有功功率与视在功率的比值称为功率因数，用cos表示。交流电路中由于存在电感和电容，故建立电感的磁场和电容的电场都需要电源多供给一部分不作机械功的电流，这部分电流叫做无功电流。无功电流的大小与有功负荷即机械负荷无关，相位与
