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1、35kV 变电站设计原始数据本次设计的变电站为一座 35kV降压变电站，以 10kV给各农网供电， 距离本 变电站 15km和 10km处各有一个系统变电所，由这两个变电所用 35kV 双回架空 线路向待设计的变电站供电， 在最大运行方式下， 待设计的变电站高压母线上的 短路功率为 1500MVA。本变电站有 8 回 10kV架空出线， 每回架空线路的最大输送功率为 1800kVA； 其中#1出线和#2 出线为类负荷，其余为类负荷及类负荷， Tmax=4000h,cos =0.85 。环境条件：年最高温度 42；年最低温度 -5 ；年平均气温 25；海拔高 度 150m；土质为粘土；雷暴日数为
2、 30日/ 年。35KV变电站设计、变电站负荷的计算及无功功率的补偿1. 负荷计算的意义和目的所谓负荷计算， 其实就是计算在正常时通过设备和导线的最大电流， 有了 这个才可以知道选择多大截面的导线、 设备。 负荷计算是首要考虑的。 要考虑很 多因素才能计算出较为准确的数值。 如果计算结果偏大， 就会将大量的有色金属 浪费，增加制作的成本。如果计算结果偏小， 就会使导线和设备运行的时候过载， 影响设备的寿命，耗电也增大，会直接影响供电系统的稳定运行。2. 无功补偿的计算、设备选择2.1 无功补偿的意义和计算 电磁感应引用在许多的用电设备中。在能量转换的过程中产生交变磁场， 每个周期内释放、 吸收
3、的功率相等， 这就是无功功率。 在电力系统中无功功率和 有功功率都要平衡。有功功率、无功功率、视在功率之间相互关联。S P2 Q2S视在功率， kVAP有功功率， kWQ无功功率， kvar由上述可知，有功功率稳定的情况下，功率因数 cos越小则需要的无功功 率越大。如果无功功率不通过电容器提供则必须从该传输系统提供， 以满足电力 线和变压器的容量需要增加的电力需求。 这不仅增加了投资的供给， 降低了设备 的利用率也将增加线路损耗。 为此对电力的国家规定： 无功功率平衡要到位， 用 户应该提高用电功率因数的自然， 设计和安装无功补偿设备， 及时投入与它的负 载和电压的基础上变更或切断， 避免无
4、功倒送回来。 还为用户提供了功率因数应 符合相应的标准， 不然，电力部门可能会拒绝提供电力。 所以无功功率要提高功 率因素，在节约能源和提高质量具有非常重要的意义。 无功补偿指的是： 设备具 有容性负载功率和情感力量负荷， 并加入在同一电路， 能量的两个负载之间的相 互交换。无功补偿装置被广泛采用在并联电容器中。 这种方法容易安装并且施工周期 短，成本低易操作维护。2.2 提高功率因数PS1S2Q1Q212补偿后的功率因数角2.3 降低输电线路及变压器的损耗P2P 3 2 2 (KW) 功率损耗 P：U (COS )P有功功率， kWU额定电压， kVR线路总电阻， 由此可见，当功率因数 co
5、s2.4 电压损失 U：U 3P.R Q.XL (KV)UP有功功率， KW； Q无功功率， Kvar ；U额定电压， KV； R线路总电阻， XL线路感抗， 。 当线路中的无功功率 Q减小则电压损失 U减小。2.5 提高设备出力有功功率 PScos，供电设备的视在功率 S 不变，功率因数 cos升高， 则设备的有功功率 P 增加到 P+P。无功功率补偿装置容量 :QC=P3(tan -tan ) 补偿后总的视在负荷： S30= P302+(Q30-QC)20.5变压器有功损耗 :PT=Pk2+P0式中 : P0变压器的空载损耗 ; Pk变压器的短路损耗 ;变压器的负荷率 , = S30 /
6、SN,变压器高压侧有功功率：P=P30+PT变压器高压侧无功功率：Q=Q30+ QT补偿后的有功功率：S= P2+Q20.51.4 在本设计中的负荷计算1.4.1 所要补偿的容量按要求需要 8 回 10kV 架空线，每回架空线的最大输送功率为 1800KVA ， 则总的负荷为 8*1800=14400KVA,设同时率 Kd=0.9，补偿的变压器前的总容量为 14400*0.9=12960KVA。由于变电站的高压侧以大的功率因数 cos 0.9，考虑到 该变压器的无功功率损耗的有功损耗通常是 4 倍。所以变压器后的低压侧功率因 数补偿应大于 0.9，0.95这里更高。为从0.85低侧功率因数 c
7、os提高到 0.95时， 低压侧可以用下式来计算需要被安装并联电容器的容量：QC=P3(tan -tan )=144000.85 tan(arccos0.85) tan(arccos0.95)=144000.85 0.620.32=3572KVA2 组 1800KVA 并联电容器进行无功补偿：21800=3600KVA 无功补偿后变压器的容量为：S30= P302+(Q30-QC)20.5= 122402 (7586 3600)2 122402 39862 12872任何一台变压器单独运行时， 应满足所有一级负荷， 二级负荷的需要。 要 在总的容量的 70%80%。即12872乘以0.7等于
8、9010KVA。由上可得，要设计的变电站要选择的主变压器为 2 台，容量为 10000KVA。 本次设计选择的型号为 SFL-1000035。因为年平均气温为 25 度，需要修正：St=1-(25-20)100Snt=9500KVA9500KVA 大于 9010KVA ,所有选择的变压器能满足要求。假设一级负荷， 二级负荷为 6000KVA，即 St 为 9500KVA 大于 6000KVA ，所以也能满足要求。1.4.2 计算各出线回路的电流在变电站低压侧有 8 回 10KV 架空出线，每回架空线的最大输送功率为 2000KVA，即每一回的计算电流为：I=S1.732U=20001.732
9、10.5=35A选择 LGJ-35 型架空导线。在这个设计中，变电站和 67.8 公里之间的距 离有一个系统的变电站， 其是由两个变电站供电到变电站进行设计， 因为这两个 互为备份的电源，所以，当一个系统的变电站，当电源变电站，该变电站到另一 个系统处于待机状态。该变电站的计算电流偏高：有功功率损耗： 0.015S 等于 128720.015=194KW无功功率损耗： 0.06S 等于 128720.06=772Kvar则无功补偿后高压侧的负荷为 12240+194 的和的平方再加上 3986+772 的 和的平方然后在开方，等于 13313KVA 。则两台变压器的结果为： I=S1.732
10、U=133131.732 37=207A 导线我选择 LGJ-70，他的屋外载流量为 275A。二、主接线方案2.1 变电所主接线的定义及组成主接线指的是接受和分配电能的路线。 在供应和分配系统， 电气设备需要 在这些变电站按一定的要求连接来完成功率分配， 以满足运行安全性， 可靠性和 经济性。电气设备，以满足这些函数称为主接线接线图的变电站。变电站通常包含电源变压器， 接通和断开电路的开关器件 （断路器， 负荷 开关，隔离开关等），或者为了防止过电压限制电流的设备，所述第一和接触器 的辅助系统，总线，电缆，绝缘子等之间。与相应的接线，电气设备称为它承受 的电能的生产和分配的直接函数的装置。在
11、运营安全和监管要求下， 变电站也需要有一个设备进行监测， 控制和保 护的辅助设备， 如以实现测量主接线的过电流保护装置和监控主接线设备， 仪器 仪表上的主接线开关操作需要直流和交流电源， 控制和信号设备， 电缆等。 这些 设备被称为二次设备。2.1.1 变电所在系统中的作用电力系统枢纽变电站， 汇聚了一批大型电力系统的交流电源， 高电压， 大 容量，占有重要地位 ;重要的区域变电站， 一般具有较高的电压 （220KV及以上）， 在一些一般的配电变电站中锋位置也比较重要 ; 终端变电所和分支变电站，电压 35KV大多数这些，例如变电站和更直接的权力给用户，没有任务的电力交换。2.1.3 系统专业
12、对电气主接线提供的具体资料1. 出线的电压等级、 回路数、出线方向、 每回路输送容量和导线截面等。2. 主变压器的台数、 容量和形式；变压器的主要参数及各种运行方式下通 过变压器的功率潮流。3. 无功补偿方式、形式、数量、容量和运行方式的要求。4. 系统的短路容量和换算的电抗值。5. 系统内过电压数值及限制内过电压措施。6. 可靠性的特殊要求。2.2 主接线选择的基本要求1. 可靠性 设备的稳定程度直接影响主接线的稳定性。2. 灵活性 主接线应该在检修时保证稳定的供电。3. 经济性稳定性和安全性都可靠的情况下。 尽量节约资源、 金钱，占地面积尽量减 少。2.3 本变电所主接线的设计变电站 35
13、kV 降压变电站，主要是电压的电力系统发送从 35kV 变电站的 10kV 农村电网使用。根据以上的变电站提供了依据和基本要求，变电站主变压 器出线2回，两回线路，连接类型是一个单一的线， gbc-35型手车式开关柜。 10kV 侧出线 8回，主变压器的线连接类型是一个单一的断线，每段配有一组并联电容 器，每个容量 1800kvar 。主接线的主接线图。35KV 侧两回线路，是由两个不同的系统对电力变电站。两个电路互为备 用，当电路出现故障时，另一回路供电。对 10kV 侧采用单母线，断式，当主变 压器各侧的故障， 主变压器中打开断路器， 然后通过接触断路器， 在变压器负载 运行驱动至少 70
14、%。使变电站的负荷，两级负荷供电可靠性的改进。第三章： 一次设备的选择与检验3.1 短路计算的概念3.2 本设计短路计算1000MVA在最大运行方式时，变电站高压侧母线上的短路功率为 设 Sd=100MV，A Ud1=37KV， Ud2=10.5KV，X=0.4 欧/Km。3.2.1 当由 6Km处的变电所向本变电站供电时Xs=Sd/Sk=100/1000=0.1取 Uj1=37KV 则 Ij1= 100 KA=1.561KA3 37取 Uj2=10KV 则 Ij2= 100 KA=5.77KA3 10X L1*X1L1 Sj21 1 U120.4 6 1002 0.175372Xb1*UK%
15、100SNT7.5 100 0.75100 10MVA当在高压侧短路时，X1* X S1XL10.1 0.175 0.275I1Id1 I1* I j1 3.636 1.561 5.67KAI sh1 1.51I d1 1.51 5.67 8.56KAish 2.55I d1 2.55 5.67 14.46KAS1 I 1 Sj 3.636 100 363.64MVA 当在低压侧短路时：X* X 0.1 0.175 0.5 0.75 0.65 11I 2*1.542 X * 0.65Id2 I2 I2 * Ij2 1.54 5.77 8.46KAI sh2 1.51I d2 1.51 8.46 12.77KAish 2.55I d2 2.55 8.46 21.57KAS2 I 2 * Sj 1.54 100 154MVA3.2.2 当由
