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1、浙江大学远程教育学院本科生毕业论文（设计）题 目 35kV降压变电所电气部分设计 专 业 电气工程与自动化 学习中心 姓 名 学 号 指导教师 2014年 10月 20 日浙江大学远程教育学院本科生毕业论文（设计）诚信承诺书1.本人郑重地承诺所呈交的毕业论文（设计），是在指导教师的指导下严格按照学校和学院有关规定完成的。2.本人在毕业论文（设计）中引用他人的观点和参考资料均加以注释和说明。3.本人承诺在毕业论文（设计）选题和研究内容过程中没有抄袭他人研究成果和伪造相关数据等行为。4.在毕业论文（设计）中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。 毕业论文（设计）作者： 2014年
2、11月 2 日论文版权使用授权书本论文作者完全了解 浙江大学远程教育学院 有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和电子文档，允许论文被查阅和借阅。本人授权 浙江大学远程教育学院 可以将论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文。毕业论文（设计）作者签名： 2014年11月2日摘要随着人们对供电需求不断提高，供电稳定性、可靠性和可持续发展性变得越发重要。但电网的稳定性、可靠性和可持续发展性由变电所的合理设计和设备配置决定。变电所设计要求变电设备运行安全可靠、操作维护方便、投资经济合理，并且考虑工程5到10年发展规划扩建的可能。变电
3、所的设计须按照用电负荷性质、容量，工程特点和当地供电条件，结合实际合理设计变电所方案，同时也要遵循节约用地的原则。本设计是桥北降压变电所，变电所有两个电压等级，一次侧是35kV，二次侧是10kV。并对变电所内的设备合理选型：如变压器台数及容量的确定、无功补偿装置、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器和继电保护装置等的设备选型和校验，还必须做到运行安全可靠，操作维护方便，投资经济合理，并具有扩建的可能性。关键词 35KV 降压 变电所 设计 目录一、工程概况5（一） 设计原始资料5（二） 负荷计算与无功补偿51 负荷计算52 无功补偿6（三） 变压器数量容量选择71 主变台数的确定72 主变
4、容量的确定7（四） 电气主接线设计71 35KV主接线选择72 10KV母线主接线选择7（五） 短路电流计算91 短路电流的计算9（1） 35kV侧短路电流计算10（2） 10kV侧短路电流计算11二 电气设备的选择12（一） 导体和电气设备选择的一般条件12（二） 断路器、隔离开关的选择121 35kV侧断路器的选择122 35kV隔离开关的选择133 10kV侧断路器的选择134 10kV侧隔离开关的选择13（三） 互感器选择141 电流互感器选择14（1） 电流互感器选择原则14（2） 35kV侧电流互感器的选择14（3） 10kV侧电流互感器选择142 电压互感器的选择15（1） 电压
5、互感器选择的原则15（2） 35kV侧电压互感器的选择15（3） 10kV侧电压互感器15（四） 所用变压器的选择15（五） 母线的校验16（1） 35kV母线的校验16（2） 10kV母线的校验17（七） 10KV高压开关柜的选择18（八） 继电保护的配置191 电力变压器保护19（1） 差动保护19（2） 瓦斯保护20（3） 过电流保护202 继电保护系统图21三 变电所的防雷保护22（一） 变电所防雷概述22（二） 避雷针的选择22（三） 避雷器的选择22（1） 35kV侧避雷器的选择22（2） 10kV避雷器的选择23一、工程概况（一） 设计原始资料桥北地区位于城市郊外，近年来，随着周
6、边中小企业的发展及近年来农业、学校及家庭用电量的不断提高，为满足民众住房需求和生活用电，工业、农业等生产用电需求，加快电力生产，对本地区进行配电设计势在必行。根据统计待建桥北变电所的基本资料如下：1、 用电负荷10kV侧统计如表1-1：表1-1 10kV侧用电负荷统计序号负荷名称(KW)负荷等级1化肥厂1200二级2家禽养殖厂2000二级3奶牛厂1200二级4农产品加工厂1500二级5剧场1500二级6医院500二级7学校200二级2、待建变电所基本信息：（1）设计变电所在城市郊外，主要向桥北变电所附近农村及工厂供电。（2）变电所电压高压侧是35kV，低压侧是10kV。（3）变电所的自用电源，
7、由单回35kV线路侧送到本变电所；在低压侧10kV母线送出七回线路，备用二回线路，在本所35kV母线有二回进线线路。该变电所的所址在公路旁边，地势平坦，交通方便。（4）经查资料当地用户用负荷容量远小于电力系统的容量，故当地供电电源等效于无限大容量供电系统电源。电源Sk100MVA,X*；35KV双路进线X0=/km，=2 ，L=25km，s=502（二） 负荷计算与无功补偿1 负荷计算（1） 10kV侧负荷如下表1-2表1-2用户用电负荷序号负荷名称(KW)(KVar)*1化肥厂12002家禽养殖厂200012403奶牛厂12007444农产品加工厂15009305剧场15009306医院50
8、03757学校200150=（KW）（KVar）=（KVA）= 根据用电负荷同时率，即由于母线上各路出线不可能满负荷使用，就是参差系数KP（1）考虑当地用电条件，同时率取。10kV侧最大负荷应为：(KVA)（2） 35kV侧：(KVA)2 无功补偿功率因数过低对供电系统是很不利的，它使供电设备（如变压器、输电线路等）电能损耗增加，供电电网的电压损失加大，同时降低了供电设备的供电能力。因此提高功率因数对节约电能，提高经济效益具有重要的意义。本地用电奶牛厂与家禽养殖厂有大量风机，和一些农电灌溉大量异步电机等感性设备，造成低功率因数=，达不到供电部门的一般要求（35KV侧要达到=，10KV侧要达到=
9、）。故要采用无功功率设备予以补偿。无功补偿通常采用静电电力电容器补偿即增加电力电容装置以超前的容性分量抵消系统负载滞后的感性分量。变电所内一般采用集中补偿，在变压器出线端母线上增设电力电容装置，取补偿后的功率因数=。根据补偿电力电容器的计算公式可得10kV侧无功补偿容量为 （）=（KVA）（三） 变压器数量容量选择 1 主变台数的确定根据供配电设计规范中“在有一、二级负荷的变电所宜装设两台及以上主变压器。在主变压器低压侧电力网取得足够容量的备用电源时，可装设一台主变压器。”本设计为35kV降压变电所，低压10kV侧为负荷，无备用电源，故考虑安装两台主变压器。2 主变容量的确定根据电力工程电气设
10、备手册说明，装设两台及以上变压器的变电所，任意一台变压器单独运行时，都应能满足一、二级负荷供电需求并不小于60的全部负荷。故本设计满足两个条件：1、两台变压器总容量2、本次设计按建成5年内规划，预计年负荷增长率为3%，则 =(KVA)式中t为规划年限，m为年负荷增长率 (KVA)选择两台等容量变压器，每台容量为6300KVA。故选用两台S11-6300油浸式三相双绕组变压器。（四） 电气主接线设计电气主接线是变电所电气设计的重要环节，也是电力系统的重要组成部分。主接线方案应根据变电所在当地电力网作用、用电回数、用电负荷性质等条件来确定。确保线路运行安全可靠，操作维护方便，投资经济合理，并具有扩
11、建的可能性。1 35KV主接线选择从原始资料可知，35kV侧进线有二回，分布简单。可采用双母线，单母线、单母线分段等接线方式。双母线投资大、占地大，故不考虑；单母线投资小，但运行可靠性低，母线故障或检修时，整个线路需停电，灵活性差，而单母线分段检修时则不需全部停电，供电可靠性较高，操作也灵活，且有扩展的可能性。故本变电所35kV母线侧采用单母线分段接线。2 10KV母线主接线选择10kV侧通常采用单母线分段接线，单母线分段自动切换系统的可靠性和灵活性比单母线好，基本可以满足二级负荷用户要求。因此，10kV母线侧采用单母线分段接线。接线简图如图1-1所示图1-1电气主接线简图（五） 短路电流计算
12、1 短路电流的计算为保证设备选型及校验，需计算关键点的三相短路电流，取最严重的三相短路情35kV侧的母线(k-1点)和10kV侧的母线(k-2点)，如图1-2所示分别进行短路计算。图1-2母线短路点当地用户用负荷容量远小于电力系统的容量，故当地供电电源等效于无限大容量供电系统电源。电源Sk100MVA,X*,35KV双路进线X0=/km，L=25km；经查资料S11-6300参数基准电流对于35kV侧点，,对于10kV侧点，,电源阻抗标幺值：架空线导线阻抗标幺值：变压器阻抗标幺值：（1） 35kV侧短路电流计算等效电路图如下图1-3所示：图1-3 35kV母线短路等效电路阻抗标幺示意图如图1-
13、4所示：图1-4 35kV母线短路阻抗标幺示意图35kV侧点短路总阻抗标幺值：点短路电流周期分量：点短路冲击电流： 点短路容量： （2） 10kV侧短路电流计算线路等效图如图1-5所示：图1-5 10kV母线短路等效电路阻抗标幺示意图如图1-6所示：图1-6 10kV母线短路阻抗标幺示意图10kV侧点短路总阻抗标幺值：点短路电流周期分量：点短路冲击电流： 点短路容量： 二 电气设备的选择（一） 导体和电气设备选择的一般条件电力系统中的各种电气设备，功能尽管不同，但同在供电系统中工作，选择的基本要求是相同的。设备正常运行时，必须保证工作安全可靠、运行维护方便，投资经济合理。在短路时，能满足动稳定和热稳定要求。根据规定，电气设备选择的原则：正常运行情况下选择，短路情况下校验。（二） 断路器、隔离开关的选择1 35kV侧断路器的选择流经35kV侧断路器和隔离开关的长期最大工作电流： = 额定电压： 额定电流： 开断电流： SF6断路器比其他断路器有电气性能好、检修周期长等优点。故35kV侧采用LN235型户内高压SF
