35KV電氣主接線設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、電氣裝備課程設(shè)計(jì)說明書（35kv電氣主接線設(shè)計(jì)）院（系）名稱工學(xué)院機(jī)械系專業(yè)名稱電氣工程及其自動(dòng)化學(xué)生姓名指導(dǎo)教師 2012年 6 月 20 日摘 要隨著工業(yè)時(shí)代的不斷發(fā)展，人們對(duì)電力供應(yīng)的要求越來越高，特別是供電的穩(wěn)固性、可靠性和持續(xù)性。然而電網(wǎng)的穩(wěn)固性、可靠性和持續(xù)性往往取決于變電站的設(shè)計(jì)和配置。一個(gè)典型的變電站的主接線要求變電設(shè)備運(yùn)行可靠、操作靈活、經(jīng)濟(jì)合理、擴(kuò)建方便。出于這幾方面的考慮，本論文設(shè)計(jì)了一個(gè)降壓變電站。本次設(shè)計(jì)根據(jù)某氧化鋁公司的電力負(fù)荷資料，作出了該公司35kv、10kv變電所的初步設(shè)計(jì)，工廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)是根據(jù)各個(gè)車間的負(fù)荷數(shù)量和性質(zhì)，生產(chǎn)工藝對(duì)負(fù)荷的要求以及

2、負(fù)荷布局，結(jié)合國(guó)家供電情況，解決對(duì)各部門的安全可靠，經(jīng)濟(jì)技術(shù)的分配電能力問題，論文主要對(duì)變電站進(jìn)行了主接線設(shè)計(jì)、負(fù)荷計(jì)算、短路電流的計(jì)算和高壓電氣設(shè)備的選擇。本設(shè)計(jì)以實(shí)際負(fù)荷為依據(jù)，以變電所的最佳運(yùn)行為基礎(chǔ)，按照有關(guān)規(guī)定和規(guī)范，作出了滿足該區(qū)供電要求的35kv變電所初步設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中首先對(duì)負(fù)荷進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)與計(jì)算，選出了所需的主變型號(hào)，然后根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)及對(duì)供電可靠性要求擬定主接線設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中還進(jìn)行了短路計(jì)算和對(duì)主要高壓電器設(shè)備進(jìn)行了選擇與計(jì)算，如斷路器、隔離開關(guān)、電壓互感器、電流互感器等。關(guān)鍵詞：35kv 變電站 總體設(shè)計(jì)目 錄摘 要目 錄前 言.- 1 -1 變電站站址的選擇原則和作用- 2 -1

3、.1 變電站的選擇原則- 2 -1.2 電力系統(tǒng)供電要求- 2 -1.3 電力系統(tǒng)的額定電壓- 3 -2 主接線設(shè)計(jì)- 3 -2.1 對(duì)電氣主接線的基本要求-3 -2.2 所要選擇的主接線形式- 4 -2.2.1 35kv、10kv接線形式的選擇- 4 -3 負(fù)荷計(jì)算- 9 -3.1 計(jì)算負(fù)荷- 10 -3.1.1 對(duì)于35kv段負(fù)荷的計(jì)算- 11 -3.1.2 對(duì)于10kv段負(fù)荷的計(jì)算- 11 -4 短路電流的計(jì)算- 10 -4.1 計(jì)算短路電流的意義- 10 -4.2 本次設(shè)計(jì)中短路電流的計(jì)算- 11 -4.2.1 各回路電抗的計(jì)算- 11 -4.2.2 計(jì)算各短路點(diǎn)的短路電流- 12 -

4、5 變電站主變壓器的選擇- 14 -5.1 繞組數(shù)量和連接方式的確定- 14 -5.2 主變阻抗及調(diào)壓方式選擇- 14 -5.2.1 主變阻抗的選擇- 14 -5.2.2 調(diào)壓方式的選擇- 14 -5.3 變壓器中性點(diǎn)接地方式和中性點(diǎn)設(shè)計(jì)- 15 -5.4 主變?nèi)萘窟x擇原則- 15 -6 高壓電器設(shè)備的選擇- 16 -6.1 各電壓等級(jí)側(cè)斷路器的選擇- 16 -6.1.1 35kv側(cè)斷路器的選擇- 16 -6.1.2 10kv側(cè)斷路器的選擇- 17 -6.2 隔離開關(guān)的選擇- 17 -6.2.1 隔離開關(guān)的作用- 18 -6.2.2 35kv側(cè)隔離開關(guān)的選擇- 18 -6.2.3 10kv側(cè)隔

5、離開關(guān)的選擇- 19 -6.3 電壓互感器和電流互感器的選擇- 19 -6.3.1 電壓互感器的選擇- 20 -6.3.2 電流互感器的選擇- 20 -6.4 電抗器的選擇- 21 -6.5 高壓熔斷器的選擇- 21 -7 配電裝置的平面設(shè)計(jì)- 21 -結(jié)論- 23 -參考文獻(xiàn)- 24 -附錄- 25 -附錄a- 25 -附錄b- 28 - 30 -前 言變電站是電力網(wǎng)中線路的連接點(diǎn)，作用是變換電壓、交換功率和匯集、分配電能，它直接影響影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。變電站中的電氣部分通常被分為一次部分和二次部分。電能生產(chǎn)的特點(diǎn)是發(fā)電、變電、輸電和用電是在同一時(shí)刻完成的，具有同時(shí)性。35kv

6、降壓變電站作為供用網(wǎng)絡(luò)中重要的變電一環(huán)，它設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到一個(gè)企業(yè)的用電可靠性和經(jīng)濟(jì)性。本次設(shè)計(jì)是在學(xué)習(xí)了相關(guān)專業(yè)課程（如發(fā)電廠電氣部分、電力系統(tǒng)分析、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理等），且對(duì)各類變電站了解后設(shè)計(jì)的。本次設(shè)計(jì)為我們走上工作崗位前對(duì)工程設(shè)計(jì)有細(xì)致的了解，并為掌握一定的工程設(shè)計(jì)方法打下了基礎(chǔ)。根據(jù)有關(guān)規(guī)定，依據(jù)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、合理等的要求，為保證對(duì)用戶不間斷地供給充足、優(yōu)質(zhì)又經(jīng)濟(jì)的電能設(shè)計(jì)方案。本次設(shè)計(jì)主要包括變電站總體分析、電力系統(tǒng)分析、主接線選擇、主變選擇、無功補(bǔ)償設(shè)備選擇、短路電流的計(jì)算、電氣設(shè)備的選擇、防雷設(shè)計(jì)、配電裝置和平面設(shè)置等。在主接線設(shè)計(jì)中，在35kv側(cè)我們把

7、兩種接線方式在經(jīng)濟(jì)性、靈活性、可靠性三個(gè)方面進(jìn)行比較，最后選擇35kv采用單母線分段接線方式。1 變電站站址的選擇原則和作用1.1 變電站的選擇原則變電所的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程年發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行，做到遠(yuǎn)、近期結(jié)合，以近期為主，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能；變電所的設(shè)計(jì)，必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件，結(jié)合國(guó)情合理地確定設(shè)計(jì)方案；變電所的設(shè)計(jì)，必須堅(jiān)持節(jié)約用地的原則。變電所應(yīng)建在靠近負(fù)荷中心位置，這樣可以節(jié)省線材，降低電能損耗，提高電壓質(zhì)量，這是供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一條重要原則。本設(shè)計(jì)的變電站位于煙臺(tái)龍口某企業(yè)，地理坐標(biāo)北緯37.39 東經(jīng)12

8、0.21。該地區(qū)地勢(shì)平坦，無高山丘陵，氣候宜人，屬溫帶季風(fēng)型氣候，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑，四季分明，氣候宜人，年平均氣溫12左右，冬天不低于-10，夏天不超過30；年平均降雨量600毫米左右，無霜期190多天。本設(shè)計(jì)變電站靠近負(fù)荷中心，交通運(yùn)輸較為便利。綜上所述，可滿足建所的要求。1.2 電力系統(tǒng)供電要求（1）保證可靠的持續(xù)供電：供電的中斷將使生產(chǎn)停頓，生活混亂，甚至危及人身和設(shè)備安全，形成十分嚴(yán)重的后果。停電給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成的損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電力系統(tǒng)本身的損失。因此，電力系統(tǒng)運(yùn)行首先要滿足可靠，持續(xù)供電的要求。（2）保證良好的電能質(zhì)量：電能質(zhì)量包含電壓質(zhì)量，頻率質(zhì)量，和波形質(zhì)量三個(gè)方面，電壓質(zhì)量和頻率

9、質(zhì)量均以偏移是否超過給定值來衡量，例如給定的允許電壓偏移為額定值的，給定的允許頻率偏移為等，波形質(zhì)量則以畸變率是否超過給定值來衡量。所有這些質(zhì)量指標(biāo)，都必須采取一切手段來予以保證。（3）保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性：電能生產(chǎn)的規(guī)模很大，消耗的一次能源在國(guó)民經(jīng)濟(jì)一次能源總消耗占的比重約為1/3，而且電能在變換，輸送，分配時(shí)的損耗絕對(duì)值也相當(dāng)客觀。因此，降低每生產(chǎn)一度電能消耗的能源和降低變換，輸送，分配時(shí)的損耗，有極其重要的意義。1.3 電力系統(tǒng)的額定電壓（1）額定電壓是指能使電氣設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行的最經(jīng)濟(jì)的電壓。在系統(tǒng)中，各部分電壓等級(jí)是不同的。三相交流系統(tǒng)中，三相視在功率s=3ui。當(dāng)輸出功率一定時(shí)，電壓越

10、高，電流越小，線路，電氣等的載流部分所需的截面積就越小，有色金屬的投資也越小，同是由于電流小，傳輸線路上的功率損耗和電壓損失也較小。另一方面，電壓越高，對(duì)絕緣水平的要求則越高，變壓器，開關(guān)等設(shè)備的投資也越大。綜合考慮這些因素，對(duì)應(yīng)一定的輸送功率和輸送距離都有一個(gè)最為經(jīng)濟(jì)合理的輸電電壓，但從設(shè)備制造角度考慮，為保證產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，又不應(yīng)隨意確定輸電電壓。（2）用電設(shè)備的額定電壓：經(jīng)線路向用電設(shè)備輸送電能時(shí)，由于用電設(shè)備大都是感性負(fù)荷，沿線路的電壓分布往往是首段高于末端，系統(tǒng)標(biāo)稱電壓于用電設(shè)備的額定電壓取值一致，使線路沿線的實(shí)際電壓于用電設(shè)備要求的額定電壓之間的偏差不致太大。（3）變壓器額定

11、電壓：變壓器一次側(cè)接電源，相當(dāng)于用電設(shè)備，二次側(cè)向負(fù)荷供電，又相當(dāng)于電源，因此變壓器一次側(cè)額定電壓應(yīng)等于用電設(shè)備額定電壓。由于變壓器二次側(cè)額定電壓規(guī)定為空載時(shí)的電壓，額定負(fù)載下變壓器內(nèi)部的電壓降落約為，當(dāng)供電線路較長(zhǎng)時(shí)，為使正常運(yùn)行時(shí)變壓器二次測(cè)電壓較系統(tǒng)標(biāo)稱電壓高，以便補(bǔ)償線路電壓損失。變壓器二次測(cè)額定電壓應(yīng)較用電設(shè)備額定電壓高，只有當(dāng)變壓器二次測(cè)與用電設(shè)備間電氣距離很近時(shí)，其二次側(cè)額定電壓才取為用電設(shè)備額定電壓的倍。2 主接線設(shè)計(jì)2.1 對(duì)電氣主接線的基本要求 電氣主接線是由高壓電器通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)

12、。主接線設(shè)計(jì)代表了變電所電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。它直接影響運(yùn)行的可靠性，靈活性，并對(duì)電器選擇，配電裝置布置，繼電保護(hù)，自動(dòng)裝置和控制方式的抑定都有決定性的關(guān)系，對(duì)電氣主接線的基本要求，概括的說包括可靠性，靈活性和經(jīng)濟(jì)性三方面。2.2 所要選擇的主接線形式由負(fù)荷資料知，35kv上近期無負(fù)荷。而10kv的負(fù)荷中有原料、溶出、沉降、分解、蒸發(fā)、焙燒車間等負(fù)荷，若斷電將造成較大的經(jīng)濟(jì)損失和資源浪費(fèi)，因而需要保證供電的可靠性；同時(shí)，由于10kv分解車間分解攪拌屬對(duì)電力供應(yīng)的可靠性要求也是較高的，綜合考慮35kv站的投資規(guī)模，故而在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)在保證供電的可靠性的基礎(chǔ)上考慮經(jīng)

13、濟(jì)因素。2.2.1 35kv、10kv接線形式的選擇按照變電站設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程的第23條規(guī)定：“3560 kv配電裝置中，當(dāng)出線為2回時(shí)，一般采用橋形接線；當(dāng)出線為2回以上時(shí)，一般采用單母線分段或單母線接線。出線回路數(shù)較多、連接的電源較多、負(fù)荷大或污穢環(huán)境中的3560 kv室外配電裝置，可采用雙母線接線”。本變電站35 kv側(cè)可考慮以下3種方案，并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)和技術(shù)分析。方案1：采用單母線分段接線，如圖1所示 圖1優(yōu)點(diǎn)：用斷路器把母線分段后，重要用戶可從不同母線分段引出雙回線供電；當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電，保證重要用戶不停電。缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線或母線隔離開

14、關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電；當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出線交叉跨越；擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建；分段斷路器故障造成35 kv兩段母線停電。適用范圍：610 kv配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時(shí)；3560 kv配電裝置出線回路數(shù)為48回及以上時(shí)；110220 kv配電裝置出線回路數(shù)為34回時(shí)。方案2：采用單母線接線，如圖2所示。圖2優(yōu)點(diǎn)： 接線簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備少，操作方便，便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。缺點(diǎn)： 不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開關(guān)等）故障或檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電。單母線可用隔離開關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時(shí)，全部回路仍需短時(shí)停電，在用隔離開關(guān)將故

15、障的母線段分開后才能恢復(fù)非故障段的供電。適用范圍：610 kv配電裝置出線回路數(shù)不超過5回；3560 kv配電裝置出線回路數(shù)不超過3回；110220 kv配電裝置出線回路數(shù)不超過2回。方案3：采用外橋圖3外橋接線的特點(diǎn)：當(dāng)變壓器發(fā)生故障或運(yùn)行中需要切除時(shí)，只斷開本回路的斷路器即可，不影響其他回路的工作。當(dāng)線路故障時(shí)，例如引出線1u故障，斷路器1dl和3dl都將斷開，因而變壓器1b也被切除。為了恢復(fù)變壓器1b的正常運(yùn)行，必須在斷開隔離開關(guān)2g后，再接通斷路器1dl和3dl。外橋接線適用于線路較短和變壓器按經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需要經(jīng)常切換的情況。以上三個(gè)方案，所需35 kv斷路器和隔離開關(guān)數(shù)量如表1所示。 表

16、1 35kv斷路器和隔離開關(guān)數(shù)量表方案比較單母分段單母線外橋斷路器臺(tái)數(shù) 5 4 3隔離開關(guān)總數(shù) 8 6 6對(duì)以上三種方案分析比較。從經(jīng)濟(jì)性來看：由于3種方案所選變壓器型號(hào)和容量相同，占地面積基本相同，所以只比較設(shè)備，方案1所用設(shè)備最多，造價(jià)最高，故最不經(jīng)濟(jì)；方案3所用設(shè)備最少，造價(jià)最低，故最經(jīng)濟(jì)；方案2介于方案1和方案3之間較經(jīng)濟(jì)。從可靠性來看：方案1，當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電，可以滿足一、二、三類用戶負(fù)荷的要求，可靠性高；方案2，任一元件（母線及母線隔離開關(guān)等）故障或檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電，不能滿足一、二類用戶負(fù)荷的要

17、求。方案3當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，需動(dòng)作與之相連的兩臺(tái)斷路器，從而影響一臺(tái)未發(fā)生故障的變壓器運(yùn)行。因此方案2、方案3可靠性均不如方案1。從改變運(yùn)行方式的靈活性來看：方案1因接線簡(jiǎn)單，所以投切變壓器，倒閘操作最簡(jiǎn)便。通過以上比較，可以發(fā)現(xiàn)方案1以供電可靠性高為主要優(yōu)點(diǎn)；方案2以設(shè)備少，較經(jīng)濟(jì)，倒閘操作簡(jiǎn)便為主要優(yōu)點(diǎn)；方案3以投資少，經(jīng)濟(jì)性好為主要優(yōu)點(diǎn)。因本變電站無一類負(fù)荷，二類負(fù)荷所占比例較少（18.8），所以考慮綜合因素，選方案1單母線接線為本變電站的35 kv側(cè)主接線。本期從東海電廠出35kv線路2回，直接至氧化鋁廠，根據(jù)設(shè)計(jì)原則可采用單母線分段的接線形式。如下圖610kv配電裝置出線回路數(shù)目為6

18、回及以上時(shí)，可采用單母線分段接線。而雙母線接線一般用于引出線和電源較多，輸送和穿越功率較大，要求可靠性和靈活性較高的場(chǎng)合。 本期10kv出線回路數(shù)為12回，可采用單母線分段。如下圖3 負(fù)荷計(jì)算表3.1負(fù)荷原始資料：電壓等級(jí)線路名稱最大負(fù)荷mva負(fù)荷組成（%）自然功率ifmax(a)線長(zhǎng)km備注一級(jí)二級(jí)三級(jí)10kv原料車間3.120%20%0.781825.1溶出車間3.3920%20%0.7846.78.168沉降車間4.61620%0.755813.436分解車間3.62470%30%0.7210713.404蒸發(fā)車間1.64930%30%0.75879.968被燒車間1.462530%30

19、%0.7811411.627備用一3.1 計(jì)算負(fù)荷綜合最大計(jì)算負(fù)荷：k同時(shí)系數(shù)，對(duì)于出線回?cái)?shù)較少的情況，可取0.90.95,出線回?cái)?shù)較多時(shí)，取0.850.9;在本設(shè)計(jì)中，10kv中取0.95，6kv中取0.85%線損，取5%3.1.1 對(duì)于35kv段負(fù)荷的計(jì)算=0.95（3.1+3.39+4.6116+3.624+1.649+1.4625）/0.9（1+5%）=19.77mva3.1.2 對(duì)于10kv段負(fù)荷的計(jì)算=0.853.1/0.78+（3.39+1.649）/0.75+4.6116/0.72+(3.624+1.4625)/0.8（1+5%）=20.93mva綜上：總的計(jì)算負(fù)荷：19.77

20、+20.93=40.70mva4 短路電流的計(jì)算4.1 計(jì)算短路電流的意義供配電系統(tǒng)中的短路，是指相導(dǎo)體之間或相導(dǎo)體與地之間不通過負(fù)載阻抗而發(fā)生的電氣連接。短路是電力系統(tǒng)中常發(fā)生的故障，短路電流直接影響電器的安全，危害電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，假如短路電流較大，為了使電器能承受短路電流的沖擊，往往需要選擇重型電器。這不僅會(huì)增加投資，甚至?xí)蜷_斷電流不滿足而選擇不到合適的高壓電器，為了能合理選擇輕型電器，在主接線設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮限制的措施，即而需要計(jì)算。4.2 本次設(shè)計(jì)中短路電流的計(jì)算4.2.1 各回路電抗的計(jì)算計(jì)算各回路電抗：（取基準(zhǔn)功率，）x4k1k系統(tǒng)35kv35kvk3x2x1x3圖4.1短路計(jì)

21、算圖 35kvk2根據(jù)前面所選變壓器各參數(shù)得：x1=0.1x2=0 (純電纜線路)7.4/10=0.747.29/10=0.7294.2.2 計(jì)算各短路點(diǎn)的短路電流在配電系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生三相短路時(shí)，后果最嚴(yán)重。因而以此驗(yàn)算電器設(shè)備的能力。（1）k點(diǎn)短路時(shí)，對(duì)于35kv系統(tǒng)電源（無窮大容量）k系統(tǒng)x135kv圖5.2 k點(diǎn)短路時(shí)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化（2）點(diǎn)短路時(shí)，k2系統(tǒng)x2x1x335kv10kv圖4.3 k2點(diǎn)短路時(shí)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化圖（3）點(diǎn)短路時(shí)，k3系統(tǒng)x2x1x435kv10kvx5圖4.4 k3點(diǎn)短路時(shí)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化圖5 變電站主變壓器的選擇5.1 繞組數(shù)量和連接方式的確定國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)中采用的變壓器按其繞組數(shù)分

22、有雙繞組普通式、三繞組式、自偶式、以及低壓繞組分裂式等變壓器，待設(shè)計(jì)變電所有35kv、10kv兩個(gè)電壓等級(jí)且是一座降壓變電所，宜選用雙繞組普通變壓器。我國(guó)110kv及以上電壓，變壓器繞組都采用0連接，35kv亦采用型，其中性點(diǎn)通過消弧線圈接地。35kv以下電壓變壓器繞組都采用連接。本設(shè)計(jì)中變電站電壓等級(jí)為35/10kv，接線方式采用yn/d11的接線方式。5.2 主變阻抗及調(diào)壓方式選擇5.2.1 主變阻抗的選擇 根據(jù) 電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)（電氣一次部分），變壓器的阻抗實(shí)質(zhì)就是繞組間的漏抗，阻抗的大小主要取決于變壓器的結(jié)構(gòu)和采用的材料。從系統(tǒng)穩(wěn)定和供電電壓質(zhì)量考慮，希望主變壓器的阻抗越小越好；但

23、阻抗偏小又使系統(tǒng)短路電流增加，高、低壓電器設(shè)備選擇遇到困難；另外阻抗的大小要考慮變壓器并聯(lián)運(yùn)行的要求。主變阻抗選擇原則：各側(cè)阻抗值的選擇須從電力系統(tǒng)穩(wěn)定、潮流計(jì)算、無功分配、繼電保護(hù)、短路電流、系統(tǒng)內(nèi)的調(diào)壓手段和并聯(lián)運(yùn)行等方面進(jìn)行綜合考慮；對(duì)普通兩繞組變，目前有“降壓型”一種；5.2.2 調(diào)壓方式的選擇為保證供電所或發(fā)電廠的供電質(zhì)量，電壓必須維持在允許的范圍內(nèi)，調(diào)壓方式有兩種，一種稱為無激磁調(diào)壓，調(diào)整范圍在22.5%以內(nèi)；另一種成為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍達(dá)30%，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，在下例情況下選用：接于時(shí)而為送端，時(shí)而為受端，具有可逆工作特點(diǎn)的聯(lián)絡(luò)變壓器，為保證用電質(zhì)量，要求母線電壓恒定時(shí)，且

24、隨著各方面的發(fā)展，為了保證電壓質(zhì)量及提高變壓器分接頭質(zhì)量。所以選用有載調(diào)壓。5.3 本設(shè)計(jì)中主變?nèi)萘康倪x擇在本變電站中，當(dāng)變電站的一臺(tái)變壓器停止運(yùn)行時(shí)，另一臺(tái)變壓器能保證全部負(fù)荷的60%，即sb =s*60%=24.42mva。同時(shí)應(yīng)該能保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷，、類負(fù)荷的總和為： sb=3.10.23.10.23.390.44.61160.23.6240.73.6240.31.6490.31.6490.31.46250.31.46250.39.01mva，綜合以上并考慮變壓器容量必須大于，再綜合分析，選擇變壓器容量=40000kva三臺(tái)，查得35kv三相雙繞組電力變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)表，選擇變壓器

25、的型號(hào)為sfz10-40000/35，其參數(shù)如下表：表5.1主變型號(hào)選擇型號(hào)編號(hào)電壓組合（kv）聯(lián)接組別損耗（kw）空載電流(%)阻抗電壓高低空載負(fù)載sfz10-10000/351#3510.523.5117.80.72高低：7.4sfz10-10000/352#3510.523.5117.80.72高低：7.4sfz10-10000/353#3510.523.5117.80.72高低：7.295.4 主變臺(tái)數(shù)選擇原則對(duì)城鎮(zhèn)中的一次變，在中、低壓側(cè)構(gòu)成環(huán)網(wǎng)情況下，裝兩臺(tái)主變。對(duì)地區(qū)性孤立的一次變或大工業(yè)的專用變電所，裝三臺(tái)主變。對(duì)規(guī)劃只裝兩臺(tái)主變的變電所，其主變基礎(chǔ)按大于主變?nèi)萘康?2級(jí)設(shè)計(jì)，

26、以便負(fù)荷發(fā)展時(shí)更換主變。在本變電站設(shè)計(jì)中，具有2個(gè)電壓等級(jí)，由于本變電站為大工業(yè)的專用變電所，所以主變臺(tái)數(shù)選擇3臺(tái)。6 高壓電器設(shè)備的選擇6.1 各電壓等級(jí)側(cè)斷路器的選擇6.1.1 35kv側(cè)斷路器的選擇該回路安裝在戶外，選擇戶外型斷路器，該回路電壓為35kv，因此選擇的斷路器的額定電壓的斷路器，且其額定電流大于通過斷路器的最大持續(xù)電流， 所以35kv段選擇的斷路器型號(hào)為zn12，其基本參數(shù)如下表6.1：表6.1 zn12基本參數(shù)：型號(hào)額定電壓（kv）額定電流（a）額定開斷電流（ka）動(dòng)穩(wěn)定電流（ka）4s熱穩(wěn)定電流（ka）固有分閘時(shí)間合閘時(shí)間zn123512502550250.150.12下

27、面對(duì)所選的斷路器進(jìn)行校驗(yàn)，通過斷路器的短路電流ik=15.8a，所選斷路器的額定開斷電流為25ka，故斷流能力滿足要求。所選斷路器的額定關(guān)合電流，即動(dòng)穩(wěn)定電流為50ka，流過斷路器的沖擊電流為40.29ka所以所選斷路器的短路關(guān)合電流滿足要求，因而動(dòng)穩(wěn)定也滿足要求。最后進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)，設(shè)后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為1.9s，所選斷路器的分閘時(shí)間為0.15s，選擇熄弧時(shí)間為0.03s，則短路持續(xù)電流時(shí)間，短路熱效應(yīng)。所選斷路器允許的熱效應(yīng)，即，熱穩(wěn)定也滿足要求，以上各種參數(shù)校驗(yàn)均滿足要求，故選擇zn12斷路器。6.1.2 10kv側(cè)斷路器的選擇該回路安裝在戶外，選擇戶外型斷路器，該回路電壓為10kv，因此

28、選擇的斷路器的額定電壓ue6kv的斷路器，且其額定電流大于通過斷路器的最大持續(xù)電流，所以10kv段選擇的斷路器型號(hào)為zn65a-12/t630-25，其基本參數(shù)如下表6.2：表6.2 zn65a-12/t630-25基本參數(shù)：型號(hào)額定電壓（kv）額定電流（a）額定開斷電流（ka）動(dòng)穩(wěn)定電流（ka）4s熱穩(wěn)定電流（ka）固有分閘時(shí)間合閘時(shí)間zn65a-12/t630-251263031.54031.50.150.12 下面對(duì)所選的斷路器進(jìn)行校驗(yàn)，通過斷路器的短路電流ik=6.63a，所選斷路器的額定開斷電流為31.5ka，故斷流能力滿足要求。所選斷路器的額定關(guān)合電流，即動(dòng)穩(wěn)定電流為40ka，流過

29、斷路器的沖擊電流為16.91ka，所以所選斷路器的短路關(guān)合電流滿足要求，因而動(dòng)穩(wěn)定也滿足要求。最后進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)，設(shè)后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為1.9s，所選斷路器的分閘時(shí)間為0.15s，選擇熄弧時(shí)間為0.03s，則短路持續(xù)電流時(shí)間短路熱效應(yīng) 所選斷路器允許的熱效應(yīng)，即，熱穩(wěn)定也滿足要求，以上各種參數(shù)校驗(yàn)均滿足要求，故選擇zn65a-12/t630-25斷路器。6.2 隔離開關(guān)的選擇6.2.1 隔離開關(guān)的作用 它的主要用途是隔離電源，保證電氣設(shè)備與線路在檢修時(shí)與電源有明顯的斷口。隔離開關(guān)無滅弧裝置，和斷路器配合使用時(shí)，合閘操作應(yīng)先和隔離開關(guān)，后合斷路器，分閘操作應(yīng)先斷開斷路器，后斷開隔離開關(guān)。運(yùn)行中必須

30、嚴(yán)格遵守“倒閘操作規(guī)定”，并應(yīng)在隔離開關(guān)與斷路器之間設(shè)置閉鎖機(jī)構(gòu)，以防止誤操作。隔離開關(guān)按電網(wǎng)電壓，長(zhǎng)時(shí)最大工作電流及環(huán)境條件選擇，按短路電流校驗(yàn)其動(dòng)、熱穩(wěn)定性。 6.2.2 35kv側(cè)隔離開關(guān)的選擇為了保證電氣設(shè)備和母線的檢修安全，該回路選擇隔離開關(guān)帶接地刀閘，該隔離開關(guān)安裝在戶外，故選擇戶外型。該回路額定電壓為，因此所選的隔離開關(guān)的額定電壓，而且隔離開關(guān)的額定電流大于流過斷路器的最大持續(xù)電流，因此選擇gn27-40.5型接地高壓隔離開關(guān)，其主要參數(shù)如下表6.3：表6.3 gn27-40.5型接地高壓隔離開關(guān)主要參數(shù)：型號(hào)額定電壓（kv）額定電流（a）最大工作電壓（kv）極限通過電流（ka）

31、2s熱穩(wěn)定電流（ka）接地刀閘（a）有效值峰值gn27-40.540.5125040.52850202000下面校驗(yàn)所選擇的隔離開關(guān)，短路時(shí)通過該隔離開關(guān)的短路沖擊電流ish=40.29ka ，所選擇的隔離開關(guān)的動(dòng)穩(wěn)定電流即極限通過電流的峰值50ka，即，因此動(dòng)穩(wěn)定滿足要求。該隔離開關(guān)允許的熱效應(yīng)短路時(shí)的熱效應(yīng)即，熱穩(wěn)定滿足要求，經(jīng)過以上校驗(yàn)，所選隔離開關(guān)滿足要求，故確定選用gn27-40.5型高壓隔離開關(guān)，該隔離開關(guān)配用手動(dòng)式杠桿操作機(jī)構(gòu)。6.2.3 10kv側(cè)隔離開關(guān)的選擇為了保證電氣設(shè)備和母線的檢修安全，該回路選擇隔離開關(guān)帶接地刀閘，該隔離開關(guān)安裝在戶外，故選擇戶外型。該回路額定電壓為，

32、因此所選的隔離開關(guān)的額定電壓ue10kv，而且隔離開關(guān)的額定電流大于流過斷路器的最大持續(xù)電流，因此選擇gn30-12型接地高壓隔離開關(guān)，其主要參數(shù)如下表6.4：表6.4 gn30-12型接地高壓隔離開關(guān)主要參數(shù)：型號(hào)額定電壓額定電流允許的熱效應(yīng)動(dòng)穩(wěn)定電流gn30-121212503200100下面校驗(yàn)所選擇的隔離開關(guān)，短路時(shí)通過該隔離開關(guān)的短路沖擊電流ish=16.91ka，所選擇的隔離開關(guān)的動(dòng)穩(wěn)定電流為， 即，因此動(dòng)穩(wěn)定滿足要求。該隔離開關(guān)允許的熱效應(yīng)為 短路時(shí)的熱效應(yīng)，即，熱穩(wěn)定滿足要求，經(jīng)過以上校驗(yàn)，所選隔離開關(guān)滿足要求，故確定選用gn30-12型高壓隔離開關(guān)，該隔離開關(guān)配用手動(dòng)式杠桿操

33、作機(jī)構(gòu)。6.3 電壓互感器和電流互感器的選擇互感器是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，用以分別向測(cè)量?jī)x表、繼電器的電流線圈和電壓線圈供電，正確反應(yīng)電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和故障情況?；ジ衅鞯淖饔檬牵海?） 將一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的低電壓和小電流，使測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，并使其結(jié)構(gòu)輕巧、價(jià)格便宜和便于屏內(nèi)安裝。（2） 使二次設(shè)備與高電壓部分隔離，且互感器二側(cè)均接地，從而保證了設(shè)備和人身的安全。6.3.1 電壓互感器的選擇變電站的每組母線上均安裝電壓互感器，電壓互感器應(yīng)按工作電壓來選擇：一般電壓互感器一次繞組所接電網(wǎng)的電壓應(yīng)在（0.81.2）范圍內(nèi)變動(dòng)，即應(yīng)滿足：，本設(shè)計(jì)中

34、根據(jù)主變的參數(shù) 選擇的電壓互感器的型號(hào)為： 35kv電壓互感器選擇jdzx9-35q，10kv電壓互感器選擇jdzx9-12g。下面以jdzx9-35q為例，該互感器用于35kv、50hz輸電線路作電壓測(cè)量和接地保護(hù)用。jdzx9-35q為接地電壓互感器，該二型產(chǎn)品均由器身、儲(chǔ)油柜、高低壓引出瓷套、二次接線盒、變壓器油等組成，系油紙絕緣結(jié)構(gòu)。一次、二次線圈為寶塔結(jié)構(gòu)，鐵芯由冷軋硅鋼片疊成殼式，整個(gè)器身固定在箱蓋上，置于變壓器油中。該互感器參數(shù)如下表6.5：表6.5 jdzx9-35q型互感器參數(shù)：型號(hào)額定一次電壓（kv）額定二次電壓（kv）二次繞組額定輸出（va）額定絕緣水平（kv）油重kg總

35、重kg0.20.53p極限輸出jdzx9-35q350.175150500100040.5/95/18535115 根據(jù)變電站的設(shè)計(jì)要求，選擇準(zhǔn)確級(jí)為0.5級(jí)的。6.3.2 電流互感器的選擇凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器，其數(shù)量符合測(cè)量?jī)x表、保護(hù)和自動(dòng)裝置的要求。（1）35kv電流互感器的選擇型號(hào)為lzzbj7-35，變比選擇800/5。（2）10kv電流互感器的選擇型號(hào)為lzzbj9-12，變比選擇為300/5。10kv電流互感器參數(shù)如下表6.6：表6.6 lzzbj9-12型電流互感器參數(shù)：型號(hào)額定工作電壓額定最大電壓頻率額定一次電流額定二次電流1s短時(shí)電流動(dòng)穩(wěn)定電流lb7-110w

36、35/3126kv50hz600-800a5a100ka6.4 電抗器的選擇根據(jù)本設(shè)計(jì)中，在10kv母線段加裝型號(hào)為oksq-87.5(45)/11-4.5%的電抗器。先進(jìn)行電壓損失校驗(yàn)：，即滿足要求。熱穩(wěn)定應(yīng)滿足：，其中 式中 給定的熱穩(wěn)定電流； 給定的持續(xù)電流； 短路電流的穩(wěn)定值； 短路電流假想作用時(shí)間； 保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間； 斷路器分?jǐn)鄷r(shí)間； 根據(jù)計(jì)算，即滿足要求。 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 即滿足要求。6.5 高壓熔斷器的選擇熔斷器的選擇主要指標(biāo)是指選擇熔件和熔管的額定電流，熔斷器額定電流按下式選取 式中熔管額定電流（即熔斷器額定電流）； 熔件額定電流； 通過熔斷器的長(zhǎng)時(shí)最大工作電流。所選熔件應(yīng)在長(zhǎng)

37、時(shí)最大工作電流及設(shè)備起動(dòng)電流的作用下不熔斷，在短路電流作用下可靠熔斷；要求熔斷器特性應(yīng)與上級(jí)保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限相配合，以免保護(hù)裝置越級(jí)動(dòng)作，造成停電范圍的擴(kuò)大。本設(shè)計(jì)中35kv和6kv中加裝高壓熔斷器，用來保護(hù)變壓器和電壓互感器，采用高壓熔斷器的型號(hào)為rn2型戶外高壓熔斷器，其基本參數(shù)如下表6.7：表6.7 rn2型戶外高壓熔斷器基本參數(shù)：型號(hào)額定電壓（kv）額定電流（a）三相斷流容量（mva）最大開斷電流有效值（ka）開斷最大短路電流時(shí)，最大電流峰值（a）熔體管電阻值（）rn2-35350.51000177001007rn2-660.5100085300142147 配電裝置的平面設(shè)計(jì)結(jié)合本

38、設(shè)計(jì)中變電站的實(shí)際情況，35kv采用戶內(nèi)開關(guān)柜單列布置，采用電纜進(jìn)線，架空出線。10kv采用室內(nèi)開關(guān)柜單列布置，采用電纜出線，主變位于35kv配電室及10kv配電室之間，主變前留有四米寬運(yùn)輸通道。35kv配電室東側(cè)建有綜合保護(hù)室.10kv配電室東側(cè)為電容器室,電容器采用戶內(nèi)布置。結(jié) 論經(jīng)過兩個(gè)星期的努力，我終于完成了變電站的設(shè)計(jì)任務(wù)。作為某氧化鋁公司的主體供電工程，該變電站將大大提高該區(qū)的供電可靠性，能滿足該區(qū)不斷增長(zhǎng)的負(fù)荷和人民生活的需要。在電氣一次部分設(shè)計(jì)中，考慮到該變電站的重要性，35kv和10kv均采用單母線分段的接線，可滿足經(jīng)濟(jì)性和可靠性要求；對(duì)于10kv因其出線較多，且出現(xiàn)故障的幾

39、率較大，一旦停電，將會(huì)造成大面積的停電，故10kv側(cè)采用單母線分段的接線形式。本變電站35kv和10kv都采用真空斷路器，可靠性較高。 通過對(duì)該變電站的設(shè)計(jì)，加深了對(duì)發(fā)電廠電氣部分，電力系統(tǒng)高電壓技術(shù)，變電站綜合自動(dòng)化等課程全面的了解和認(rèn)識(shí)，并把書面知識(shí)和和實(shí)際變電站運(yùn)行進(jìn)行了一次有機(jī)且印象深刻的結(jié)合，提高了查閱各種資料及處理某些問題的能力，受益匪淺。在本次變電站的設(shè)計(jì)過程中，參考和借鑒了許多教材和資料中的部分論述，對(duì)本論文的完成起到了很大的作用。在此次設(shè)計(jì)中雖充分采納了老師和同學(xué)們的經(jīng)驗(yàn)和意見，幾經(jīng)修改，但由于經(jīng)驗(yàn)不足，尚不能縱觀全局以至不能很好的理解老師們的教誨和同學(xué)們的建議，這就使本次設(shè)計(jì)及論述過程中難免有錯(cuò)誤和不妥之處，敬請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。參考文獻(xiàn)1. 劉介才.工廠供電.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20