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 30 日/年。3
2、5KV 变电站设计一、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、吸收的功率相等，这就是无功功率。在电力系统中无功功率
3、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。 2SPQS视在功率，kVA P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
4、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P有功功率 S1补偿前的视在功率3S2补偿后的视在功率Q1补偿前的无功功率Q2补偿后的无功功率1补偿前的功率因数角2补偿后的功率因数角2.3 降低输电线路及变压器的损耗功率损耗 P ：23()(PKWUCOSP有功功率， kW；U额定电压，kV；R线路总电阻，。由此可见，当功率因数 cos 提高以后，线路中功率损耗大大下降
5、。2.4 改善电压质量电压损失 U：.3()LPRQXKVP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= P 302+(Q30-QC)2 0.5 变压器有功损耗: PT=Pk2+P0 式中: P 0变压器的空载损耗;P k变压器的短路损耗;4变压器的负荷率, = S 30 / SN,变压器高
6、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= P 2+Q2 0.51.4 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 cos0.9，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 cos 提高到
7、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 ）=144000.85tan(arccos0.85) tan(arccos0.95)=144000.850.620.32=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= P 302+(Q30-QC)2 0.5= 1287396140360758(1402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 9010KVA。由上可得，要设计的变电站要选择的主
8、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，5二级负荷为 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=20001.73210.5=35A选择 LGJ-35 型架空导线。在这个设计中
9、，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=S1.732U=133131.73237=207A导线我选择 LGJ-70，他的屋外载流量为
10、 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
11、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。62.1.1 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
12、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35kV 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
13、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7行驱动至少70%。使变电站的负荷，两级负荷供电可靠性的改进。8第三章： 一次设备的选择与检验3.1 短路计算的概念3.2 本设计短路计算在最大运行方式时，变电站高压侧母线上的短路功率为 1000MVA设 Sd=100
14、MVA，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= KA=1.561KA3710取 Uj2=10KV 则 Ij2= KA=5.77KA175.0364.0*2211 SLXj .%1 MVASTNjKb当在高压侧短路时， 275.01.0*11 LSX63.275.1IY Y10kV35kV9KAIIjd 67.51.63.*11 dsh 85.Ii 4.21MVSj 6306.31 当在低压侧短路时：5.7.5.0*X416.2IKAIjd 46
15、.8.2Idsh 75.12Iis 5.14682MVASj0.*23.2.2 当由 7.8Km 处的变电所向本变电站供电时 28.3718.4211 ULXj当在高压侧短路时， .0.0*11LS5.328.1XI KAIjd 76.41.0*Idsh 95.11 Iis .2.2MVASj 30.1当在低压侧短路时： 73.5.28.0*X4173.12I KAIjd 81.210KAIIdsh 79.1085.1.22 is 2MVSIj 4.*23.3 设备的选择与检验3.3.1 电器设备选型的基本知识设备的选择是变电站电气设计的主要内容。设备的正确选择是电气主接线和配电设备达到安全经
16、济运行的重要条件。在设备的选择应根据实际情况，按照相关的设计规范，以确保安全和可靠，并积极采用新技术并节省投资。尽管所有的设备在电力系统和工作条件的作用是不同的，也是不同的选择方法，但它们的基本要求是一致的。设备需要稳定的工作，必须按正常工作条件选择，并检查动态稳定性和短路状态的热稳定性。3.3.2 35KV 的高压开关柜的选择根据之前的负荷计算与短路计算，从 35KV 段的母线到高压侧 1 号出线选择GBC-35-13(改)的高压开关柜。GBC-35-13 的断路器是 ZN23-35,它的额定电流为1600A，开断电流为 25A，动稳定开断电流为的峰值为 63KA，热稳定电流为25（4s）K
17、A.电路的额定电流 IN.et，是按照在一定的周围环境温度 下，电器允许的电流。IN.et 应不小于该回路在各种合理的运行方式下的最大持续工作电流 Imax,即 IN.etImax。本设计中最高温度为 42 度，所以 42 度时能允许的电流量为：Ial=IN.et1-1.8%（42-40）=1542A由前面的负荷计算可知通过该回路的最大电流为 207A，即 Ial Imax=207A。3、按动稳定校验：这次设计中，I et 为 63KA，而 Ish 为 14.46KA，63KA14.46KA，所以满足要求。有效值。4、按热稳定校验：当短路时。各个部件的温度要低于允许值，即 It2t I 2ttima由于 It 为 25KA，I 为 5.67KA,t 为 4s,设 ttima 为 1.2s.则 25245.6721.2.满足要求。符合要求。
