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1、高新开发区IlokV变电所电气设计设计说明书前言随着工业时代的不断发展，人们对电力供应的要求越来越高，特别是供电的稳固性、可靠性和持续性。然而电网的稳固性、可靠性和持续性往往取决于变电站的合理设计和配置。一个典型的变电站要求变电设备运行可靠、操作灵活、经济合理、扩建方便。出于这几方面的考虑，本论文设计了一个降压变电站,此变电站有三个电压等级：高压侧电压为IlokV,有二回线路；中压侧电压为35kv,有四回出线；低压侧电压为IOkV,有八回出线,其中有六回是双回路供电。同时对于变电站内的主设备进行合理的选型。本设计选择选择两台SFSZL-63000/110主变压器，其他设备如站用变，断路器，隔离
2、开关，电流互感器，高压熔断器，电压互感器，无功补偿装置和继电保护装置等等也按照具体要求进行选型、设计和配置，力求做到运行可靠，操作简单、方便，经济合理，具有扩建的可能性和改变运行方式时的灵活性。使其更加贴合实际，更具现实意义。关键词：变压器，高压侧，低压侧，设计目录一、设计任务5二、负荷计算和无功功率计算及补偿71、35KV及IoKV各侧负荷的大小7三、主变的选择7四、无功补偿装置的选择101、补偿装置的意义102、无功补偿装置类型的选择103、无功补偿装置容量的确定124、并联电容器装置的分组125、并联电容器装置的接线13五、电气主接线方案的确定131、在选择电气主接线时的设计依据132、
3、IlOKV侧主接线的设计133、35KV侧主接线的设计144、IOKV侧主接线的设计145、主接线方案的比较选择14六、短路电流的计算结果15七、变电所一次设备的选择与校验151、11OKV侧断路器的选择152、11OKV隔离开关的选择173、敞露母线选择174、IlOKV电流互感器选择185、电压互感器的选择19八、变电所二次设备的选择和校验191、35KV侧高压开关柜的选择192、IOKV侧高压开关柜的选择21九、继电保护规划及整定231、主变压器保护与整定232、线路保护的规划：27十、参考文献28一、设计任务1、待建变电所的规模、性质待建变电所为终端降压变电所，拟定2台变压器。本变电所
4、的电压等级分别为HOkW35KV和IOkVo本变电所有2回IlOkv架空线路；4+N回35KV出线及8+N回IoKV出线（其中有一回备用）。变电所配有IoKV无功补偿装置。2、系统情况系统容量：S=2000MVA,X=O.36;（电抗为以电源容量为基值的标么值）两条IlOKv进线均为LGJT50,线路长度一条为16km,另一条为14km3、待建变电所各电压等级负荷数据（表1所示）1） IlokV电压等级2回线路与系统相连。2） IOkV电压等级（表1所示）表1用电单位最大负荷（MW）功率因数回路数供电方式距离（km）大江毛纺厂60.91架空15大江纸厂40.91电缆5皮革厂60.91架空10红
5、星化工厂50.81架空8自来水厂50.91电缆4东配电站60.851架空10西配电站50.851架空8备用1负荷同时率：0.68,一级负荷30%,二级负荷40%,三级负荷30%.表2用电单位最大负荷（MW）功率因数回路数供电方式距离（km）化肥厂120.91架空25汽配厂100.91架空28糖厂120.91架空30钢铁厂150.81架空32负荷同时率：0.8,一级负荷35%,二级负荷50%,三级负荷15%.3)35kV电压等级（表2所示）4）所用负荷计算总负荷：150kVA,其中：一级负荷20%,二级负荷40%,三级负荷40%.4、继电保护动作时间变电站IlOKV电源侧线路过电流保护动作时间：
6、3秒，5、其它原始资料1）地形、地质站址选于山坡上，南面靠丘陵，东、西、北面分别是果树、桑园和农田，地势平坦,地质构造为稳定区。地震基本烈度为6度,土壤电阻率为1.5X102欧米。2）气象条件（1）绝对最高温度为40；（2）最高月平均气温为23；（3）年平均温度为10.7；（4）风向以东北风为主。二、负荷计算和无功功率计算及补偿1、35KV及IOKV各侧负荷的大小(1)、35KV侧:ZHI2+10+12+15)x0.68=33.32MW=(12+10+12)0.48+150.50.68=18.75Mvar(2)、10KV侧：Z6=(6+4+6+5+5+6+5)x0.8=29.6MWYQ2=(6
7、+4+6+5)x0.48+5x0.75+(6+5)x0.62x0.8=16.52Mvar+Zg=33.32+29.6=62.92MWZQ=ZQ+ZQz=1875+1652=35.27Mvar所以：=62.922+35.272=72.1IMVA加上所用负荷：=7211+0.15=72.26MVA三、主变的选择1、主变台数的确定对于大城市郊区的一次变电所，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。此设计中的变电所符合此情况，故主变设为两台。2、主变容量的确定(1)、主变压器容量一般按变电所建成后510年的规划负荷选择，并适当考虑到远期10-20年负荷发展。对城郊变电所,主变压器
8、容量应与城市规划相结合。(2)、根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有重要负荷的变电所，应考虑到当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70%-80%此变电所是一般性变电所。35KV侧：S1=33.322+18.752=38.23MVAS12=38.230.85=32.5MvAIOKV侧：S2=29.62+16.522=33.9MVAS12=33.90.7=23.75M4IJI级负荷：Z12=32.5+23.75+15x0.6=56.344有以上
9、规程可知，单台运行时应该承载总负荷的80%并大于I/级负荷，即：S72.260.8=57.81且S56.34所以应选容量为63000KVA的主变压器。3、主变相数选择(1)、主变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。(2)、当不受运输条件限制时，在330KV及以下的发电厂和变电所，均应采用三相变压器。社会日新月异，在今天科技已十分进步，变压器的制造、运输等等已不成问题，故有以上规程可知，此变电所的主变应采用三相变压器。4、主变绕组数量在具有三种电压的变电所中，如通过主变压器各侧的功率均达到该变压器容量的15%以上，或低压侧虽无负荷，但在变电所内需装设无功补
10、偿装备时，主变压器宜采用三绕组变压器。根据以上规程，计算主变各侧的功率与该主变容量的比值：高压侧：Kx=62.290.863=0.80.15中压侧：K2=33.320.863=0.420.15低压侧：Ki=29.6().863=().380.15由以上可知此变电所中的主变应采用三绕组。五、主变绕组连接方式变压器的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有丫和4,高、中、低三侧绕组如何要根据具体情况来确定。我国IIOKV及以上电压，变压器绕组都采用Yo连接；35KV亦采用Y连接,其中性点多通过消弧线接地。35KV及以下电压，变压器绕组都采用连接。有以上知，此
11、变电站：HOKV侧采用Yo接线；35KV侧采用Y连接；IOKV侧采用接线。主变中性点的接地方式：选择电力网中性点接送地方式是一个综合问题。它与电压等级、单相接地短路电流、过电压水平、保护配置等有关，直接影响电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连续性、变压器和发电机的运行安全以及对通信线路的干扰。主要接地方式有：中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和直接接地。电力网中性点的接地方式，决定了变压器中性点的接地方式。电力网中性点接地与否，决定于主变压器中性点运行方式。所以在本设计中：HOKV采用中性点宜接接地方式35、IOKV采用中性点不接地方式5、主变的调压方式电力工程电气设计手册(电器一次部分)第五
12、章第三节规定：调压方式变压器的电压调整是用分解开关切换变压器的分接头，从而改变变压器比来实现的。切换方式有两种：不带电切换，称为无励磁调压，调压范围通常在5%以内，另一种是带负荷切换，称为有栽调压，调压范围可达到30%。对于IIOKV及以下的变压器，以考虑至少有一级电压的变压器采用有载调压。由以上知，此变电所的主变压器采用有载调压方式。6、变压器冷却方式选择参考电力工程电气设计手册(电器一次部分)第五章第四节主变一般的冷却方式有：自然风冷却；强迫有循环风冷却；强迫油循环水冷却；强迫、导向油循环冷却。小容量变压器一般采用自然风冷却。大容量变压器一般采用强迫油循环风冷却方式。故此变电所中的主变采用
13、强迫油循环风冷却方式。附：主变型号的表示方法第一段：汉语拼音组合表示变压器型号及材料第一部分：相数S三相；D-一单相第二部分：冷却方式J-油浸自冷；F-油浸风冷；S油浸水冷；G干式；N氮气冷却；FP-强迫油循环风冷却；SP-强迫油循环水冷却本设计中主变的型号是：SFPSL-63000/110四、无功补偿装置的选择1、补偿装置的意义无功补偿可以保证电压质量、减少网络中的有功功率的损耗和电压损耗，同时对增强系统的稳定性有重要意义。2、无功补偿装置类型的选择(1)、无功补偿装置的类型无功补偿装置可分为两大类：串联补偿装置和并联补偿装置。目前常用的补偿装置有：静止补偿器、同步调相机、并联电容器。(2)
14、、常用的三种补偿装置的比较及选择这三种无功补偿装置都是直接或者通过变压器并接于需耍补偿无功的变配电所的母线上。a.同步调相机：同步调相机相当于空载运行的同步电动机在过励磁时运行，它向系统提供无功功率而起到无功电源的作用，可提高系统电压。装有自动励磁调节装置的同步调相机，能根据装设地点电压的数值平滑地改变输出或汲取的无功功率，进行电压调节。特别是有强行励磁装置时，在系统故障情况下，还能调整系统的电压，有利于提高系统的稳定性。但是同步调相机是旋转机械，运行维护比较复杂。它的有功功率损耗较大。小容量的调相机每千伏安容量的投入费用也较大。故同步调相机宜于大容量集中使用，容量小于5MVA的一般不装设。在我国，同步调相机常安装在枢纽变电所，以便平滑调节电压和提高系统稳定性。b.静止补偿器静止补偿器由电力电容器与可调电抗并联组成。电容器可发出无功功率，电抗器可吸收无功功率，根据调压需要，通过可调电抗器吸收电容器组中的无功功率，来调节静止补偿其输出的无功功率的大小和方向。静止补偿器是一种技术先进、调节性能、使用方便、经纪性能良好的动态无功功率补偿装置。静止补偿器能快速平滑地调节无功功率，以满足无功补偿装置的要求。这样就克服了电容器作为无功补偿装置只能做电源不能做负荷，且调节不能连续的缺点。与同步调相机比较，静止补偿器运行维护简单
