35KV降压变电所设计

1、本次设计以1 0 KV站为主要设计对象，分为任务书、计算说明书一.部分，同时附有1 张电气主接线图加以说明。该变电站设有2台主变压器，站内主接线分为35 kV、与10 kV两个电压等级。两个电压等级均单母线分段带旁路母线得接线方式。本次设计中进行了电气主接线图形式得论证、短路电流计算、主要电气设备选择及 校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器）。关键词：变电所;短路电流；电气主接线&目 录1、分析原始资料12、主变压器容量、型号与台数得选择32、1主变压器得选择32、2主变台数选择3。2、3主变型号选择32、4主变压器参数计算33、主接线形式设计43、110 kV出线接线方式设计4

2、 3、2 35 kV进线方式设计。43、3总主接线设讣图4。4、短路电流计算5。4、1短路汁算得LI得54、2变压器等值电抗汁算5。4、3短路点得确定。54、4各短路点三相短路电流计算64、5短路电流汇总表。75、电气一次设备得选择&5、1高压电气设备选择得一般标准8。5、2高压断路器及隔离开关得选择9。5、3导体得选择1。25、4电流互感器得选择13。5、5电压互感器得选择146、防雷1 76、1防雷设备17。6、2防雷措施176、3变配电所得防雷措施17。7、接地19。7、1接地与接地装置197、2确定此配电所公共接地装置得垂直接地钢管与连接扁钢19。总结2 022致谢21。参考文献1、分

3、析原始资料1、变电站 类型:35k v地方降压变电站2、电压等级：35kV / 10kV3、负荷情况35k V :最大负荷12、6MVA10kV:最大负荷8、8MVA4、进，出线情况:35 kV侧2回进线10kV侧6回出线5、系统情况：(1) 35k v 侧基准值：Sb=1 0 OMVA Ubi=37KV(2) 1 0 kV侧基准值：Sb= 1 OOMVA Ub2=10、5KV(3) 线路参数：35kv线路为LGJ-120,其参数为rl=0 23 6 Q /kmXi=0、34 8 Q/kmQ /kmZ=zi*l= 0 4 36*1 0 =4、36 Q6、气象条件:最热月平均气温30C变电站就就

4、是电力系统得需要环节，它在整个电网中起着输配电得重要作用。本期设讣得35kV降压变为10 k V地方变电站,其主要任务就就是向县城与乡钺用 户供电，为保证可幕得供电及电网发展得要求，在选取设备时，应尽量选择动作可靠性高, 维护周期长得设备。根据设计任务书得要求，设计规模为10kV出线6回，35K v进线2回；负荷状况为35 kV 最大 12、6MVA, 1 OkV 最大 8、SMVAo本期设计要严格按电力工程手册、发电厂电气部分等参考资料进行主接线 得选择，要与所选设备得性能结合起来考虑，最后确定一个技术合理，经济可靠得最佳方 案。2、主变压器容量、型号与台数得选择2、1主变压器得选择变电所主

5、变压器得容量一般按照变电所建成后5 -10年得规划负荷考虑，并应按照 其中一台停用时其它变压器能满足变电所最大负荷S max得6 0%或全部重要负荷选择， 即：Sn=0、6Smax/(N-l) (MV A)式中N为变电所主变压器台数，木题目中*2。注：本变电所输岀总容量为，S= 3P / c 0 SC + 3S1 二8 8 00KVA2、2主变台数选择根据题U条件可知，主变台数为两台。2、3主变型号选择本变电所有35 k V、10kV两个电压等级，根据设计规程规定，“具有两个电压等 级得变电所中，首先考虑双绕组变压器。根据以上条件，选择S9- 6 300 /35变压器。2. 4主变压器参数计算

6、额定电压高压侧35 2 X2、5%,低压侧10、5 kV,连接组别为YN, d阻抗电压百分数 Uk%=7 5%,Pk= 3 4 50KW3、主接线形式设计根据设计任务书得要求与设计规模。在分析原始资料得基础上，参照电气主接线设 汁参考资料。依据对主接线得基本要求与适用范围，确定一个技术合理，经济可黑得主接 线最佳方案。3、1 10kV出线接线方式设计对于1 0KV有六回出线，可选母线连接方式有分段得单母线接线，单母线带旁路母 线接线，双母线接线及分段得双母线接线。根据要求，单母线带旁路母线接线方式满足“不进行停电检修”与经济性得要求, 因此1 OKV母线端选择单母线带旁路母线接线方式。3、2

7、35kV进线方式设计本题U中有两台变压器与两回输电线路，故需采用桥形接线，可使断路最少。可采用得桥式接线种类有内桥接线与外桥接线。外桥形接线得特点为：供电线路得切入与投入较复杂，需动作两台断路器并有一台变压器停运。桥连断路器检修时，两个回路需并列运行，变压器检 修时，变压器需较长时间停运。内桥形接线得特点为:变压器得投入与切除较为复杂， 需动作两台断器，影响一回线路得暂时供电桥连断路器检修时，两个回路需并列运 行,出线断路器检修时，线路需较长时间停运。其中外桥形接线满足本题LI中“输电线路较短，两变圧器需要切换运行”得要求, 因此选择外桥接线。3、3总主接线设计图4、短路电流计算4、1短路计算

8、得目得(1) 选择有足够机械稳定度与热稳定度得电气设备。(2) 为了合理地配置各种继电保护与自动装置并正确确定其参数,必须对电力网发生得各种短路进行计算与分析(3) 在设计与选择电力系统与电气主接线时,为了比较各种不同得方案得接线图，确 定就就是否采用限制短路电流得措施等,都要进行必要得短路计算。(4) 进行电力系统暂态稳定计算，研究短路时用电客户工作得影响等。也包含一部 分短路计算。4、2变压器等值电抗计算(1)35K V侧基准值，标幺值计算取Sb二100MVA Ubi=37KV 定)(B表示基准值、X表示额定值)Sr 100_=f= 1.56AL4y/3UB V3*37 -= r31=13

9、.69QV3/fil 75*1.56= = = 0.946537ZT. 14.62,* =-=1.068ZB 13.691 OKV侧基准值，标幺值计算取 Sb= 1 OOMVA Ub 二 10、5K V(规定)4、3短路点得确定在正常接线方式下，通过电器设备得短路电流为最大得地点称为短路计算 点，比较 断路器得前后短路点得讣算值，比较选取计算值最大处为实际每段线路上短路点。基于 该原则选取短路点如下：35KV线路上短路点为F 3 , F410KV线路上短路点为F 1 , F235KV/A 35/10.5主变10KV/厂TF1图4-1短路点标示图4、4各短路点三相短路电流计算（l）Fl点短路三相

10、电流IF1计算 等值电路如下左图示(2)F 2点短路三相电流IF2计算 等值电路如上右图示(3) F3点短路三相电流IF3计算等值电路如下左图示F4点短路三相电流IF 4计算等值电路如上右图示4、5短路电流汇总表表4-1短路电流汇总：短路点F IF2F3F4短路电流5、63、553、7372、6 65、 电气一次设备得选择5、1高压电气设备选择得一般标准导体与电器得选择设计、必须执行国家得有关技术、经济得政策，并应做到技术先 进、安全可幕、运行方便与适当得留有发展余地，以满足电力系统安全经济运行得需求。 应满足正常运行,检修，短路与过电压悄况下得需求，并考虑到远景发展需要。 按当地环境条件校核

11、。 应力求技术先进与经济合理 选择异体时应尽量减少品种 扩建工程应尽量使新老电器型号一致 选用新产品，均应具有可靠得试验数据，并经正式鉴定合格。断路器全分闸时间包括断路器固有分闸时间与电弧燃烧时间。该系统中各断路器得短路切除时间列表如下，这里架设各断路器得全开断时间为0、 06s,山于短路电流周期分量得衰减在该系统中不能忽略，为避免计算上得繁琐，较验热 稳定时用等值时间法来计算短路点电流周期分量热效应QKo等值时间法计算短路电流周期分量热效应Qk：为短路电流周期分量得起始值其中令k二1查电力工程手册得到等值时间tj 表 5-1：时间10 k v线路10kv分段开关匸变10 k v 侧匸变3 5

12、KV 侧35KV线路桥3 5 KV线路Tp r (s)0、51、01、52、02、53、0t a b(s)0、060、060、060、0 60、060、06T k =tpr+t a(s )0、561、061、562、062、563、06t jz(s)0、40、781、251、682、12、585、2高压断路器及隔离开关得选择开关电器得选择及校验原则选择较验电压 电流 按断开电流选择，INbr 按短路关合电流来选择iNcl 按热稳定来选择注：()(1 )主变压器33KV侧断路器及隔离开关得选择MVAKVA在此系统中统一取过负荷系数为1、5则最大电流A最热月平均气温30C,综合修正系数K=l、05

13、表 2开关电器得选择:计算数据断路器型号及参数隔离开关型号及参 数SW3-3 5GN2-3 5 /4 0 0U (KV)35Ue35Ue35IMAX/K (A)148、43Ie1000Ie400Iz t =IF3( KA)3、727I Nb r1 6、5QK23、34ISh二2、551 zt(KA)9、5INc 12530Ie s4 2Ies52(2) 35KV侧桥断路器及隔离开关得选择MVAK VA A最热月平均气温3 0 C,综合修正系数K二1、05表53开关电器得选择:计算数据断路器型号及参数隔离开关型号及参数S W3-35GN 2 - 3 5/ 4 0 0U(KV)35Ue35Ue35

14、I MAX/K(A)148、43I e1000Ie4 0 0I z t = IF4 (KA)2、66INb rI 6、5QK14.86ISh二 2、556、783I N2530Izt(KA)clI es42Ie s52(3)主变圧器3 5KV侧线路隔离开关得选择其余同主变压器35 KV侧隔离开关得选择相同参瞧表1 3(4) 主变压器1 0 KV侧少油断路器得选择MVAK V363. 7A在此系统中统一取过负荷系数为1、5则最大电流最热月平均气温30C,综合修正系数K二1、0 5表5-4开关电器得选择:计算数据断路器型号及参数SN10- 1 0/630- 1 6U (KV)1 0Ue10Imax

15、/K (A)54 5、6Ie630I z t =lF2(KA)3、5 5Ixbr16Qk15、75Ish=2 、5 5 I9、053I Nel40(峰值)zt(KA)les4 01 0 KV侧线路断路器得选择MVA KV363. 7 A在此系统中统一取过负荷系数为1、5则最大电流A最热月平均气温30C,综合修正系数K= 1.05该处断路器得选择同1OKV侧线路断路器列表如下表开关电器得选择:计算数据断路器型号及参数SN1 0 -10/ 6 3 0 -1 6U (KV)1 0Ue10IMAX/K( A)1 81、85I e63 0Izt = IFl(KA)5、6IN br16QK12.54ISh

16、二2 、5 5 Izt(KA)1 4、28INcl40(峰值)les40(6) I OKV母线分段开关得选择MVAKV在此系统中统一取过负荷系数为1、3则最大电流最热月平均气温30C,综合修正系数K二1、05该处断路器得选择与1OKV侧线路断路器相同列表如下:表5 6计算数据断路器型号及参数SN 1 0-10/630- 1 6U(KV)1 0U e10IMAX/K (A)181、 85I e630I z t= I Fl (KA)5、6I Nbr16QK24、4 6I Sh 二2、55Iz t (KA)14、28INcl40(峰值)les405、3导体得选择(1 )主变压器1OK V引出线35K

17、V以下，持续工作电流在40 0 0 A及以下得屋内配电装置中，一般采用 矩形母线，本设计中低压侧Imax=545. 6A。根据要求，查表可选择单条竖放铝导体LMY.其长期允许载流量为5 9 4 A现对其进行较验：满足长期允许发热条件热稳定校验： 49乜“49址型“03.37 t + 6WV245 + 30Ks =1.01西卫I =回EEL 43.加 20(W103.37C共振校验 0 = 1Smin3.56 i7xlO,ox3.255xlO-6J = 3.791600.54m = blip = 0.05 x 0.004 x 2700 = 0.54动稳定其中满足动稳定。(2) 10KV母线得选择

18、因其最大电流同10K V引出线上最大电流相同，所以母线导体得选择及校验同 上。5、4电流互感器得选择(1) 3 5 KV侧桥上电流互感器A确级准0、5选取LQZ- 3 5型电流互感器。(2) 主变3 5 KV侧电流互感器确级准0、5选取L-3 5型电流互感器。(3) 主变10KV侧电流互感器确级准0、5选取L QZ-3 5型电流互感器。(4 ) 10KV母线电流互感器确级准0、5选取LQZ-35型电流互感器。(5) 10K V引出线电流互感器确级准0、5选取LB-35型电流互感器。5、5电压互感器得选择(1) 主变33KV侧电压互感器选择油浸式电压互感器 初级绕组3 5次级绕组0、1选择JDJ

19、-3 5(2) 主变1 0KV侧电压互感器选择油浸式电压互感器 初级绕组1 0次级绕组0、1选择JDJ - 1 06、支持绝缘子与穿墙套管得选择(1) 35K V户外支持绝缘子根据额定电压选择ZL-35/4Y校验动稳定：Fc0.6Fd=2AKNH.=H +b +-1 2= 380+12 + 7.5=399.5/?/?max =卜 ph= 69NFc =卜 MAX= 69x 竺0 = 72.5 O.6F& = 2400N370所选元件符合要求。(2) 10K V户内支持绝缘子动稳定校验：Fc Qk = 12.54(曲尸S动稳定校验：满足条件。6、防雷6、1防雷设备防雷得设备主要有接闪器与避雷器。

20、其中，接闪器就就就是专门用来接受直接雷击 (雷闪)得金属物体。接闪得金属称为避雷针。接闪得金属线称为避雷线，或称架空地线。 接闪得金属带称为避雷带。接闪得金属网称为避雷网。避雷器就就是用来防止雷电产生得过电圧波沿线路侵入变配电所或其它建筑物内, 以免危及被保护设备得绝缘。避雷器应与被保护设备并联，装在被保护设备得电源侧。 当线路上出现危及设备绝缘得雷电过电压时，避雷器得火花间隙就被击穿,或山高阻变为 低阻,使过电压对大地放电，从而保护了设备得绝缘。避雷器得型式，主要有阀式与排气式 等。6、2防雷措施1、 架空线路得防雷措施(1) 架设避雷线 这就就是防雷得有效措施，但造价高，因此只在6 6KV

21、及以上得架空 线路上才沿全线装设。3 5KV得架空线路上，一般只在进出变配电所得一段线路上装 设。而10KV及以下得线路上一般不装设避雷线。(2) 提高线路本身得绝缘水平在架空线路上，可采用木横担、瓷横担或高一级得绝 缘子，以提高线路得防雷水平，这就就是10KV及以下架空线路防雷得基本措施。(3) 利用三角形排列得顶线兼作防雷保护线由于310KV得线路就就是中性点不接 地系统，因此可在三角形排列得顶线绝缘子装以保护间隙。在出现雷电过电圧时，顶线绝 缘子上得保护间隙被击穿，通过其接地引下线对地泄放雷电流，从而保护了下面两根导 线，也不会引起线路断路器跳闸。(4) 装设自动重合闸装置 线路上因雷击

22、放电而产生得短路就就是山电弧引起得。在 断路器跳闸后，电弧即自行熄灭。如果采用一次ARD,使断路器经0、5s或稍长一点时 间后自动重合闸，电弧通常不会复燃，从而能恢复供电，这对一般用户不会有什么影响。(5) 个别绝缘薄弱地点加装避雷器对架空线路上个别绝缘薄弱地点，如跨越杆、转 角杆、分支杆、带拉线杆以及木杆线路中个别金属杆等处，可装设排气式避雷器或保护间 隙。6、3变配电所得防雷措施(1)装设避雷针室外配电装置应装设避雷针来防护直接雳击。如果变配电所处在 附近高建(构)筑物上防雷设施保护范圉之内或变配电所本身为室内型时，不必再考虑直 击雷得保护。(2)高压侧装设避雷器这主要用来保护主变圧器，以

23、免雷电冲击波沿高压线路侵入 变电所，损坏了变电所得这一最关键得设备。为此要求避雷器应尽量靠近主变压器安装。 阀式避雷器至310KV主变压器得最大电气如下表。表 6- 1 ：雷雨季节经常运行的进线路数1234辭雷器至主变压器的最大电气距阖/m15232730避雷器得接地端应与变压器低压侧中性点及金属外壳等连接在一起。在每路进线终 端与每段母线上，均装有阀式避雷器。如果进线就就是具有一段引入电缆得架空线路， 则在架空线路终端得电缆头处装设阀式避雷器或排气式避雷器，其接地端与电缆头外壳 相联后接地。(3) 低压侧装设避雷器这主要用在多雷区用来防止雷电波沿低压线路侵入而击穿电 力变压器得绝缘。当变压器

24、低压侧中性点不接地时(如I T系统)，其中性点可装设阀式避 雷器或金属氧化物避雷器或保护间隙。在本设汁中，配电所屋顶及边缘敷设避雷带，其直径为8mm得镀锌圆钢，主筋直径应 大于或等于10mm得镀锌圆钢。7、接地7、1接地与接地装置电气设备得某部分与大地之间做良好得电气连接，称为接地。埋入地中并直接与大地 接触得金属导体，称为接地体，或称接地极。专门为接地而人为装设得接地体，称为人工接 地体。兼作接地体用得直接与大地接触得各种金属构件、金属管道及建筑物得钢筋混凝 土基础等，称为自然接地体。连接接地体与设备、装置接地部分得金属导体，称为接地 线。接地线在设备、装置正常运行情况下就就是不载流得，但在

25、故障情况下要通过接地 故障电流。接地线与接地体合称为接地装置。山若干接地体在大地中相互用接地线连接起来得 一个整体，称为接地网。其中接地线乂分为接地干线与接地支线。接地干线一般应采用 不少于两根导体在不同地点与接地网连接。7、2确定此配电所公共接地装置得垂直接地钢管与连接扁钢1确定接地电阻按相关资料可确定此配电所公共接地装置得接地电阻应满足以下两个条件：RE 250V/ I ERE 102IE= IC = 6 0x(60+35x4 )A/350= 34.3 A故 RE 35OV/3 4 .3A=1 0、2Q综上可知,此配电所总得接地电阻应为RE10Q2接地装置初步方案现初步考虑围绕变电所建筑四

26、周，距变电所23m,打入一圈直径5 0 mm.长2 .5m得钢管 接地体，每隔5m打入一根,管间用4 0 x4mm2得扁钢焊接。3计算单根钢管接地电阻单根钢管接地电阻RE(1) -10 0 Qm/ 2 .5m = 40G4确定接地钢管数与最后得接地方案根据R玖1)/ R E = 40/4 =10。但考虑到管间得屏蔽效应，初选15根直径 50mm、长2. 5 m得钢管作接地体。以n二15与a/1 = 2再查有关资料可得iE = 0、 66 o因此可得n =RE( 1 )/(nERE) =40G/(0、6 6x4)Q 1 5考虑到接地体得均匀对称布置，选16mm根直径50mm、长2.5m得钢管作地

27、体，用40x4mm2得扁钢连接，环形布置。总 结这次课程设计，虽然短暂，但却给了我一次自主设计工厂供电电气一次部分得机会。 在设计过程中，以前书本上得内容第一次完完全全得在实际中实现，并且遇到了书本中 不曾学遇到得情况。作为一个电气方面得大学生，在今后得工作中需要很强得实践动手 能力，在摸索该如何设计变电所供电,使之实现所需功能得过程中，培养了我得设计思维, 增加了实际操作能力。通过这次得课程设计，让我把理论实践联系了起来。这样不但巩固了我得理论知识。 让我认识到学习中得很多不足。同时也让我让我对书本上得知识有了一个总体而乂明确 得理解。在这个课程得设计中，让我对工厂供电熟悉程度加深。设计过程中运用了很多 得知识，因此如何将知识系统化就成了关键。如本设计中用到了工厂供电得绝大多数得 基础理论与设计方案，因此在设计过程中侧重了知识系统化能力得培养,为今后得工作 与学习打下了很好得理论基础。在设计过程中，发现了很多得不足，