1、電氣裝備課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（35KV電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)）院（系）名稱(chēng)工學(xué)院機(jī)械系專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)電氣工程及其自動(dòng)化學(xué)生姓名指導(dǎo)教師201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(lái)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(xiàn)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(chǎng)總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)是根據(jù)各個(gè)車(chē)間的負(fù)荷數(shù)量和性質(zhì)，生產(chǎn)工藝對(duì)負(fù)荷的要求以及負(fù)荷布局，結(jié)

2、合國(guó)家供電情況，解決對(duì)各部門(mén)的安全可靠，經(jīng)濟(jì)技術(shù)的分配電能力問(wèn)題，論文主要對(duì)變電站進(jìn)行了主接線(xiàn)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(mǎn)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(xiàn)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(kāi)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 -1.1 變電站的選擇原

3、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(xiàn)設(shè)計(jì)-3-2.1 對(duì)電氣主接線(xiàn)的基本要求-3 -所要選擇的主接線(xiàn)形式- 4 -2.2.1 35KV、10KV接線(xiàn)形式的選擇- 4 -3 負(fù)荷計(jì)算- 9 -計(jì)算負(fù)荷- 10 -對(duì)于35KV段負(fù)荷的計(jì)算- 11 -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 -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.

4、2主變阻抗及調(diào)壓方式選擇- 14 -5主變阻抗的選擇- 14 -5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(kāi)關(guān)的選擇- 17 -6.2.1 隔離開(kāi)關(guān)的作用- 18 -6.2.235KV側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的選擇- 18 -6.2.310KV側(cè)隔離開(kāi)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

5、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 -前 言變電站是電力網(wǎng)中線(xiàn)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(zhuān)業(yè)課程（如發(fā)電廠(chǎng)電氣部

6、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(lèi)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(hù)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(xiàn)選擇、主變選擇、無(wú)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(xiàn)設(shè)計(jì)中，在35kV側(cè)我們把兩種接線(xiàn)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(xiàn)分段接線(xiàn)方式。1 變電站站址的選擇原則和作用1.1 變電站的選

7、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(xiàn)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)120.21。該地區(qū)地勢(shì)平坦，無(wú)高山丘陵，氣候宜人，屬溫帶季風(fēng)型氣候，冬無(wú)嚴(yán)寒，夏無(wú)酷暑，四季分明，氣候宜人，年平均氣溫12左右，冬天不低于-10

8、，夏天不超過(guò)30；年平均降雨量600毫米左右，無(wú)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(mǎn)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(guò)電力系統(tǒng)本身的損失。因此，電力系統(tǒng)運(yùn)行首先要滿(mǎn)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)量和頻率質(zhì)量均以偏移是否超過(guò)給定值來(lái)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(guò)給定值來(lái)衡量。所有這些質(zhì)量

9、指標(biāo)，都必須采取一切手段來(lái)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(guān)。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)，電壓越高，電流越小，線(xiàn)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(xiàn)路上的功率損耗和電壓損失也較小。另一方面，電壓

10、越高，對(duì)絕緣水平的要求則越高，變壓器，開(kāi)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(xiàn)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(xiàn)路的電壓分布往往是首段高于末端，系統(tǒng)標(biāo)稱(chēng)電壓于用電設(shè)備的額定電壓取值一致，使線(xiàn)路沿線(xiàn)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

11、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(xiàn)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(chēng)電壓高，以便補(bǔ)償線(xiàn)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(xiàn)設(shè)計(jì)2.1 對(duì)電氣主接線(xiàn)的基本要求電氣主接線(xiàn)是由高壓電器通過(guò)連接線(xiàn)，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(chēng)為一次接線(xiàn)或電氣主系統(tǒng)。主接線(xiàn)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)，

12、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(xiàn)的基本要求，概括的說(shuō)包括可靠性，靈活性和經(jīng)濟(jì)性三方面。所要選擇的主接線(xiàn)形式由負(fù)荷資料知，35KV上近期無(wú)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(chē)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(chē)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(guò)程中應(yīng)在保證供電的可靠性的基礎(chǔ)上考慮經(jīng)濟(jì)因素。2.2.1 35KV、10KV接線(xiàn)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(xiàn)為2回時(shí)，一般采用橋形接線(xiàn)；當(dāng)出

13、線(xiàn)為2回以上時(shí)，一般采用單母線(xiàn)分段或單母線(xiàn)接線(xiàn)。出線(xiàn)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(xiàn)接線(xiàn)”。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(xiàn)分段接線(xiàn)，如圖1所示 圖1優(yōu)點(diǎn)：用斷路器把母線(xiàn)分段后，重要用戶(hù)可從不同母線(xiàn)分段引出雙回線(xiàn)供電；當(dāng)一段母線(xiàn)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(xiàn)不間斷供電，保證重要用戶(hù)不停電。缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線(xiàn)或母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線(xiàn)的回路都要在檢修期間內(nèi)停電；當(dāng)出線(xiàn)為雙回路時(shí)，常使架空線(xiàn)路出線(xiàn)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

14、母線(xiàn)停電。適用范圍：610 kV配電裝置出線(xiàn)回路數(shù)為6回及以上時(shí)；3560 kV配電裝置出線(xiàn)回路數(shù)為48回及以上時(shí)；110220 kV配電裝置出線(xiàn)回路數(shù)為34回時(shí)。方案2：采用單母線(xiàn)接線(xiàn)，如圖2所示。圖2優(yōu)點(diǎn)：接線(xiàn)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(xiàn)及母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)等）故障或檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電。單母線(xiàn)可用隔離開(kāi)關(guān)分段，但當(dāng)一段母線(xiàn)故障時(shí)，全部回路仍需短時(shí)停電，在用隔離開(kāi)關(guān)將故障的母線(xiàn)段分開(kāi)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(xiàn)回路數(shù)不超過(guò)5回；3560 kV配電裝置出線(xiàn)回路數(shù)不超過(guò)3回；110220 kV配電裝

15、置出線(xiàn)回路數(shù)不超過(guò)2回。方案3：采用外橋圖3外橋接線(xiàn)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(kāi)本回路的斷路器即可，不影響其他回路的工作。當(dāng)線(xiàn)路故障時(shí)，例如引出線(xiàn)1U故障，斷路器1DL和3DL都將斷開(kāi)，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(kāi)隔離開(kāi)關(guān)2G后，再接通斷路器1DL和3DL。外橋接線(xiàn)適用于線(xiàn)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(kāi)關(guān)數(shù)量如表1所示。表1 35KV斷路器和隔離開(kāi)關(guān)數(shù)量表方案比較單母分段單母線(xiàn)外橋斷路器臺(tái)數(shù) 5 4 3隔離開(kāi)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(lái)看：由于3種方案所選變

16、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(lái)看：方案1，當(dāng)一段母線(xiàn)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(xiàn)不間斷供電和不致使重要用戶(hù)停電，可以滿(mǎn)足一、二、三類(lèi)用戶(hù)負(fù)荷的要求，可靠性高；方案2，任一元件（母線(xiàn)及母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)等）故障或檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電，不能滿(mǎn)足一、二類(lèi)用戶(hù)負(fù)荷的要求。方案3當(dāng)線(xiàn)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(lái)看：方案

17、1因接線(xiàn)簡(jiǎn)單，所以投切變壓器，倒閘操作最簡(jiǎn)便。通過(guò)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(wú)一類(lèi)負(fù)荷，二類(lèi)負(fù)荷所占比例較少（），所以考慮綜合因素，選方案1單母線(xiàn)接線(xiàn)為本變電站的35 kV側(cè)主接線(xiàn)。本期從東海電廠(chǎng)出35KV線(xiàn)路2回，直接至氧化鋁廠(chǎng)，根據(jù)設(shè)計(jì)原則可采用單母線(xiàn)分段的接線(xiàn)形式。如下圖610kV配電裝置出線(xiàn)回路數(shù)目為6回及以上時(shí)，可采用單母線(xiàn)分段接線(xiàn)。而雙母線(xiàn)接線(xiàn)一般用于引出線(xiàn)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(xiàn)回路數(shù)為12回，可采用單母線(xiàn)分

18、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(xiàn)路名稱(chēng)最大負(fù)荷MVA負(fù)荷組成（%）自然功率Ifmax(A)線(xiàn)長(zhǎng)km備注一級(jí)二級(jí)三級(jí)10KV原料車(chē)間20%20%182溶出車(chē)間20%20%沉降車(chē)間20%58分解車(chē)間70%30%107蒸發(fā)車(chē)間30%30%87被燒車(chē)間30%30%114備用一3.1 計(jì)算負(fù)荷綜合最大計(jì)算負(fù)荷：K%線(xiàn)損，取5%3.1.1 對(duì)于35KV段負(fù)荷的計(jì)算3.1.2 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%）綜上：總的計(jì)算負(fù)荷：4 短路電流的計(jì)算4.1 計(jì)算短路

19、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(guò)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_(kāi)斷電流不滿(mǎn)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(xiàn)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)算圖 35KVK2根據(jù)前面所選變壓器各參數(shù)得：X2=0 (純電纜線(xiàn)路

20、)4.2.2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(wú)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

21、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(guò)消弧線(xiàn)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(xiàn)方式采用YN/d11的接線(xiàn)方式。5.2 主變阻抗及調(diào)壓方式選擇5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)

22、穩(wěn)定、潮流計(jì)算、無(wú)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(chǎng)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(chēng)為無(wú)激磁調(diào)壓，調(diào)整范圍在22.5%以?xún)?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(xiàn)電壓恒定時(shí)，且隨著各方面的發(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)

23、，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(hù)的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷，、類(lèi)負(fù)荷的總和為： SB0.39.01MVA，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#350.72高低：SFZ10-10000/352#350.72高低：SFZ10-10000/353#350.72高低：5

24、.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(zhuān)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)，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(zhuān)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6.1.135KV側(cè)斷路器的選擇該回路安裝在戶(hù)外，選擇戶(hù)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(guò)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

25、：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(kāi)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ZN12351250255025所以所選斷路器的短路關(guān)合電流滿(mǎn)足要求，因而動(dòng)穩(wěn)定也滿(mǎn)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(mǎn)足要求，以上各種參數(shù)校驗(yàn)均滿(mǎn)足要求，故選擇ZN12斷路器。6.10KV側(cè)斷路器的選擇該回路安裝在戶(hù)外，選擇戶(hù)外型斷路器，該回路電壓為10KV，因此選擇的斷路器的額定電壓UE6KV的斷路

26、器，且其額定電流大于通過(guò)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(kāi)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/T630-251263040 下面對(duì)所選的斷路器進(jìn)行校驗(yàn)，通過(guò)斷路器的短路電流Ik=6.63A，所選斷路器的額定開(kāi)斷電流為31.5KA，故斷流能力滿(mǎn)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(guò)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(mǎn)足要求

27、，因而動(dòng)穩(wěn)定也滿(mǎn)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(mǎn)足要求，以上各種參數(shù)校驗(yàn)均滿(mǎn)足要求，故選擇ZN65A-12/T630-25斷路器。6.2隔離開(kāi)關(guān)的選擇6.2.1 隔離開(kāi)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(xiàn)路在檢修時(shí)與電源有明顯的斷口。隔離開(kāi)關(guān)無(wú)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(kāi)關(guān)，后合斷路器，分閘操作應(yīng)先斷開(kāi)斷路器，后斷開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)。運(yùn)行中必須嚴(yán)格遵守“倒閘操作規(guī)定”，并應(yīng)在隔離開(kāi)關(guān)與斷路器之間設(shè)置閉鎖機(jī)構(gòu)，以防止誤操

28、作。隔離開(kāi)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(kāi)關(guān)的選擇為了保證電氣設(shè)備和母線(xiàn)的檢修安全，該回路選擇隔離開(kāi)關(guān)帶接地刀閘，該隔離開(kāi)關(guān)安裝在戶(hù)外，故選擇戶(hù)外型。該回路額定電壓為，因此所選的隔離開(kāi)關(guān)的額定電壓，而且隔離開(kāi)關(guān)的額定電流大于流過(guò)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(kāi)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(kāi)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(guò)電流（KA）2S熱穩(wěn)定電流（KA）接地刀閘（A）有效值峰值12502850202000下

29、面校驗(yàn)所選擇的隔離開(kāi)關(guān)，短路時(shí)通過(guò)該隔離開(kāi)關(guān)的短路沖擊電流ish=40.29KA ，所選擇的隔離開(kāi)關(guān)的動(dòng)穩(wěn)定電流即極限通過(guò)電流的峰值50KA，即，因此動(dòng)穩(wěn)定滿(mǎn)足要求。該隔離開(kāi)關(guān)允許的熱效應(yīng)短路時(shí)的熱效應(yīng)即，熱穩(wěn)定滿(mǎn)足要求，經(jīng)過(guò)以上校驗(yàn)，所選隔離開(kāi)關(guān)滿(mǎn)足要求，故確定選用GN27-40.5型高壓隔離開(kāi)關(guān)，該隔離開(kāi)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(kāi)關(guān)的選擇為了保證電氣設(shè)備和母線(xiàn)的檢修安全，該回路選擇隔離開(kāi)關(guān)帶接地刀閘，該隔離開(kāi)關(guān)安裝在戶(hù)外，故選擇戶(hù)外型。該回路額定電壓為，因此所選的隔離開(kāi)關(guān)的額定電壓Ue10KV，而且隔離開(kāi)關(guān)的額定電流大于流過(guò)斷路器的最大持續(xù)電流，因此選擇GN30

30、-12型接地高壓隔離開(kāi)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(kāi)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(kāi)關(guān)，短路時(shí)通過(guò)該隔離開(kāi)關(guān)的短路沖擊電流ish=16.91KA，所選擇的隔離開(kāi)關(guān)的動(dòng)穩(wěn)定電流為， 即，因此動(dòng)穩(wěn)定滿(mǎn)足要求。該隔離開(kāi)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(mǎn)足要求，經(jīng)過(guò)以上校驗(yàn)，所選隔離開(kāi)關(guān)滿(mǎn)足要求，故確定選用GN30-12型高壓隔離開(kāi)關(guān)，該隔離開(kāi)關(guān)配用手動(dòng)式杠桿操作機(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

31、電流線(xiàn)圈和電壓線(xiàn)圈供電，正確反應(yīng)電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和故障情況。互感器的作用是：（1） 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(xiàn)上均安裝電壓互感器，電壓互感器應(yīng)按工作電壓來(lái)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(mǎn)足：，本設(shè)計(jì)中根據(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JD

32、ZX9-12G。下面以JDZX9-35Q為例，該互感器用于35KV、50HZ輸電線(xiàn)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(xiàn)盒、變壓器油等組成，系油紙絕緣結(jié)構(gòu)。一次、二次線(xiàn)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總重Kg3P極限輸出JDZX9-35Q3575150500100035115 根據(jù)變電站的設(shè)計(jì)要求，選擇準(zhǔn)確級(jí)為0

33、.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L(zhǎng)ZZBJ7-35，變比選擇800/5。（2）10KV電流互感器的選擇型號(hào)為L(zhǎng)ZZBJ9-12，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LB7-110W35/3126KV50HZ600-800A5A100KA6.4電抗器的選擇根據(jù)本設(shè)計(jì)中，在10KV母線(xiàn)段加裝型號(hào)為OKSQ-87.5(45)/11-4.

34、5%的電抗器。先進(jìn)行電壓損失校驗(yàn)：，即滿(mǎn)足要求。熱穩(wěn)定應(yīng)滿(mǎn)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(mǎn)足要求。 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 即滿(mǎn)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(guò)熔斷器的長(zhǎng)時(shí)最大工作電流。所選熔件應(yīng)在長(zhǎng)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35

35、KV和6KV中加裝高壓熔斷器，用來(lái)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(hù)外高壓熔斷器，其基本參數(shù)如下表6.7：表6.7 RN2型戶(hù)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(kāi)斷電流有效值（KA）開(kāi)斷最大短路電流時(shí)，最大電流峰值（A）熔體管電阻值（）RN2-35351000177001007RN2-66100085300142147配電裝置的平面設(shè)計(jì)結(jié)合本設(shè)計(jì)中變電站的實(shí)際情況，35kV采用戶(hù)內(nèi)開(kāi)關(guān)柜單列布置，采用電纜進(jìn)線(xiàn)，架空出線(xiàn)。10kV采用室內(nèi)開(kāi)關(guān)柜單列布置，采用電纜出線(xiàn)，主變位于35kV配電室及10kV配電室之間，主變前留有四米寬

36、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(hù)內(nèi)布置。結(jié) 論經(jīng)過(guò)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(mǎn)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(xiàn)分段的接線(xiàn)，可滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)性和可靠性要求；對(duì)于10KV因其出線(xiàn)較多，且出現(xiàn)故障的幾率較大，一旦停電，將會(huì)造成大面積的停電，故10KV側(cè)采用單母線(xiàn)分段的接線(xiàn)形式。本變電站35KV和10KV都采用真空斷路器，可靠性較高。通過(guò)對(duì)該變電站的設(shè)計(jì)，加深了對(duì)發(fā)電廠(chǎng)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(shū)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(wèn)題的能力，受益匪淺。在本次變電站的設(shè)計(jì)過(guò)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(jiàn)，幾經(jīng)修改，但由于經(jīng)驗(yàn)不足，尚不能縱觀(guān)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(guò)程中難免有錯(cuò)誤和不妥之處，敬請(qǐng)各