華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 - I -華 北 水 利 水 電 學(xué) 院畢 業(yè) 設(shè) 計 任 務(wù) 書設(shè)計題目：TY35KV 降壓變電站設(shè)計專 業(yè)：電氣工程及其自動化班級學(xué)號： 200505503 姓 名： 王曉朋 指導(dǎo)教師： 魯改鳳 設(shè)計期限：2009 年 03 月 02 日開始2009 年 05 月 16 日結(jié)束院 系： 電力學(xué)院 2009 年 03 月 01 日華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 - II -任 務(wù) 書一、題目：TY35KV 降壓變電站設(shè)計二、原始資料（一）變電站性質(zhì)及規(guī)模為解決該供電區(qū)的用電問題在新城區(qū)新建 35KV 變電站。 該變電站服務(wù)對象是一個以農(nóng)業(yè)為主的縣城變電站。其用戶供電區(qū)主要是發(fā)展中的本縣新城區(qū),含本縣企、事業(yè)單位用電和居民生活用電。棉紡、印染、紡織、機械、農(nóng)副產(chǎn)品加工及市區(qū)用電（包括商業(yè)、交通、居民生活等）等。變電站位于主要電、熱用戶附近，交通方便。本變電站為35/10KV兩級電壓，2臺主變壓器。35KV饋線最終2回，本期2回，采用架空進(jìn)線，單母線接線；10KV饋線最終7回電纜出線，本期出線5回，,采用單母分段接線。擬采用 1 條 35KV 輸電線路（站甲線）經(jīng)過變電站甲與系統(tǒng)聯(lián)系；另一條35KV 輸電線路（站乙線）經(jīng)過變電站乙與系統(tǒng)構(gòu)成環(huán)網(wǎng)。變電站容量 18000KVA+14000KVA。本期安裝 8000 KVA無功補償容量:最終 2100 千乏,本期 1500 千乏。所用變 2 臺,250KVA ，1 臺接于 35KV 進(jìn)線側(cè)，1 臺接于10KV 母線。（二）負(fù)荷資料負(fù)荷資料如表 1-1 所示。所用電率：0.8%。（三）變電站址地理位置及環(huán)境條件1、站址地理位置圖變電站甲、變電站乙在本變電站正西方 20KM，25KM 處。2、環(huán)境條件該地區(qū)年最高溫度 40，年最低溫度-16，最熱月平均最高溫度+32，海拔高度 200m，地震烈度 6 度，廠區(qū)無嚴(yán)重污染，土壤熱阻率 t=120cm/w，土壤溫度 20。華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 - III -表 1-1 負(fù)荷資料表電壓 線路名稱 最大功率 cos 距離（km） Tmax(h/y) 其它站甲線 80MW 0.8 20 5000 西 方35KV站乙線 40MW 0.8 25 5000 西 方出線 1(生活) 2200KW 0.8 5 5500出線 2(機械) 2000KW 0.8 2 4000出線 3(商業(yè)) 1300KW 0.8 6 5500出線 4(農(nóng)業(yè)) 800KW 0.8 1.5 5000出線 5(紡織) 3000KW 0.8 3 5000出線 6 1000KW 0.8 4 4500 備用10KV出線 7 800KW 0.8 4 4500 備用注：表中數(shù)據(jù)為最大負(fù)荷值，最小負(fù)荷為 70%最大負(fù)荷；同時率取 0.850.95。三、設(shè)計內(nèi)容（一）電氣一次部分1、電氣主接線設(shè)計；2、短路電流計算及主要電氣設(shè)備選擇；3、配電裝置設(shè)計。（二）電氣二次部分1、變壓器、輸電線路的保護配置設(shè)計；2、變壓器保護設(shè)計；3、變壓器保護整定計算；4，母線保護整定計算4、10KV 線路保護的整定計算。5. 站用變壓器整定計算四、時間安排華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 - IV -本次設(shè)計的時間共 13 周，各部分設(shè)計內(nèi)容的時間安排大致如下：收集資料，消化吸收 1 周方案論證比較 1 周短路電流計算 1 周電氣設(shè)備選擇計算 2.5 周計算機繪圖 2 周完善設(shè)計成果 2 周編制設(shè)計說明書 1.5 周審核、校對 1 周答辯 1 周總計 13 周五、畢業(yè)設(shè)計（論文）成果(一) 設(shè)計說明書一份。編制畢業(yè)設(shè)計（論文）的內(nèi)容及結(jié)構(gòu)規(guī)范：1、畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告2、畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書（抄錄原件有關(guān)內(nèi)容）3、目錄4、畢業(yè)設(shè)計（論文）正文說明書的論述要流暢，結(jié)論要正確，要求打印。說明書頁碼應(yīng)編號。5、參考文獻(xiàn)6、專業(yè)相關(guān)文獻(xiàn)翻譯（原件及譯文）(二)計算書。(三)圖紙（打印各#3 圖紙）。（1）電氣主接線圖 1 張；（2）變電站平面布置圖 1 張。華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 - V -華北水利水電學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計開題報告2009 年 03 月 05 日學(xué)生姓名 王曉朋 學(xué)號 200505503 專業(yè) 電氣工程及其自動化題目名稱 TY35KV 降壓變電站設(shè)計課題來源 模擬主要內(nèi)容一、 變電站主要技術(shù)指標(biāo)和主要設(shè)計參數(shù)1、變電站性質(zhì)及規(guī)模為解決該供電區(qū)的用電問題在新城區(qū)新建 35KV 變電站。該變電站服務(wù)對象是一個以農(nóng)業(yè)為主的縣城變電站。其用戶供電區(qū)主要是發(fā)展中的本縣新城區(qū)，含本縣企、事業(yè)單位用電和居民生活用電，棉紡、印染、紡織、機械、農(nóng)副產(chǎn)品加工及市區(qū)供電（包括商業(yè)、交通、居民生活等）等。變電站位于主要電、熱用戶附近，交通便利。2、變電站參數(shù)（1）變電站容量：112000KVA+1 4000KVA，本期安裝12000KVA。無功補償容量：最終 2100KVAR,本期 1500KVAR。（2）所用變壓器參數(shù)：所用變兩臺 250KVA。一臺接于 35KV進(jìn)線側(cè)，1 臺接于 10KV 母線。3、電力負(fù)荷資料負(fù)荷資料如表 1-1 所示。所用電率：0.8%。表 1-1 負(fù)荷資料表 電壓 線路名稱 最大功率 cos距離（km）Tmax（ h/y）其它站甲線 80MW 0.8 20 5000 西方35KV站乙線 40MW 0.8 25 5000 西方出線 1（生活） 2200KW 0.8 5 5500出線 2（機械） 2000KW 0.8 2 4000出線 3（商業(yè)） 1300KW 0.8 6 550010KV出線 4（農(nóng)業(yè)） 800KW 0.8 1.5 5000華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 - VI -出線 5（紡織） 3000KW 0.8 3 5000出線 6 1000KW 0.8 4 4500 備用出線 7 800KW 0.8 4 4500 備用注：表中數(shù)據(jù)為最大負(fù)荷值，最小負(fù)荷為 70%最大負(fù)荷；同時率取0.850.95。4、變電站進(jìn)線與出線35KV 饋線最終 2 回，本期 2 回，采用架空進(jìn)線，單母線接線;10KV 饋線最終 7 回電纜出線，本期出線 5 回，采用單母線分段接線。擬采用 1 條 35KV 輸電線路（站甲線）經(jīng)過變電站甲與系統(tǒng)聯(lián)系；另一條 35KV 輸電線路（站乙線）經(jīng)過變電站已與系統(tǒng)構(gòu)成環(huán)網(wǎng)。5、變電站地址地理位置及環(huán)境條件（1）站址地理位置：變電站甲、變電站乙在本變電站正西方20KM、 25KM 處。（2）環(huán)境條件：該地區(qū)年最高溫度 40，年最低溫度16，最熱月平均最高溫度32，海拔高度 200m，地震烈度 6 度，廠區(qū)無嚴(yán)重污染，土壤熱阻率 t=120cm/w，土壤溫度 20。二、 設(shè)計主要任務(wù)設(shè)計內(nèi)容為變電站電氣一次部分和二次部分。電氣一次設(shè)計包括選擇本變電所主變的臺數(shù)、容量和類型；設(shè)計本變電所的電氣主接線，選出兩個電氣主接線方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟綜合比較，確定一個最佳方案；進(jìn)行必要的短路電流計算；選擇和校驗所需的電氣設(shè)備；設(shè)計和校驗?zāi)妇€系統(tǒng)；進(jìn)行繼電保護的規(guī)劃設(shè)計；進(jìn)行防雷保護規(guī)劃設(shè)計。1、 負(fù)荷分析 本變電所是為滿足本縣新城區(qū)用電需要而建設(shè)，對其主變壓器的容量選擇，接線方式要符合系統(tǒng)運行可靠性的要求。供電可靠性要求：一類負(fù)荷: 必須有兩個獨立電源供電。二類負(fù)荷：應(yīng)盡量有兩回線路供電，且兩會線路應(yīng)引自不同的變壓器或母線段。三類負(fù)荷：屬于一般電力用戶，可以用單回線供電。2、主變壓器選擇主變的選擇包括主變壓器的容量、臺數(shù)的確定和型式的選擇。1) 容量的確定：考慮到變電站投資的經(jīng)濟性及其建設(shè)周期，主變?nèi)萘恳宰冸娬驹O(shè)計時 510 年左右的規(guī)劃負(fù)荷為依據(jù)進(jìn)行選擇并綜合考慮負(fù)荷性質(zhì)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及變壓器制造水平等因素。2) 臺數(shù)確定：規(guī)劃只裝設(shè)兩臺主變壓器，本期安裝一臺。變壓器基礎(chǔ)宜按大于變壓器容量的 12 級設(shè)計，以便負(fù)荷發(fā)展時更換變壓器容量。3) 型式選擇：主變壓器的型式會影響變電站的電氣主接線。其華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 - VII -型式包括變壓器是三相或單相，三繞組或雙繞組，中壓側(cè)或低壓側(cè)帶不帶分裂繞組等。3、電氣主接線設(shè)計電氣主接線是變電站設(shè)計的主要任務(wù)，應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟性三項基本要求。（1）保證必要的供電可靠性、要充分考慮一次設(shè)備和二次設(shè)備的故障率及其對供電的影響。（2）具有調(diào)度靈活，操作方便，能滿足系統(tǒng)在事故、檢修及特殊方式下的調(diào)整要求。（3）主接線應(yīng)力求簡單清晰，盡量節(jié)約一次設(shè)備的投資，節(jié)約占地面積，減少電能損失，即具有經(jīng)濟性。（4）應(yīng)能容易得從初期過度到最終接線，并在擴建過度時，一次和二次設(shè)備所需的改造最小，及具有發(fā)展和擴建的可能性。4、短路電流的計算進(jìn)行短路電流計算是為了校驗電氣設(shè)備。一般情況下，三相短路電流產(chǎn)生的熱應(yīng)力和電動力較大，用來校驗電氣設(shè)備熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性。短路電流可以手算也可以機算，這里采用手算，其步驟如下：（1） 根據(jù)主接線圖畫出電氣接線圖（2） 根據(jù)規(guī)定的電氣設(shè)備選擇任務(wù)，確定所用的短路計算點（3） 計算各元件的電抗標(biāo)幺值，畫出等值電路圖（4） 對各短路計算點進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化簡，求出總阻抗（5） 求出機算電抗，查運算曲線表，求出各短路計算點的短路電流5、主要設(shè)備的選擇（1）高壓斷路器按下列條件進(jìn)行選擇和校驗1）635KV 選用真空斷路器，35500KV 選用六氟化硫斷路器2）額定電壓不低于電網(wǎng)的額定電壓3）額定電流不小于通過斷路器的最大額定電流4）校驗斷路器的斷流能力5）校驗斷路器的關(guān)合電流6）動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗（2）隔離開關(guān)的配置與選擇1）根據(jù)配電裝置布置的特點，選擇隔離開關(guān)的類型2）根據(jù)安裝地點選擇戶外式或者戶內(nèi)式3）額定電壓不低于電網(wǎng)的額定電壓4）額定電流不小于通過隔離開關(guān)的最大額定電流5）動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗（3）母線的選擇1）型式。一般采用鋁材，只有當(dāng)持續(xù)工作電流較大且位置特別狹窄的場所，或者腐蝕嚴(yán)重的場所才選用銅材2）按最大工作電流選擇3）按經(jīng)濟電流密度選擇4）熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗（4）電壓互感器的選擇1）型式的選擇，根據(jù)互感器安裝的場所和使用條件，選擇互感華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 - VIII -器的絕緣結(jié)構(gòu)和安裝方式2）按額定電壓選擇3）按容量與準(zhǔn)確度級選取（5）電流互感器的選擇（同電壓互感器的選擇）（6）避雷器的配置1）配電裝置的每組母線上均應(yīng)裝設(shè)避雷器2）變壓器高低壓側(cè)中性點均應(yīng)裝設(shè)避雷器3）220KV 及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時，應(yīng)在變壓器附近增設(shè)一組避雷器采取的主要技術(shù)路線或方法一、設(shè)計整體思路和方法1、查資料：詳見參考文獻(xiàn)以及網(wǎng)上查閱相關(guān)資料2、問老師：指導(dǎo)教師安排指導(dǎo)時間3、說明書：包括設(shè)計明細(xì)表4、計算書：包括方案比較、電氣設(shè)備的選擇以及詳細(xì)的計算過程5、畫 圖：利用 AutoCAD 軟件作圖二、主要技術(shù)路線和方法1、負(fù)荷分析負(fù)荷的行業(yè)性質(zhì)：此次設(shè)計中，10kV 側(cè)負(fù)荷中包括本縣企、事業(yè)單位用電和居民生活用電，棉紡、印染、紡織、機械、農(nóng)副產(chǎn)品加工及市區(qū)供電（包括商業(yè)、交通、居民生活等）等。2、主變壓器選擇根據(jù)35110kV 變電所設(shè)計規(guī)范 GB50059-92第 3.1.2 條 在有一、二級負(fù)荷的變電所中宜裝設(shè)兩臺主變壓器，當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟比較合理時，可裝設(shè)兩臺以上主變壓器。如變電所可由中、低壓側(cè)電力網(wǎng)取得足夠容量的備用電源時，可裝設(shè)一臺主變壓器。根據(jù)35110kV 變電所設(shè)計規(guī)范 GB50059-92第 3.1.3 條裝有兩臺及以上主變壓器的變電所，當(dāng)斷開一臺時，其余主變壓器的容量不應(yīng)小于 60%的全部負(fù)荷，并應(yīng)保證用戶的一、二級負(fù)荷。3、 電氣主接線方式選擇根據(jù)35110kV 變電所設(shè)計規(guī)范 GB50059-92第 3.2.3 條 35110kV 線路為兩回及以下時，宜采用橋形、線路變壓器組或線路分支接線。超過兩回時，宜采用擴大橋形、單母線或分段單母線的接線。3563kV 線路為 8 回及以上時，亦可采用雙母線接線。 110kV線路為 6 回及以上時，宜采用雙母線接線。根據(jù)35110kV 變電所設(shè)計規(guī)范 GB50059-92第 3.2.5 條 當(dāng)變電所裝有兩臺主變壓器時，610kV 側(cè)宜采用分段單母線。線路為 12 回及以上時，亦可采用雙母線。當(dāng)不允許停電檢修斷路器時，可設(shè)置旁路設(shè)施。當(dāng) 635kV 配電裝置采用手車式高壓開關(guān)柜時，不宜設(shè)置旁路設(shè)施。根據(jù)35110kV 變電所設(shè)計規(guī)范 GB50059-92第 3.2.6 條當(dāng)需限制變電所 610kV 線路的短路電流時，可采用下列措施之一：（1）變壓器分列運行；（2）采用高阻抗變壓器；（3）在變壓器回路中裝設(shè)電抗器。華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 - IX -此次設(shè)計中，35kV 側(cè)為系統(tǒng)，兩回線，可采用橋形接線或單母線接線；10kV 側(cè)負(fù)荷分為一、二、三級，又因其最終 7 回電纜出線，本期安裝 5 回，故采用單母線或單母線分段接線方式。 4、 短路電流計算一般情況下，三相短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)的電動力較大，所以這里只對三相短路電流進(jìn)行計算。此次設(shè)計中根據(jù)需要，可選擇 35kV、10kV 母線和 10KV 出線電抗器后三處為短路點。5、 繼電保護的規(guī)劃設(shè)計在變電站的繼電保護規(guī)劃設(shè)計中，要特別注意各個繼電保護設(shè)備之間的配合，保證他們之間的選擇性。這實際上是各個保護保護范圍的選擇。6、 變電站防雷規(guī)劃設(shè)計架空線路的雷電感應(yīng)過電壓和直擊雷過電壓形成的雷電波沿線路侵入變電所，是導(dǎo)致變電所雷害的主要原因，若不采取防護措施，勢必造成變電所電氣設(shè)備絕緣損壞，引發(fā)事故。在變電所內(nèi)裝設(shè)避雷器的目的在于限制入侵雷電波的幅值，使電氣設(shè)備的過電壓不致于超過其沖擊耐壓值。而變電所的進(jìn)線段上裝設(shè)保護段的主要目的，在于限制流經(jīng)避雷器的雷電流幅值及入侵雷電波的陡度。三、設(shè)計過程參考資料如下：1發(fā)電廠電氣部分 華中工學(xué)院主編2電力系統(tǒng)分