35kV变电站一次部分设计(论文下).doc

第二部分 设计计算书第1章 负荷计算和主变压器的选择1.1负荷计算的意义计算负荷是根据已知的用电设备安装容量确定的、预期不变的最大假想负荷它是设计时作为选择电力系统供电线路的导线截面、变压器容量、开关电器及互感器等的额定参数的重要依据负荷计算的目的是为了掌握用电情况,合理选择配电系统的设备和元件,如导线、电缆、变压器、开关等负荷计算过小,则依此选用的设备和载流部分有过热危险,轻者使线路和配电设备寿命降低,重者影响供电系统的安全运行.负荷计算偏大,则造成设备的浪费和投资的增大为此,正确进行负荷计算是供电设计的前提,也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段1.2负荷计算方法目前负荷计算常用需要系数法、二项式法、和利用系数法,前二种方法在国内设计单位的使用最为普遍此外还有一些尚未推广的方法如单位产品耗电法、单位面积功率法、变值系数法和ABC法等. 常采用需用系数法计算用电设备组的负荷时，应将性质相同的用电设备划作一组，并根据该组用电设备的类别，查出相应的需用系数，然后按照上述公式求出该组用电设备的计算负荷1.3负荷统计及计算 本次设计主要为满足农村生产生活，其用电负荷统计表如表1-1。

表1-1 负荷统计表回路回路用户类型容量需用变压器线长供电负荷序号名称（kVA）系数台数（km）回路级别1五堡生活用电20000.7251513灌溉用电1900 0.85农产品加工8000.72龙兴生活用电1500 0.75202013农产品加工7000.7灌溉用电1700 0.853鱼咀生活用电18000.8181613农产品加工6000.7灌溉用电9000.7五堡供电区：=（0.7×2000+0.85×1900+0.7×800）×0.85=3038.75 （kVA）龙兴供电区：=（0.75×1500+0.7×700+0.85×1700）×0.8=3060 （kVA）鱼咀供电区：=（0.8×1800+0.7×600+0.7×900）×0.8=2500 （kVA）变电所设计当年的计算负荷由： (1-1)式中——同时系数；一般取0.85-0.9 ——线损率：高低压网络的综合线损率在8%—12%，系统设计时采用10% ×（1+） =0.9×（3038.75+3060+2500）×（1+10%） =8512.76（kVA）计算负荷增长后的变电所最大计算负荷为 (1-2) 式中 n——年数 取6年 m——年负荷增长率 取5% ——N年后的最大计算负荷 （kVA）1.4 主变压器的选择为保证供电的可靠性，避免一台主变故障或检修时影响供电，变电所一般装设两台主变压器，但一般不超过两台变压器。

当只有一个电源或变电所的一级负荷另有备用电源保证供电时，可装设一台主变压器每台主变的额定容量： (1-3)即：0.6×11491=6894.6(kVA)主变压器采用双绕组有载调压电力变压器，根据电力设计手册，可选择SZ9—8000/35型有载调压变压器，其技术数据如表1-2表1-2 SZ9—8000/35技术数据额定电压高压分接头范围联结组别阻抗电压空载损耗短路损耗空载电流高压低压3510.5±3×2.5Yd117.0（%）9.2kw40.5kw1.1（%）第2章 变电站电气部分短路计算2.1短路的原因危害及类型2.1.1 短路的原因发生短路的主要原因是由于电力系统的绝缘被破坏在大多数情况下，绝缘的破坏多数是由于未及时发现和未及时消除设备中的缺陷，以及设计、安装和运行维护不当所，例如：过电压、直接雷击、绝缘材料的陈旧、绝缘配合不好、机械损坏等，运行人员的错误操作，如带负荷拉开隔离开关，或者检修后未拆接地线就接通断路器；在长期过负荷元件中，由于电流过大，载流导体的温度升高到不能容许的程度，使绝缘加速老化或破坏；在小接地电流系统中未及时或消除一相接地的不正常工作状态，此时，其它两相对地电压升高倍，造成绝缘损坏；在某些化工厂或沿海地区空气污秽，含有损坏绝缘的气体或固体物质，如不加强绝缘，经常进行维护检修或者采取其他特殊防护措施等，都很容易造成短路。

此外，在电力系统中，某些事故也可能直接导致短路，如杆塔塌导线断线等动物或飞禽跨接载流导体也会造成短路事故2.1.2 短路的危害短路电流所产生的电动力能形成很大的破坏应力，如果导体和它们的支架不够坚固，则可能遭到严重破坏短路电流越大，通过的时间越长，对故障元件破坏的程度也越大由于短路电流很大，即使通过的时间很短，也会使短路电流所经过的元件和导体收起不能容许的发热，从而破坏绝缘甚至使载流部分退火、变形或烧毁既然发生短路时流通很大的短路电流（超过额定电流许多倍），这样大的短路电流一旦流经电气设备的载流导体，必然要产生很大的电动力和热的破坏作用，随着发生短路地点和持续时间的长短，其破坏作用可能局限于一小部分，也可能影响整个系统2.1.3 短路的类型三相系统中短路的基本类型有：三相短路、两相短路、单相短路（单相接地短路）和两相接地短路除了上述各种短路以外，变压器或电机还可能发生一相绕组匝间或层间短路等根据运行经验统计，最常见的是单相接地短路，约占故障总数的60%，两相短路约占15%，两相接地短路约占20%，三相短路约占5%三相短路虽少，但不能不考虑，因为它毕竟有发生的可能，并且对系统的稳定运行有着十分不利的影响。

单相短路虽然机会多短路电流也大，但可以人为的减小单相短路电流数值，使单相短路电流最大可能值不超过三相短路电流的最大值这就使全部电气设备可以只根据三相或两相短路电流来选择，况且三相短路又是不对称短路的计算基础，尤其是工业企业供电系统中大接地电流系统又很少，因此应该掌握交流三相短路电流的计算2.2各元件电抗标幺值计算取SB=100MVA，UB=Uav系统电源电势标幺值为1，系统电抗标幺值最大运行方式Xmin=0.2，最小运行方式Xmax=0.3，主变的等效阻抗标幺值 =x%/100×SB/SN=7/100×100×103/8000×103=0.875 (2-1)当系统处于最大运行方式下，即两台主变并列运行： =×0.5=0.4375 (2-2)高压侧电源进线的阻抗标幺值： (2-3)低压侧各出线的阻抗标幺值： (2-4) 2.3短路点的确定和计算 短路点的确定如图2.1所示d1点发生短路时：最大运行方式各短路电流===1.3 (2-5) = ==2.03(kA) (2-6) 图2.1 短路点确定图=× =×1.8×2.03=2.55×2..03=5.17(kA) (2-7) = ×=1.51×2.03=3.07(kA) (2-8) ===130(MVA) (2-9)图2.2 d1黑石变电站短路等效简化图最小运行方式各短路电流===0.97(kA) (2-10) ===1.51(kA) (2-11)=×=×1.51=1.31(kA) (2-12) =×× =×1.8×1.51=2.55×1.51=3.85(kA) (2-13) = ×=1.51×1.51=2.28(kA) (2-14) ===97(MVA) (2-15)d2点发生短路时：最大运行方式各短路电流 = ===4.02(kA)=×=×4.02=3.48(kA) =× =×1.8×3.48=8.8(kA)= =3.48×1.51=5.255(kA)==(MVA) 图2.3 龙兴35kV侧短路等效简化图（最大运行方式）最小运行方式各短路电流 = = ==2.89(kA)=×2.89=2.50(kA) =× =×1.8×2.50=2.55×2.50 =6.36(kA)Ich = =2.50×1.51=3.775 (kA)= (MVA) 图2.4 龙兴35kV侧短路等效简化图（最小运行方式） d3点发生短路时,计算同上，在此不再敖述。

图2.5 龙兴10kV侧短路等效简化图通过以上计算，本文得到各短路点短路电流如表2-1所示表2-1 短路电流计算结果表短路点编号最大运行方式短路点平均电压短路电流周期分量起始值稳态短路电流三相短路电流二相短路电流短路冲击电流全电流最大有效值短路容量UCI"IId（3）Id（2）ichIchSd"kVkAkAkAkAkAkAMVAd1（黑石变电站）374.34.32.03 1.3725.173.07 130d2（龙兴35kV母线）37 1.46 1.464.023.488.8 5.25573d3（龙兴10kV母线） 10.5 3.23 3.230.630.541.60.95 11.4第3章 导线和电气设备选择与效验 正确选择电气设备是电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件在进行电器选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节省投资，选择合适的电气设备尽管电力系统中各种电器的作用和工作条件并不一样，具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求确是一致的本设计电气设备的选择从我国实际情况出发，根据设计规程要求进行，力求做到了技术先进，安全可靠，运行灵活方便，留有适当的余度的要求。

并在选择后按设备的额定电压，额定电流，短路时动稳定和热稳定等方面对所选的设备进行了校验 电气设备选择的一般原则：（1）应满足正常运行、检修、断路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展的需要；（2）应按当。