变电站设计ppt课件

避雷针保护范围计算表
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避雷器的选择
• 目前在新建或技术改造的变电所中，一般都选用氧化锌避雷器，作
为电力变压器等电气设备的大气过电压、操作过电压及事故过电压的 保护设备。氧化锌避雷器与阀型避雷器相比，具有残压低、无续流、 通流容量大、性能稳定和动作迅速等优点。
• 35kV侧避雷器的选择 选择Y5WZ—53/134型氧化锌避雷器能满足35kV侧变
• 本设计既有长孔网也有方孔网，见附图：防雷接地布置图。
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变电所侵入波的保护
• 输电线路上出现的大气过电压有两种，一种是雷击 于线路上引起的为直击雷过电压，另一种是雷直击 线路附近地面，由于电磁感应引起的称为感应过电 压。
5、双母线分段接线
2、单母分段接线；
6、双母线带旁路母线的接线
3、单母线分段带旁路母线的接线； 7、内桥接线
4、双母线接线；
8、外桥接线
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主接线设计原则
主接线设计，必须结合电力系统和发电厂和变电站 的具体情况，全面分析有关影响因素，正确处理它们之 间的关系，经过技术、经济比较，合理地选择主接线方 案，需要遵循的原则有: • 保证必要的供电可靠性和电能质量 • 具有经济性 • 考虑变电所在电力系统的地位和作用 • 考虑近期和远期的发展规模 • 考虑主变台数对主接线的影响 • 考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响
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主要设备清单：
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高压电器选择的主要任务是选择满足变电所及输、配电 线路正常和故障状态下工作要求的合理的电器，以保证系统 安全、可靠、经济的运行条件。除需要按正常运行下的额定 电压、额定电流等条件外，还应按短路情况下进行校验。
电气设备校验要求表
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母线截面积的选择及校验
第6章 无功补偿
电力系统中有许多根据电磁感应原理工作的电气设备，如 变压器、电动机等，都是依靠磁场来传送和转换电能的电感性 负载，在电力系统中感应电动机约占全部负荷的50%以上。电 力系统中的无功功率很大，必须有足够的无功电源，才能维持 一定的电压水平，满足系统安全稳定运行的要求。
电力系统中的无功电源由三部分组成： 1、发电机可能发出的无功功率（一般为有功功率的
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。
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。
所以此方案同时兼顾了可靠性，灵活性，经济
性的要求。
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主接线图
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第4章 短路电流计算
短路的原因
发生短路的主要原因是电力系统的绝缘被破坏；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。
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、
单相短路和两相接地短路。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%。
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各元件电抗标幺值计算
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短路点的确定和计算
短路点的确定如图
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短路点的确定和计算
d1点发生短路时：最大运行方式各短路电流
压器的过电压保护要求。 • 10kV侧避雷器的选择
选用Y5WS5—17/50L型氧化锌避雷器能满足10kV侧 变压器的过电压保护要求。
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变电所接地设计
• 220kv及以下变电站地网网格布置采用长孔网或方孔网， 接地带布置按经验设计，水平接地带间距通常为5m～8m。 除了在避雷针（线）和避雷器需加强分流处装设垂直接地 极外，在地网周边和水平接地带交叉点设置2.5m～3m的垂 直接地极，进所大门口设帽檐式均压带，接地网结构是水 平地网与垂直接地极相结合的复合式地网。
• 变电站的竖向布置设计
变电站的站址选择一般为山前坡脚,此处地形通常会略有起伏,且 地势会较为宽阔,所需占用农田面积较少。综合考虑了变电站区域的总 平面布置、建筑群地基处理、区域地形特点等因素,同时也对以往变 电站的工程实践经验进行参考后,可规划变电站区域的竖向布置设计 方案,并且对其进行土方计算。
3、调压方式的确定：用户为广大农村用户，在配网中采用 小容量的有载调压器，已成为唯一经济合理的调压方法。
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 台变相2绕组有载调 压变压器。根据电力设计手册，选择SZ9—8000/35 型有载调压变压器。
莱阳泉水35kV变电站设计
专业：电气工程及其自动化 班级：08级4班 导师：于健东 学生：孔垂瑞
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前言
随着我国经济的不断发展，人们对电力供应的 要求也越来越高，特别是供电的稳定性、可靠性、 经济性和持续性，然而电网的这些特性往往取决于 变电站的设计和配置。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、便于扩建。 出于这几方面的考虑，本文设计了一个35kV降压变 电站。
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并联电容器装置的接线
• 从《电力工程电气设计手册》（一次部分）502页表9-17 可比较得出，应采用Y形接线，因为这种接线适用于6kV及 以上的并联电容器组，并且容易布置，布置清晰。
• 并联电容器组装设在变电所低压侧，主要是补偿主变和负 荷的无功功率，为了在发生单相接地故障时不产生零序电 流，所以采用中性点不接地方式。
40%-50%）； 2、无功功率补偿装置（并联电容器和同步调相机）输
出无功功率； 3、110kV及以上电压线路的充电功率。
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无功补偿的计算
无功补偿装置分为串联补偿装置和并联补偿装置两大 类。并联补偿装置又可分为同期调相机、并联电容补偿 装置、静补装置等几大类。
综合比较以上无功补偿装置后，本设计选择并联电容 器作为无功补偿装置，并且采用集中补偿的方式。
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1 原始资料分析
根据莱阳泉水供配电负荷情况，对相关工厂、部门负荷 情况统计分析汇总如下。
cos
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负荷计算
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最大负荷的计算
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第2章 主变压器的选择
1、相数的确定：本变电所“地势平坦，交通方便”，应当 选用三相变压器。
2、绕组数确定：根据待建变电所电压等级和负荷情况，选 择双绕组变压器。
• 选用BFM11—500—3型号的高压并联电容器7台。额定电 压11kV。额定容量500kVar。
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第7章 总平面布置设计及配电装置的选择
电气总平面布置是一项综合性的工作， 在设计时应 首先满足本专业的要求, 还需考虑系统、线路甚至是土建 等各专业的多方面要求。
配电装置均要采用较为紧凑的布置, 要充分考虑到站 址周围环境的实际情况, 做到了因地制宜, 统筹安排, 合理 紧凑, 节约用地和基建投资。
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配电装置的确定
• 本变电所两个电压等级：即35kV、10kV。根据《 电力工程电气设计手册》规定，110kV及以上多为 屋外配电装置，35kV及以下的配电装置多采用屋 内配电装置，故本所主要采用屋内配电装置。
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第8章 变电所的防雷接地设计
变电所的雷电危害主要来自两个方面： 一个是直接雷击变电所的建筑物、构筑物或装 设在露天的设备，强大的雷电冲击电流通过被击 物泄放入地时，引起机械力破坏和热破坏； 另外一个是雷电感应产生的高电压波沿输电线 路侵入变电所内，使主要电气设备对地绝缘击穿 或烧毁。
• 变电站地址选择
要求自然地形略有起伏、地势较高并且地形相对平坦的区域、不受洪水 的影响、并且雨水排散条件良好的地域、进出交通便利等自然因素外,还应当 兼顾城市规划、环境保护、军事设施、国土资源保护以及地方文物保护等社 会因素。
• 变电站的进出道路
考虑到主变压器主要是由大货车运输,所以在考虑自然因素以及社会因素 外,最适合建变电站的应当连接主要公路要道。可以方便变电站建设工作的顺 利进行的同时,也能够改善当地的交通。
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本变电站主接线方案的确定
通过对主接线可靠性，灵活性和经济性的综合 考虑，辨证统一，确定方案：35kV母线接线选单母 线接线，10kV侧选单母线分段接线为设计最终方案
。
35kV侧采用的单母线接线，接线简单清晰、设 备少、操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。
10kV侧采用单母线分段连线，对重要用户可从 不同段引出两个回路，当一段母线发生故障，分段 断路器自动将故障切除，保证正常母线供电不间断。
SZ9—8000/35技术数据
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第3章 电气主接线的设计
主接线代表了发电厂或变电站电气部分的主体结
构，是电力系统网络结构的重要组成部分，直接影响
运行的可靠性、灵活性并对电器选择、配电装置布置
、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性
的关系。
主接线分类：
1、单母线接线；
• 35kV侧母线截面积的选择及校验
选择LGJ-185型钢芯铝绞线，其25℃时最大允许持续电流 为515A。 校验：1、校验热稳定（见设计正文P39-P40）；
2、因所选母线为绞线，故不需动稳定校验。
• 10kV侧母线截面积的选择及校验
10kV侧选LMY-80×10型铝母线。
效验：对热稳定性和动稳定性分别效验（见设计正文P40P41）。
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本次设计根据一般变电所设计的步骤进行设计，包括： • 1、原始资料的统计与分析； • 2、负荷的计算和无功功率的补偿； • 3、电气主接线的选择； • 4、短路电流的计算； • 5、高压电气设备的选择； • 6、变电站的防雷保护。 • 7、变电站的继电保护部分 • 本文依据相关规定和章程设计其中每个部分，能 满足一般变电所的需求。
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避雷针的选择
防直击雷最常用的措施是装设避雷针，它是由金属 制成，比被保护设备高并具有良好的接地装置，其作用是 将雷吸引到自己身上并安全导入地中，从而保护了附近比 它矮的设备、建筑免受雷击。
这次选择装设3支避雷针，安装在变电所塔顶，塔顶 高度为23m，针高12m，取35m作为计算高度。
最小运行方式各短路电流
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短路点的确定和计算
d2点发生短路时：最大运行方式各短路电流
最小运行方式各短路电流
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短路电流计算结果表
d3点发生短路时,计算同上，在此不再敖述。短路电路图如下：
通过以上计算，本设计得到各短路点短路电流如下表：
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第5章 电器设备的选择
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电气设备的选择和效验还包括：
• 断路器的选择及校验 • 电压互感器的选择及校验 • 电流互感器的选择及效验 • 绝缘子和穿墙套管的选择及校验 • 所用变设备的选择 • 电力电容器的选择
注：本设计对以上电气设备的选择和效验都做了较详细阐述，见设计计算书P42-P55。
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站址的选择需兼顾城市规划、环保、军事设施、国土 资源、航空、文物等诸多因素。
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总平面布置设计
• 电气总平面布置的要求：
1、充分利用地形，方便运输、运行、监视和巡视等； 2 、出线布局合理、布置力求紧凑，尽量缩短设备之 间的连线；
3、符合外部条件，安全距离要符合要求。
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总平面布置设计
• 变电站总平面的布置设计
变电站的总平面布置设计应当符合站区的总体性规划和工艺要求。在满 足了自然条件以及工程特点外,还必须考虑变电站的安全设施、周边卫生环境
、运行和检修等各方面的因素。
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总平面布置设计
龙兴35kV变电站设计:变电站的总平面设计可在站区A点方向作为 北方向。在站区的南边,由南出线,布置35kV的配电装置。于站区北面 ,向东西两个方向出线,布置10kV的配电装置。站区中间再布置主变以 及两边配置10kV的无功补偿装置(也可以将继电器小室布置在站区中 间)。站区南面的中部设置为站前区,站区大门设置在向南方向。而在 站区前可集中对主控制建筑以及污水处理装置等进行设置。