110kV变电站初步设计

题目：铸造厂总降压变电所及厂区设计设计原始资料某铸造厂总降压变电所及厂区配电系统设计一、原始资料1 、厂区平面布置示意如图1所示图1 某铸造厂厂区平面布置图2、全厂用电设备情况（1）负荷大小全厂用电设备总安装容量： 7630kW10kV侧计算负荷总容量：有功功率5094kW；无功功率2184kvar 各车间负荷（单位为kW、kvar、kVA）统计如表1所示。

表1 某铸造厂各车间负荷统计序号车间名称负荷类型计算负荷序号车间名称负荷类型计算负荷PjsQjsSjsPjsQjs1 空压车间Ⅰ880 280 7 锅炉房Ⅰ520 2102 模具车间Ⅰ660 250 8 其他负荷Ⅱ500 2683 熔制车间Ⅰ690 270 9 其他负荷Ⅱ540 3004 磨抛车间Ⅰ750 320 共计5660 23485 封接车间Ⅰ660 250 同时系数0.90 0.936 配料车间Ⅰ 460 200 全厂计算负荷 5094 268（2） 负荷对供电质量要求1~6车间为长期连续负荷，要求不间断供电。

停电时间超过2分钟将造成产品报废，停电时间超过半小时，主要设备将受到损坏，故这6个车间定为Ⅰ级负荷。

该厂为三班工作制，全年时数为8760小时，最大负荷利用小时数为6500小时。

3、外部电源情况电力系统与该厂连接如图2所示。

图2 电力系统与某铸造厂连接示意图(1) 工作电源距该厂8km 有一座A 变电站，其主要技术参数如下：主变容量为2×31.5MVA ；型号为SFSLZ 1－31500kVA ／110kV 三相三绕组变压器；短路电压：U 高－中＝10.5%; U 高－低＝17%； U 低－中＝5% ；110kV 母线三相短路容量：1081MVA ；供电电压等级：可由用户选用35kV 或10kV 电压供电；最大运行方式：按A 变电站两台变压器并列运行考虑；最小运行方式：按A 变电站两台变压器分列运行考虑；35kV线路：初选 LGJ－35，r0=0.85Ω/km, x=0.35Ω/km。

（2）备用电源拟由B变电站提供一回10kV架空线作为备电源。

系统要求仅在工作电源停止供电时，才允许使用备用电源供电。

（3）功率因数要求供电部门对该厂功率因数要求为：●用35kV供电时，全厂总功率因数不低于0.90;●用10kV供电时，全厂总功率因数不低于0.95。

（4）电价实行两部电价：基本电价：工厂总降压变电所变压器总容量×10元／kVA·月；电能电价：按同学们工作所在地工业电价计算。

（5）线路功率损耗在发电厂引起的附加投资按1000元／kW计算。

（6）进行工厂总降压变电所35kV、10kV母线三相短路电流计算时，冲击系数Kch均取1.8。

二、毕业设计内容：一、高压供电系统设计（根据供电部门提供的资料，选择本厂最优供电电压等级）二、总降压变电所设计。

1、主接线设计2、短路电流计算3、主要电器设备选择与校验4、主要设备（主变压器）继电保护设计三、设计成果。

1、设计说明书2、设计图纸3.毕业设计报告摘要电力业对我国社会主义建设工农业生产和人民生活影响很大，因此，提高电力系统的可靠性，保证安全供电是从事电力设计的重要任务。

变电站是电力系统不可或缺的重要环节，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用，它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务。

变电站不仅是实现自动化的重要基础之一，也是满足现代化供电的实时、可靠、安全、经济运行管理的需要，更是电力系统自动化EMS和DMS的基础。

降压变电所是电力系统中非常重要的一部分，它的存在可以保证供电系统的正常运行及供电的可靠性，它还对供电质量起着决定性作用。

变电所由主接线，主变压器，高、低压配电装置，继电保护和控制系统，所用电和直流系统，远动和通信系统，必要的无功功率补偿装置和主控制室等组成。

其中，主接线、主变压器、高低压配电装置等属于一次系统；继电保护和控制系统、直流系统、远动和通信系统等属二次系统。

主接线是变电所的最重要组成部分。

它决定着变电所的功能、建设投资、运行质量、维护条件和供电可靠性。

一般分为单母线、双母线、一个半断路器接线和环形接线等几种基本形式。

主变压器是变电所最重要的设备，它的性能与配置直接影响到变电所的先进性、经济性和可靠性。

一般变电所需装2～3台主变压器；330 千伏及以下时，主变压器通常采用三相变压器，其容量按投入5 ～10年的预期负荷选择。

此外，对变电所其他设备选择和所址选择以及总体布置也都有具体要求。

变电所继电保护分系统保护（包括输电线路和母线保护）和元件保护（包括变压器、电抗器及无功补偿装置保护）两类。

关键词：35KV 降压变电所继电保护设计目录第一章概论 (6)1.1 工厂供电的意义和要求 (7)1.2 工厂供电设计的要求和原则 (7)1.3设计内容及步骤 (7)第二章高压供电系统设计 (8)第一节主接线的原则 (8)2.2工厂变电所主接线的基本要求 (8)第二节铸造厂供用电情况分析 (9)第三节供电系统方案的选择与确定 (9)2.3.1主接线方案的技术指标 (9)2.3.2主接线方案的经济指标 (10)2.3.3供电方案的拟定 (10)2.3.4技术指标计算： (11)2.3.5经济计算： (14)2.3.6确定方案： (16)第三章总降压变电所的设计 (17)第一节电气主接线的设计 (17)第二节工厂负荷计算及无功补偿 (17)3.2.1工厂的计算负荷： (17)3.2.2功率补偿： (19)第三节短路电流计算 (19)3.3.1短路点的确定 (20)3.2.2短路电流计算 (21)3.3.3短路电流计算结果表 (24)第四节主要电气设备的选择 (25)3.4.1一次设备按其功能来分，可分为以下几类： (25)3.4.235KV侧高压电器设备的选择： (25)3.4.310KV侧电气设备的选择 (31)第五节配电装置设计 (33)3.5.1配电所的任务 (33)3.5.2高压配电所的设计原则及要求 (33)3.5.3配电装置确定 (34)第六节继电保护系统设计 (34)3.6.3高压线路的继电保护 (35)3.6.4电力变压器的继电保护 (38)第七节防雷与接地设计 (40)3.7.1过电压的概念及形式 (40)3.7.2防雷设计 (40)3.7.3接地 (41)致谢 (44)参考文献 (45)第一章概论1.1 工厂供电的意义和要求基本要求：1、安全供电系统在发电、输电、配电的过程中必须保证人和设备安全，避免发生事故。

2、可靠为保证重要地区用电场所的安全稳定供电，供电系统应满足为用户可靠供电的要求。

3、优质供电系统要做到为用电部门提供电压和频率等质量的电能的要求4、经济供电系统保证安全、可靠、优质的基础的同时还应尽可能的减少投资及运行费用尽可能地节约电能和有色金属的消耗量。

此外供电部门既要做到合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，照顾好局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。

才能保证做好供电工作。

1.2 工厂供电设计的要求和原则1、工厂供电设计必须遵守国家的相关法令，标准和规范，执行国家的有关方针、政策，以保证做到节约能源、节约有色金属等经济政策。

2、工厂供电设计必须从全局出发，统筹兼顾，按照不同的负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，合理确定不同的设计方案。

3、工厂供电设计要做到安全、可靠、经济、优质。

应采用符合国家现行有关标准的效率高、能耗低、性能先进的电气设备。

工厂供电设计必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，合理确定设计方案。

4、工厂供电设计应根据工程特点、规模和发展规划，正确处理近期建设和长远发展的关系，做到远近期结合，以近期为主，适当考虑扩建的可能性。

关于负荷性质，按照GB50052-95《供电系统设计规范》规定，根据电力负荷对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上造成的损失或影响程度，电力负荷分为以下三个等级（1）一级负荷中断供电将造成人身伤亡，将在政治、经济上造成重大损失者，例如重要交通枢纽，大型体育场等。

（2）二级负荷中断供电将在政治、经济上造成较大损失者，例如主要设备损坏、大量产品报废、重点企业大量减产等，例如交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要负荷。

（3）三级负荷不属于一、二级的电力负荷。

对于一级负荷和二级负荷，因为其再政治经济上的特殊性，应该有两个供电电源，当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。

一级负荷中特别重要的负荷，除有两个电源供电外，尚应增设应急电源，并严禁将其它负荷接入应急供电系统。

对于二级负荷，应该有两回路供电。

在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回路6KV及以上专用架空线或电缆线供电。

当采用架空线时候，可为一回路架空线供电。

当采用电缆线时，当由两根电缆组成的线路供电，其每根电缆应能承受100%的二级负荷。

1.3 设计内容及步骤全厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况。

解决对各部门的安全可靠，经济的分配电能问题。

其基本内容有以下几方面。

1、负荷计算全厂总降压变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的。

考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总降压变电所高压侧计算负荷及总功率因数。

列出负荷计算表、表达计算成果并选择功率补偿装置进行功率补偿。

2、工厂总降压变电所主结线设计根据变电所配电回路数，负荷要求的可靠性级别和计算负荷数综合主变压器台数，确定变电所高、低接线方式。

对它的基本要求，即要安全可靠有要灵活经济，安装容易维修方便。

3、工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量选择参考电源进线方向，综合考虑设置总降压变电所的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要，确定变压器的台数和容量。

4、厂区高压配电系统设计根据厂内负荷情况，从技术和经济合理性确定厂区配电电压。

参考负荷布局及总降压变电所位置，比较几种可行的高压配电网布置放案，计算出导线截面及电压损失，由不同放案的可靠性，电压损失，基建投资，年运行费用，有色金属消耗量等综合技术经济条件列表比值，择优选用。

按选定配电系统作线路结构与敷设方式设计。

用厂区高压线路平面布置图，敷设要求和架空线路杆位明细表以及工程预算书表达设计成果。

5、工厂供、配电系统短路电流计算工厂用电，通常为国家电网的末端负荷，其容量运行小于电网容量，皆可按无限容量系统供电进行短路计算。

由系统不同运行方式下的短路参数，求出不同运行方式下各点的三相及两相短路电流。

6、变电所高、低压侧设备选择参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值，选择变电所高、低压侧电器设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。