变电站课程设计

变电站课程设计LT
第一篇任务书
本设计是受镇巴县泾阳镇桃园居民小区委托，为其设计一个35KV变电站电气主接线。

其目的是把35KV的高压电通过变电和配电供城关居民生产、生活用电，在设计中通过严格计算，选取合适的电气设备，力争节约投资，降低能耗，从技术上保证用电安全、使用放心、供电可靠。

一、原始资料
1、建站的必要性
乾佑镇有20于万人口，各类工厂10多个，比较大型的工厂有水泥厂，这些人生活生产的急需供电，供热，所以建站是当务之急。

2、该电站属于地方型
3、电站等级：10KV、35KV
4、出线回路数：10KV侧有8回出线向用户供电。

35KV侧有两回线路。

一回与电力系统连接，另一回路给县水泥厂供电
5、负荷情况
据了解该电站在5~10年内10KV电压级上最大的负荷为10MW（其中ⅠⅡ级负荷占75%）最小负荷7MW，其中水泥厂最大负荷为3000KW,最小负荷2000KW.
二、电力系统与本站的连接情况
a、电力系统通过35KV与本站连接
b、电力系统的短路容量为1MV·A
三、负荷分析
1、功率因数cosΨ=0.9
2、利用小时数Tmax=4000h
3、架空线长度50km
四、环境条件
1、海拔高度507.4m
2、最高温度37℃，最低-6℃，平均25.8℃
3、雷暴日26.9天／年
4、土壤温度24℃
5、土壤电阻率3×10²Ω·m
6、交通方便。

第一章电气主接线设计
第一节：电气主接线设计的原则和步骤
A原则
1、以任务书为依据，因为任务书从宏观角度论证建厂后的必要性，可靠性，和经济行
2、以国家经济建设的方针，政策，技术规范，和标准为准则
3、要与具体情况相结合
4、要提出处理突发事故的方案
5、要有近期、远期的规划
B、对电气主接线的要求
可靠性、灵活性、经济性、
C、电气主接线的设计程序
1、对原始资料的分析，甲：工程情况，乙：电力系统情况，丙：负荷情况
2、拟定至少连个主接线方案
3、技术经济比较
第二节：主接线方案的拟定
根据任务书的要求，在对原始资料的分析的基础上，根据对电源和出线回路数，主变压器的台数、容量、形式、电压等级、和母线结构的不同考虑、可以拟定至少两个可靠性的主接线方案。

（近、远景）再进行经济比较，最后选出一个在技术、经济都合理的方案。

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1、确定变电站最高最低电压等级，考虑任务书要求，最大负荷为10MW ，所以我们选高压35KV ，低压10KV 的电压等级。

2、方案的初步拟定
a 、因为35KV 有两回线路，一回路与电力系统连接，另一回路接电能送往县水泥厂，35KV 电流侧，可采用单母线接线。

b 、因为10KV 电压等级中，ⅠⅡ类负荷比较大，所以可考虑单母线分段的接线方式，该接线方式可满足不停电检修和经济性好的要求。

在我国10KV 成套配电装置已被广泛采用，所以10KV 接线亦能够成套开关布置（例ZBW-12型）。

如果这样有简单、经济性、可靠性能满足要求的优点。

C 、有上述可知，我们可以初步拟定出两个可供选择的方案：
方案一：35KV 为单母线接线，10KV 为单母线分段接线方案二：35KV 电压级采用外
外桥接线优点：1、输送距离小2、容量小3、母线相连 第三节：主接线方案的经济比较
经济计算是从我国国民经济整体利益出发，计算主接线各个被比较方案 的费用和效益为选择经济上最优方案提供依据，比较时，主要对方案的综合投资I 和运行费用C`两大项进行综合效益比较，比较时一般只需计算各个方案中不相同部分的综合投资I 和运行费用C`即可。

1、综合投资的计算式：I=I ˳（1+a ／100）其中I˳为主体设备的综合投资，包括变压器、开关设备、母线、配电装置及明显的增修桥梁、公路和拆迁费用；a 为不明显的附加费用比列系数，如基础加工，电缆沟道开挖费等，220KV 取70，110KV 取90.
2、运行费用C ′主要包括一年中变压器的损耗电能及其检修费用、折旧费用，按投资百分率计算，计算式为
C ′=a ΔA+a 1I+a 2I(元）
其中：a 1为检修维护费率。

取0.022~0.042；a 2为折旧费率，取为0.005~0.058;为损耗电能的电价[元∕（KW•h)];Δ为变压器年损耗电能（KW•h). 3、比较时间可采用限低补偿法即Ta=
2
11
2C C I I --
第四节；主接线方案的确定经济技术的比较后，综合起来看，我们选方案一为最后确定方案，所以上述的两个方案的不同点仅在35KV 侧，我们知道若35KV 侧采用外桥接线时要用三台断路器，比单母线接线时采用4台断路器时减少一台QF ，若从继电保护和负荷计算等综合考虑，仍以单母线接线方案更为优先。

再者外桥接线时，若发生故障影响主变压器的供电，何况35KV 的QF 的价位不高，所以最后决定采用方案一为最终方案。

第二章 短路电流的计算
3.1、计算短路电流的目的
1、为主接线方案提供依据，若短路电流太大就可以考虑在主接线中加装限流电抗器
2、选用电气设备提供依据
3、为效验热稳定、动稳定、灭弧能力 3.2、计算原则 1、以三相短路为主
2、按最大运行方式为主 3.
3、计算方法 1、简化计算法 2、传统计算法
在我们的设计中，按传统计算即按运算曲线法计算 3.4、计算短路电流
1、画出计算电路图由图------可画出如下短路电流的计算
2、设系统短路容量S=1MW•A
3、基准值为S B =100MV•A V AV1=10.5KV V av2=37KV
4、短路电流为K 1 、K 2
5、本设计按图——计算电路图变化法计算 短路电流
6、计算K1点短路时的周期分量值.
a 、电力系统的短路电流电抗标幺值X a*=S
b ／S n =
MAV
MVA
1000100=0.1及X 4*=0.1
b 、架空线电抗标幺值X 3*=1.461，可设架空线每公里电抗值为0.4Ω／km. L=50km,所以X 3*=0.08×5=0.4,变压器电抗标幺值X 1*=X 2*=0.4 7、画二的等效电路
8、由图可知若在计算K1点短路时的等效电路图为图4
计算K1点的等效电路，因为X7*=X5*∥X6*=0.17728443此即电流G到k1转移电抗、
第三章电器设备的选择
1、35kv电压级QF、QS选用表
2、10KV电压级等级上的断路器和隔离开关的选择
①选择方法与35KV相似=1212.4A
②选择断路器，因为U N=10KV I MAX=1212.4A,所以选少油户外断路器
SN10——10KV/2000A
③效验
1、热稳定效验，标准QK＜I t t²,所以QK=51.11KA²•S,tk=0.66s,而I²t=1984.5KA ²•S,所以51.11＜1984.5KA²•S,所以合格
2、动稳定效验，标准i sh<i es而i sh=k2I〞=22.334KA，i es=130KA所以
22.34<130,所以合格。

3、断开能力效验（灭弧能力）由于t x=0.66s>0.1s所以可用I〞≤I nber效验而
i es=43.3KA,所以8.8<43.3KA,所以合格
4、选10KA 电压等级的隔离开关方法与35KA 上选择方法相似。

因为
u N =10KA ,I max =1212A 查表可选GN 2－10KV ／2000——85型隔离开关，将选择的结果列表于下。

3、35K 变电站主变压器的选择,①容量台数的选择台数：2台，容量：变电站主变压器一般按建设变电站后5~10年规划考虑，考虑到其中一台供电后，其余的容量应能由另一台变压器负担变电站内的最大负荷的60~70％来选择。

若全部Ⅰ、Ⅱ类重要负荷超过上述比例时，应按全部Ⅰ、Ⅱ类负荷的总供电要求来选择，即
SN=1
max 7.0 n S =11.9MW ，所以选用SZ9——20000KA ／35KA 型变压器，所选变压器台数如下表：
以我们选择SZq ——20000／35是一个双回路变压器
4、35KV 变电站10KV 母线的选择
a 、选择的方法，因为10KV 母线是汇流母线，所以按长期允许发热时的最大电流来选择母线的截面，已知1、10KV 母线上P max =10MW ,I 〞=8.8KA.
2、继电保护动作时间t pr =1S
3、断路器全分闸时间t br =0.2s
4、三相巨型导体水平分布
5、绝缘子跨距l=1.2m
6、相间距离a=0.35m
7、全厂L 的弹性模量为7×1010pq
8、允许应力σal =70×106pa
b 、计算方法：
因为Imax=Un
s 3=1154.66A,查表可得，可选LMY ——80×10单条母线、 效验：①能够满足Imax ≤kIal 即1154.66<1619.1A.所以合格，即可满足长期发热要求
②热稳定效验，标准S ≥sim=
c Qk kf •（mm ²）c 为热稳定系数，Q K 为短路电流热效应（A ²•S).Kf 集肤效应系数，
Q W =0θ+(0θθ-e )（Iae
ax Im ）²=35.599
第四章：设计结果（说明书，图纸）图纸在本设计里面
第五章：答辩。