KV变电站毕业设计完整版

35kV变电站设计原始数据

本次设计的变电站为一座35kV降压变电站，以10kV给各农网供电，距离本变电站15km和10km处各有一个系统变电所，由这两个变电所用35kV双回架空线路向待设计的变电站供电，在最大运行方式下，待设计的变电站高压母线上的短路功率为1500MVA。

本变电站有8回10kV架空出线，每回架空线路的最大输送功率为1800kVA；其中#1出线和#2出线为Ⅰ类负荷，其余为Ⅱ类负荷及Ⅲ类负荷，Tmax=4000h,cosφ=0.85。

环境条件：年最高温度42℃；年最低温度-5℃；年平均气温25℃；海拔高度150m；土质为粘土；雷暴日数为30日/年。

35KV变电站设计

一、变电站负荷的计算及无功功率的补偿

1.负荷计算的意义和目的

所谓负荷计算，其实就是计算在正常时通过设备和导线的最大电流，有了这个才可以知道选择多大截面的导线、设备。负荷计算是首要考虑的。要考虑很多因素才能计算出较为准确的数值。如果计算结果偏大，就会将大量的有色金属浪费，增加制作的成本。如果计算结果偏小，就会使导线和设备运行的时候过载，影响设备的寿命，耗电也增大，会直接影响供电系统的稳定运行。

2.无功补偿的计算、设备选择

2.1无功补偿的意义和计算

电磁感应引用在许多的用电设备中。在能量转换的过程中产生交变磁场，每个周期内释放、吸收的功率相等，这就是无功功率。在电力系统中无功功率和有功功率都要平衡。有功功率、无功功率、视在功率之间相互关联。

S——视在功率，kVA P——有功功率，kW Q——无

功功率，kvar

由上述可知，有功功率稳定的情况下，功率因数cosφ越小则需要的无功功率越大。如果无功功率不通过电容器提供则必须从该传输系统提供，以满足电力线和变压器的容量需要增加的电力需求。这不仅增加了投资的供给，降低了设备的利用率也将增加线路损耗。为此对电力的国家规定：无功功率平衡要到位，用户应该提高用电功率因数的自然，设计和安装无功补偿设备，及时投入与它的负载和电压的基础上变更或切断，避免无功倒送回来。还为用户提供了功率因数应符合相应的标准，不然，电力部门可能会拒绝提供电力。所以无功功率要提高功率因素，在节约能源和提高质量具有非常重要的意义。无功补偿指的是：设备具有容性负载功率和情感力量负荷，并加入在同一电路，能量的两

个负载之间的相互交换。

无功补偿装置被广泛采用在并联电容器中。这种方法容易安

装并且施工周期短，成本低易操作维护。

2.2 提高功率因数

P——有功功率S1——补偿前的视在功率S2——补偿后的视

在功率Q1——补偿前的无功功率Q2——补偿后的无功功率

φ1——补偿前的功率因数角φ2——补偿后的功率因数角

2.3 降低输电线路及变压器的损耗

功率损耗ΔP：

P——有功功率，kW；U——额定电压，kV；R——线路总电

阻，Ω。

由此可见，当功率因数cosφ提高以后，线路中功率损耗大大下

降。

2.4 改善电压质量

电压损失ΔU：P——有功功率，KW；Q——

无功功率，Kvar；U——额定电压，KV；R——线路总电阻，

ΩXL——线路感抗，Ω。当线路中的无功功率Q减小则电压损

失ΔU减小。

2.5 提高设备出力有功功率P＝S·cosφ，供电设备

的视在功率S不变，功率因数cosφ升高，则设备的有功功率P

增加到P+ΔP。

无功功率补偿装置容量:

QC=P3（tanΦ-tanΦ`）

补偿后总的视在负荷：

S`30=〔 P302+(Q30-QC)2〕0.5 变压器有功损耗:

△PT=△Pkβ2+△P0

式中: △P0—变压器的空载损耗;

△Pk—变压器的短路损耗;

β—变压器的负荷率, β= S30 / SN,

变压器高压侧有功功率：

P=P30+△PT 变压器高压侧无功功率：

Q=Q30+△QT 补偿后的有功功率：

S=〔 P2+Q2〕0.5

1.4 在本设计中的负荷计算

1.4.1 所要补偿的容量

按要求需要8回10kV架空线，每回架空线的最大输送功率为

1800KVA，则总的负荷为8*1800=14400KVA,设同时率Kd=0.9，补

偿的变压器前的总容量为14400*0.9=12960KVA。由于变电站的

高压侧以大的功率因数cosφ0.9，考虑到该变压器的无功功率

损耗的有功损耗通常是4倍。所以变压器后的低压侧功率因数补

偿应大于0.9，0.95这里更高。为从0.85低侧功率因数cosφ

提高到0.95时，低压侧可以用下式来计算需要被安装并联电容

器的容量：

QC=P3（tanΦ-tanΦ`）==14400×0.85×「tan(arccos0.85)

－tan(arccos0.95)」

=14400×0.85×[0.62－0.32]

=3572KVA

2组1800KVA并联电容器进行无功补偿：

2×1800=3600KVA

无功补偿后变压器的容量为：

S`30=〔 P302+(Q30-QC)2〕0.5

=

任何一台变压器单独运行时，应满足所有一级负荷，二级负

荷的需要。要在总的容量的70%~80%。即12872乘以0.7等于9010KVA。

由上可得，要设计的变电站要选择的主变压器为2台，容量为10000KVA。本次设计选择的型号为SFL-10000\35。

因为年平均气温为25度，需要修正：

St=[1-(25-20)\100]Snt=9500KVA

9500KVA大于9010KVA ,所有选择的变压器能满足要求。假设一级负荷，二级负荷为6000KVA，即St为9500KVA大于6000KVA，所以也能满足要求。

1.4.2 计算各出线回路的电流

在变电站低压侧有8回10KV架空出线，每回架空线的最大输送功率为2000KVA，即每一回的计算电流为：

I=S\1.732U=2000\1.732×10.5=35A

选择LGJ-35型架空导线。在这个设计中，变电站和6~7.8公里之间的距离有一个系统的变电站，其是由两个变电站供电到变电站进行设计，因为这两个互为备份的电源，所以，当一个系统的变电站，当电源变电站，该变电站到另一个系统处于待机状态。该变电站的计算电流偏高：

有功功率损耗：0.015S等于12872×0.015=194KW

无功功率损耗：0.06S等于12872×0.06=772Kvar

则无功补偿后高压侧的负荷为12240+194的和的平方再加上3986+772的和的平方然后在开方，等于13313KVA。

则两台变压器的结果为：I=S\1.732×U=13313\1.732×37=207A

导线我选择LGJ-70，他的屋外载流量为275A。

二、主接线方案

2.1 变电所主接线的定义及组成

主接线指的是接受和分配电能的路线。在供应和分配系统，电气