降压变电站设计电力系统设计

重庆技术学院

专科生毕业设计

题目：35kV降压变电站设计系别电气工程系

专业发电厂及电力系统

目录

第一章引言 (4)

1.1原始资料分析 (5)

第二章电气主接线的设计 (4)

2.1电气主接线设计概述 (4)

2.2电气主接线的基本形式及特点 (5)

2.3电气主接线的选择 (7)

第三章主变器的选择 (11)

3.1主变台数的确定 (11)

3.2主变相数的选择 (11)

3.3主变压器选择的结果 (12)

第四章短路电流计算 (14)

4.1电路各元件、参数、标幺值的计算 (14)

4.2三相短路电流计算 (14)

第五章电气设备选择 (17)

5.1断路器、隔离开关的选择变压器保护 (16)

5.2电流互感器的选择母线保护 (25)

5.3电压互感器的选择 (31)

5.4导体的选择和校验自动装置 (33)

5.5互感器在主接线中的配置 (38)

第六章高压配电系统及配电装置的设计 (35)

6.1配电装置的要求 (35)

6.2配电装置的分类 (36)

6.3配电装置的应用 (36)

6.4屋内配电装置布置原则 (38)

6.5本设计中配电装置的确定 (40)

第七章防雷和接地设计 (41)

7.1防雷设计 (46)

7.2接地设计 (46)

第八章继电保护配置 (47)

8.1变压器的保护配置 (47)

8.2母线的保护配置 (47)

第九章设计总结 (49)

第十章致谢 (49)

第十一章参考文献 (51)

一引言

电力是以电能作为动力的能源。发明于19世纪70年代，电力的发明和应用掀起了第二次工业化高潮。成为人类历史18世纪以来，世界发生的三次科技革命之一，从此科技改变了人们的生活。20世纪出现的大规模电力系统是人类工程科学史上最重要的成就之一，是电力发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电力生产与消费系统。它将自然界的一次能源通过发电动力装置转换成电力，再经输电、变电和配电将电力供应到各用户。

1.1 原始资料简要分析

1.建设规模：该变电所电压等级为35/10KV 10KV进出线8回

根据建厂规模，对本变电站的电气主接线进行设计确定出2~3种方案，进行技术和经济比较，确定出最优方案。

2.该地区的负荷情况：10KV恻的出现容量为6400 kw,每条容量为800kw

3.系统短路容量为无穷大

根据以上两系统的短路容量，可计算两系统的综合电抗标幺值。进而进行短路电流的计算。收集国内外电气设备的现状和发展趋势，了解设备和导体选择的条件，对本变电站进行电气设备和导体的选择。

4.本设计中各级电压侧年最大负荷利用小时数为：

10KV侧Tmax=4000小时/年根据以上最大负荷小时数，可查表得出导体经济电流密度，进而按照经济电流密度进行母线截面的选择。

5.所址概括：该变电所地势交平，交通便利，环境无污染，位于市郊区荒土地。

根据以上所址概述，可了解到该设计中变电所的周边环境情况，可推测该所地处平原地区，占地面积大，由此根据变电所配电系统和配电装置的设计原则，对本变电所进行高压配电系统及配电装置设计，接近负荷中心，则要求供电的可靠性，调度的灵活性更高。

二电气主接线的设计

发电厂和变电站的电气主接线是指由发电机，变压器，断路器，隔离开关，互感器，母线和电缆等电气设备，按一定顺序连接的，用以表示生产，汇集和分配电能的电路。电气主接线又城为一次接线或电气主系统，代表了发电厂和变电所电气部分的主体结构，直接影响着配电装置的布置，继电保护配置，自动装置和控制方式的选择，对运行的可靠性，灵活性和经济性起决定性的作用。

2.1 电气主接线设计概述

2.1. 1 对电气主接线的基本要求

⑴电气主接线应根据系统和用户的要求，保证供电的可靠性和电能质量，

对Ⅲ类负荷单个电源供电即可。对Ⅰ类负荷和Ⅱ类负荷占大多数的用户应由两

个独立电源供电，其中任一电源必须在另一个电源不能供电时，能保证向重要负荷供电。

电压和频率是电能质量的基本指标，在确定电气主接线时应保证电能质量在允许的变动范围之内。

⑵电气主接线应具有一定的灵活性和方便性，一适应电气装置的各种运行

状态。不仅要求在正常运行时能安全可靠地供电，而且在系统故障或设备检修

及故障时，也能适应调度的要求，并能灵活，简便，迅速地倒换运行方式，使

停电时间最短，影响范围最小。

⑶电气主接线应在满足上述要求的前提下，尽可能经济。应尽量减少设备

投资费用和运行费用并尽量减少占地面积，同时注意搬迁费用，安装费用和外

汇费用。

⑷具有发展和扩建的可能性。电气主接线在设计时应尽量留有发展余地，

不仅要考虑最终接线的实现，同时还要兼顾到从初期接线过度到最终接线的可

能和分阶段施工的可行方案，是其尽可能的不影响连续供电或在停电时间最短

的情况下完成过度的实施。

2.1. 2 变电所电气主接线的设计原则

变电所主接线的设计必须满足上述四个基本要求，以设计任务书为依据，一国家经济建设方针，政策及有关技术规范为准则，结合工程具体特点，准确的掌握基础资料，做到及要技术先进又要经济使用。

在工程设计中，经上级主管部门批准的设计任务书或委托书是必不可少的。它

将根据国家经济发展及电力负荷增长率的规划，给出所设计的变电所的容量，

电压等级，出线回路数。主要是负荷要求，电流系统参数和对变电所的而具体

要求，以及设计的内容和范围，这些原始资料是设计的依据，必须进行详细的

分析和研究，从而可以初步拟定一些主接线方案，国家方针政策，技术规范和

标准是根据国家实际状况，结合电流工业的技术特点而制定的准则，设计时必

须严格遵循。结合对主接线的基本要求，设计的主接线应供电可靠，灵活，经

济，留有扩建和发展的余地。设计时，在进行论证分析阶段，更应该辩证的同

意供电可靠性与经济性的关系，以使设计的主接线具有先进性和可靠性。

在满足运行要求使，变压器高压侧应尽量采用断路器较少的或不用断路器的接线。旁路设施可按主接线基本形式中所述的情况设置。

2.1. 3 电气主接线的设计步骤

电气主接线的设计伴随着发电厂或变电所的整体设计，即按照工程基本建设程序，经历可行性研究阶段，技术设计阶段和施工设计等四个阶段，在各阶段中随要求，任务的不同，其深度，广度也有所差异，但总的设计思路，方法和步骤相同。

⑴对变电站进行综合分析：

①变电所的情况，包括变电所的类型，在电力系统中的地位和作用，近期及远

景规划容量，近期和远景与电力系统的连接方式和各级电压中性点接地方

式，最大负荷利用小时数及可能运行的方式等。

②负荷情况，包括负荷的性质及地理位置、输电电压等级、出线回数及输送容

量等。电力负荷的原始资料室设计主接线的基础数据，应在电力负荷预测的

基础上确定，其准确性直接影响主接线的设计质量。

③环境条件，包括当地的气温，湿度，风向，水文，递质，海拔高度及地震等

因素，这些对主接线中电器的选择和配电装置的实施均有影响，必须予以重

视；此外对重型设备的运输，也应充分考虑。

④设备情况，为使所设计的主接线可行，必须对各主要电器的性能，制造能力，