35KV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,cos φ=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。

22

=+

S P Q

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 ：2223()()P P KW U COS ∆=Φ 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cos φ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 ： ..3()L P R Q X U KV U +∆=

P ——有功功率，KW ；

Q ——无功功率，Kvar ；

U ——额定电压，KV ；

R ——线路总电阻，Ω

XL ——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 ·cos φ，供电设备的视在功率S 不变，功率因数cos φ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:

Q C =P 3（tanΦ-tanΦ`）

补偿后总的视在负荷： S`30=〔 P 302+(Q 30-Q C )2〕0.5

变压器有功损耗:

△P T =△P k β2+△P 0

式中: △P 0—变压器的空载损耗;

△P k —变压器的短路损耗;

β—变压器的负荷率, β= S 30 / S N,

变压器高压侧有功功率：

P=P 30+△P T

变压器高压侧无功功率：

Q=Q 30+△Q T

补偿后的有功功率：

S=〔 P 2+Q 2〕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1800KV A ，则总的负荷为8*1800=14400KV A,设同时率Kd=0.9，补偿的变压器前的总容量为14400*0.9=12960KV A 。由于变电站的高压侧以大的功率因数cos φ0.9，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cos φ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：

Q C =P 3（tanΦ-tanΦ`）==14400×0.85×「tan(arccos0.85)－tan(arccos0.95)」 =14400×0.85×[0.62－0.32]

=3572KV A

2组1800KV A 并联电容器进行无功补偿：

2×1800=3600KV A

无功补偿后变压器的容量为：

S`30=〔 P 302+(Q 30-Q C )2〕0.5

=12872398612240)36007586(122402222=+=-+

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9010KV A 。

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10000KV A 。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=9500KV A

9500KV A 大于9010KV A ,所有选择的变压器能满足要求。假设一级负荷，二