【变电站一次系统设计7200字（论文）】.docx

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1、35KV变电站一次系统设计目录摘口要错误!未定义书签。第1章引言21.1 原始资料简介21.2 鲁班供区负荷预测3第2章电气主接线的选择4第3章主变压器的选择5第4章短路计算74.1 短路的原因、形成及危害74.2 短路计算的方法74.3 本设计中短路电流的计算7第5章电气设备的选择105.1 变压器保护隔离开关、断路器的选择105.2 电流互感器的选择125.3 电压互感器的选择145.4 远动及通信155.5 高压熔断器的选择15第6章变电站的防雷和接地设计18第7章结论20参考文献201.1 原始资料简介电能是当今社会利用最广泛、地位最为重要同时也最为高效的能源。电能的使用直接促进了人类

2、的进步和发展，成为最伟大的发明之一。变电站同时与发电厂和用电单位相连。它的运行状态直接影响到供电系统的整体质量,起着中间电能的积累和分配的作用。它的安全与否直接决定了整个电网的安全。电力作为一种清洁能源在使用的能源中的比重在不断增加。输电系统中重要的组成部分一一变电站,它承担了电力的传输和分配。本次设计基于设计任务书设计变电站一次部分，主要分析短路计算，在此范围上选取合适的主要电气设备，设计防雷设计，绘制重要的电气接线图。芦溪镇位于三台腹地，属地级绵阳市政府驻地。位于北纬31.09179,东经105.09079o东邻老马镇，南临刘营镇，西临立新镇，北接永明镇、涪城区丰谷镇，是绵阳第一大镇。芦溪

3、虽为镇但交通便利，G247,成万高速，成渝环线高速，西绵高速，205省道贯穿全境。芦溪镇行政面积为132.45km2,从“十二五”进入“十三五”，芦溪镇加大推进工业化进程，紧紧围绕“五个四川”建设和战略。芦溪镇新增报装容量26.94万kVA,负荷预测方法采用年均增长率法与回归模型法、灰色模型法，运用多种数学模型，取三种方法的加权平均值作为曾都区全社会用电量的预测结果。根据芦溪的实际情况，给出高、中、低三方案结果，如下表所示。推荐采用中方案预测结果，2016年最大负荷为302MW,2023年负荷即聘达到489MW。尹溪镇负荷预测结果下表。表1用最大负荷利用小时法预测负荷结果单位：亿kWh方案20

4、142015201620172018201920202015-2017年均增长率(%)2018-2023年均增长率(%)233445614.513.7高方案86.522.5369.4522.9883.3450.7325.4125233334413.110.7中方案86.50353889933.9889612233344低方案86.597.9423.4249.9177.506.2836.348.377.51TMAX4544554预测9601187947600510689111.2 鲁班供区负荷预测鲁班供区位于绵阳芦溪镇。芦溪镇位于绵阳市南部，距绵阳市区33km,版图面积98km2,人口2.7万。

5、芦溪镇地处副热带北缘，地形以丘陵为主，杜甫草堂风景区驰名中外，吸引大批游客。成万高速公路穿境而过，交通发达。鲁班村凭借芦溪镇的交通地理优势，依靠杜甫草堂风景区等旅游资源的带动，经济不断发展，人民生活水平得到提高。绵阳经济增长、人民生活水平提高和“两改一同价”的切实实施，城乡工农业生产和人民生活用电呈现增长势头。鲁班负荷预测见下表：表2鲁班供电区负荷预测情况表(单位：亿kwh、MW)年份2020152016201720182019I14负荷1.92.12.32.62.93.2鲁班107655供区电量0.00.00.00.00.00.0404854626978鲁班供区2014年电量().040亿k

6、wh,负荷达到191MW,预测2019年电量将达到0.078亿kwh,负荷达到3.25MW。第2章电气主接线的选择对原始资料的分析以及对以上几种接线方式的认知，现列出以下几种方案。方案一：单母分段接线；IOkV侧进出线为8回，可对重要用电单位采用双回路供电，增加供电的可靠性。方案二：单母线接线；IOkV侧单母接线，当维修出线端断路器时，会中断对该线路的用电。方案三：双母线分段接线；IOkV侧双母分段接线，当任意母线分段检修其中任何线路都不需停电。综合以上几种方案的比较我们应选择第二个作为本变电站的主接线。表3接线方式的比较项目方ix可靠性灵活性经济性单母线分段接线高1、灵活的调试和维护；2、各

7、等级电压接线便于扩建设备多，经济性能差单母线接线较高1、灵活的调试和维护好；2、方便扩建1、电气设备较少，投资小；2、减少占地面积。双母线接线可靠性高1、灵活的调试和维护2、接线较为复杂1、设备相对较多投资较大；2、占用面积过大，投资大。根据电气工程电气设备手册选用的变压器额容是4000kVA,其中选用双绕组变压器，所选变压器参数为：型号：GT-4000/35额定容量(kVA):4000额定电压(kV):高压358*1.25%;低压10.5连接组标号：Yd11空载损耗(kw)：4.52负载损耗(kw):28.8阻抗电压(%)：高-低22.8最后选取两台GB-4000/35型变压器选为主变压器。

8、与该站邻近的变电站有：11OkV永安变(约28km),35kV鲁班变(约11km),35kV芦溪变(约Ukm);与该站邻近的35kV线路有35kV前锋线、35kV老马线。I)I1okV永安站距离本站站址较远，不推荐由IIokV永安站直接引入电源。2)35kV鲁班站现为单母线接线，现有主变两台(5+10)MVA,35kV出线一回(35kV前府线)，35kV鲁班站被民居包围，35kV出线较困难，不推荐由35kV鲁班站直接引入电源。3)35kV芦溪站现为单母线接线，现有主变两台(3.15+6.3)乂丫4351出线两回(351丫前洛线与35kV前何线芦溪支线)，规划出线一回(35kV芦溪-鲁班线路)；

9、35kV芦溪站几无35kV出线廊道，不推荐由35kV芦溪站引入电源。4) 35kV前锋线导线线径较细，型号为J1G1A-7O,J1/G1A-70极限输送容量为16.67MW,而府河站目前主变总容量为15MVA,已接近此极限值，因此不推荐由35kV前府线引入电源。5) 35kV老马线导线型号为J1/GIA-150,J1ZG1A-150极限输送容量为26.97MW,推荐由35kV老马线引入电源。结合国网四川省电力公司十三五规划技术原则，鲁班站以35kV电压等级接入系统。结合IIokV永安变、35kV老马变、35kV芦溪变运行情况，本期具体接入系统方案拟定如下：新建前进一芦溪T接鲁班35kV线路，鲁

10、班35kV配电站接入系统方案如图所示。图1鲁班变电站接入方案4.1 短路的原因、形成及危害用户供配电系统应安全可靠，保证正常用电，但是由于各种原因，系统总会发生故障，最严重的是短路，是指相间或相间对地连接异常。短路形成的原因主要有：(1)设备的绝缘自然老化、机械强度的下降和损伤；(2)运行维护不当，不遵守操作规程引起的事故，管理不完善；(3)自然灾害造成的的线路坍塌，断线等。短路的危害：由于短路后线路的阻抗急剧下降，所以短路电流极具增大，在高等级电压系统中，可能达到几十万安。在电流飞速加大的时间内，系统电压却在降落，所以短路的后果一般都是破坏性的。因此可见，短路的后果十分严重，为了保证电气设备

11、和电力系统的稳定运行，首先应尽可能的消除引起短路的一切原因，其次还应该在短路发生后尽可能快的切除故障,恢复电网的安全运行。4.2短路计算的方法短路计算的方法有单位值法、短路容量法、欧姆法。欧姆法是短路计算中最基本的,但单位值法在实际中使用更为广泛。短路计算步骤：(1)绘制出电路图进行短路计算，确定计算点。(2)确定参考值，Sd=IOOMVA,Ud=Uav,计算短路设计点所有电压下的K1(3)计算出各元件标幺值电抗。(4)显示与短路电流相等的电路图，并标记短路计算点。(5)简化电路，计算单位总电抗的短路容量。4.3本设计中短路电流的计算计算回路电抗：Sd=100MVA,Ud=Uav图2短路计算图

12、根据前面变压器参数可得:XI-系统电抗X2-变压器电抗X3-线路电抗X4-线路电抗X1=X-=0.4*25*-=0.075Uav21152X1=0.1X2=0X3=A3*=0-743心Sn100X4=U%Sd*J_=0.729US100计算各短路点短路电流(1)K点发生三项短路时图335kV侧K点短路时网络简化图=15.8KA=_1/=1*IQQX1(I0.13*36.5ISh=2.551=2.55*15.8=40.29/C4Ish=1.52/=1.5215.8=24.02/C4(2)七点发生三项短路时_K2-图4小点短路时网络简化图100X1+X2+X30.1+0.743*10.5=6.5必

13、Z5ft2=2.55/1=2.55*6.5=16.575KAIsh2=1.52Z1=1.52*6.5=9.88KA35KVIOKV图5峪点短路时网络简化图(3)K31x1+x2+x4Id=1JfcIOO0.1+0.7293*10.5=6.630ish3=2.55t,=2.55*6.63=16.9IAAZs7f3=1.52/=1.52*6.63=12.78AA第5章电气设备的选择5.1 变压器保护隔离开关、断路器的选择本工程所在地区为III级污秽地区，因此，根据国家电网公司物资采购标准，所有室外电气设备的外绝缘设计应符合三级污染标准，35kv和IOkV系统设备的具体爬电距离V3.1cmkVo1

14、.隔离开关的选择：隔离开关的要求：(1)电路断开后，隔离开关应该有清晰可见的断开点，来判断电路是否有电。(2)分断点之间有充足的绝缘距离，保证不发生闪络危及操作人员的人身安全。(3)隔离开关操作时同期性要好，具有合理的合、跳闸速率。(4)隔离开关结构构造简单，动作迅速可靠，带接地刀闸的因装设闭锁装置，保证正确的操作。35kV侧隔离开关的选择：35kV主变进线设备：选用35kV户外组合电器，包括隔离开关、接地开关、电流互感器、断路器等，性能优良，可靠性高，维护工作量小。额定电压必须大于35kV,最大持续.1S1Z3-一Iwv7=64.SA电流o因此选择GN27-40.5型设备，且它配备手动式杠杆操作机构。表435kV隔离开关参数型号额定电压(kV)额定电流(A)最大工作电压(kV)极限通过电流(kA)2S热稳定电流(kA)接地刀