35kV变电站设计

35kV变电所设计[摘要]本论文主要进行35kV变电站设计。首先根据任务书上所给系统及线路和所有负荷的参数，通过对所建变电站及出线的考虑和对负荷资料分析，满足安全性、经济性及可靠性的要求确定了35KV、10KV侧主接线的形式，然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数、容量、及型号，从而得出各元件的参数，进行等值网络化简，然后选择短路点进行短路计算，根据短路电流计算结果及最大持续工作电流，选择并校验电气设备，包括母线、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器等，并确定配电装置。根据负荷及短路计算为线路、变压器、母线配置继电保护并进行整定计算。本文同时对防雷接地及补偿装置进行了简单的分析，最后进行了电气主接线图的绘制。[关键词]变电站设计，变压器，电气主接线，设备选择目录一、负荷统计.................................................................11、各负荷无功功率........................................................12、10KV总负荷...........................................................13、变压器损耗估计：......................................................24、35KV侧负荷...........................................................2二、选择变压器...............................................................2三、无功补偿计算............................................................31、电容器安装的预计算....................................................32、电容器型号及个数选择..................................................33、无功补偿校验..........................................................3四、主接线选择...............................................................31、35KV主接线...........................................................32、10KV主接线...........................................................4五、所用变选择...............................................................4六、短路电流计算.............................................................51、元件阻抗标幺值计算....................................................52、等值电路图............................................................73、化简..................................................................74、K1点短路电流计算.....................................................85．K2点短路电流计算.....................................................96．K3点短路电流计算.....................................................10七、电气设备选择...........................................................121、断路器及隔离开关选择.................................................122．母线选择.............................................................163．电压互感器选择.......................................................184．电流互感器选择.......................................................195．过电压保护选择.......................................................20八、变电所继电保护与自动装置配置............................................211．主变压器保护.........................................................212．母线.................................................................223．10kV线路...........................................................22九、线路保护整定计算........................................................221．系统最小运行方式下短路电流计算.......................................222．10kV线路电流速断保护整定............................................251一、负荷统计1、各负荷无功功率表1－110kV侧负荷表Q无=P无×tgφ=900×0.62=558KVARQ印1=P印1×tgφ=800×0.62=496KVARQ配甲=P配甲×tgφ=2000×0.75=1500KVARQ配乙=P配乙×tgφ=1600×0.75=1200KVARQ配丙=P配丙×tgφ=1000×0.75=750KVARQ电=P电×tgφ=3000×0.48=1440KVARQ机=P机×tgφ=700×0.62=434KVARQ印2=P印2×tgφ=1000×0.62=620KVAR2、10KV总负荷同时率K=0.85P10Σ=K×（P无+P印1+P配甲+P配乙+P配丙+P电+P机+P印2）=0.85×（900+800+2000+1600+1000+3000+700+1000）=0.85×11000=9350KW负荷名称最大负荷kW回路数供电方式线路长度km功率因数无线电厂9001电缆20.85印染厂I8001电缆1.50.85配电站甲20002架空线40.8配电站乙16002架空线70.8配电站丙10001架空线40.8电机厂30002架空线80.9机床厂7001架空线120.85印染厂II10001架空线90.852Q10Σ=K×（Q无+Q印1+Q配甲+Q配乙+Q配丙+Q电+Q机+Q印2）=0.85×（558+496+1500+1200+750+1440+434+620）=0.85×6998=5948KVAR年增长率K1=5%=0.05P10Σ'=P10Σ×（1+K1）5=9350×（1+0.05）5=11933KWQ10Σ'=Q10Σ×（1+K1）5=5948×（1+0.05）5=7591KVAR视在功率：S10Σ=√P10Σ'2+Q10Σ'2=√119332+75912=14143KVA3、变压器损耗估计：取有功损耗ΔPt=S10Σ×2%=14143×2%=283KW无功损耗ΔQt=S10Σ×10%=14143×10%=1414KVAR4、35KV侧负荷P35Σ=P10Σ'+ΔPt=11933+283=12216KWQ35Σ=Q10Σ'+ΔQt=7591+1414=9005KVARS35Σ=√P35Σ2+Q135Σ2=√122162+90052=15176KVA二、选择变压器SN应不小于S35Σ×0.6，选2台，互为备用，每台容量大于总负荷的60%。S35Σ×0.6=15176×0.6=9105.6KVA选择SZ9-10000/35±3×2.5%/10.5-Y/d11,阻抗电压UK%=7.03三、无功补偿计算1、电容器安装的预计算补偿前功率因数COSφ=P35Σ/S35Σ=12216/15176=0.8tgφ=tg（arccosφ）=0.75补偿后功率因数要求大于0.9，补偿后tgφ'=tg（arccos0.9）=0.48补偿无功预计算Qc≥P35Σ（tgφ-tgφ'）=12216（0.75-0.48）=3298KVAR2、电容器型号及个数选择电容器安装方式是△接，选择YL10.5-60-1型号电容器60只，共补偿容量QCN=60*60=3600KVAR＞计算容量3298KVAR3、无功补偿校验COSφ2N=aP35Σ/√（a35Σ）2+（Q35Σ-QCN）2=(0.75×12216)/√（0.75×12216）2+(0.75×9005-3600）2=0.945＞0.9满足要求。四、主接线选择1、35KV主接线35KV是两回进线，变电站内两台变压器，可选单母线分段接线接线，如图(1)，4可选择双母线接线，如图（2）。母线分段接线的优点：母线故障或检修时缩小停电范围。单母线分段接线的缺点：任一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线上所有回路均需停电，任一断路器检修时，该断路器所带负载停电。双母线接线优点：与单母线相比，具有供电可靠性大，可以轮流检修母线而不使供电中断。双母线接线缺点：每一回路都增加了一组隔离开关，增加了占地面积，投资费用相应增加；同时，配电结构复杂，倒闸操作时，易发生误操作；检修任一回路断路器时，该回路装设临时跨条仍需停电或短时停电；任一母线故障仍会短时停电。综合上述，考虑变电站两回进线，选择35KV单母线分段接线方式。2、10KV主接线10KV是两台变压器出线，变电站10KV11回出线，可选单母分段接线，单母线分段接线的优点：母线故障或检修时缩小停电范围。单母线分段接线的缺点：任一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线上所有回路均需停5电，任一断路器检修时，该断路器所带负载停电。双母线接线优点：与单母线相比，具有供电可靠性大，可以轮流检修母线而不使用户供电中断。双母线接线缺点：每一回路都增加了一组隔离开关，增加了占地面积，投资费用相应增加；同时，配电结构复杂，倒闸操作时，易发生误操作；检修任一回路断路器时，该回路装设临时跨条仍需停电或短时停电；任一母线故障仍会短时停电。综合上述，考虑变电站两台35Kv主变供电，11回出线，选择10KV双母线接线方式。五、所用变选择按主变压器容量的千分之五选所用变容量S=10000*0.005=50KVA，选用50KVA容量变压器。六、短路电流计算1、元件阻抗标幺值计算（1）基准值功率基准值SB=100MVA110KV等级UB=115KVIB=0.502KAXB=132Ω35KV等级UB=37KVIB=1.56KAXB=13.7Ω（2）大系统Ｃ阻抗标幺值计算ＸＣ﹡＝SB/Sｃ＝１００/2500=0.04（3）发电机阻抗标幺值计算SN=P/COSφ＝25/0.85＝29.41MVA462.041.29/1001006.13/100%NBFSSdXX（4）变压器阻抗标幺值计算