【完整版】35kv变电站电气部分设计毕业论文(3)

第3章 变电站的总体设计分析

3.1 变电站的主要设备组成

变压器：变压器是变换电压的主要设备，一般在变电站用于降低电压。变压器由单相变压器和三相变压器。一般使用经济上有利的三相变压器，单相变压器仅在高电压、大容量的500kV变电站等由于受到搬运上的限制而被采用。

输电线和开关设备：在变电站内汇集着许多集中和分配电力的输配电线，与主变压器一起接在母线上，在每一条线路的引出口除装设断路器和隔离开关。断路器通常用于电路的送出、停止或切换，当输、配电设备发生事故时则用来自动切断。

隔离开关用于输、配电线路，在检修断路器等电气设备时断开它们以隔离电源，有时用来切换母线环。

控制装置与互感器：控制装置是变电站的中枢神经、值班员监视设备的运行状态，根据需要进行设备的操作以及联合互感器进行电压、电流和功率的测量。互感器的主要作用是将高电压、大电流转换成低电压、小电流进行测量或保护。

避雷器：避雷器是把系统中如雷电和操作过电压之类的异常电压抑制在规定值以内，从而保护以变压器为主的主要设备。

调相设备：调相设备，因为在重负荷是使电流超前，轻负荷时使电流滞后，所以用来进行电压的调整。

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3.2 负荷分析

一级负荷：中断供电将造成人身的伤亡，能造成重大的经济损失的如重大的交通枢纽、通讯枢纽，经常于国际活动的大量人员集中的公共场所还使用设备损坏，产品报废重要负荷中断将发生爆炸，火灾和中毒等给人民的生活带来影响。一级负荷必须有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证对全部一级负荷不间断供电。

二级负荷：中断供电将造成较大损失使连续的生产过程被打乱，需要长时间才能够恢复的称之为二级负荷。二级负荷一般要有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证全部或大部分二级负荷的供电。

三级负荷：中断供电后无重大的影响,三级负荷一般只需一个电源供电。

3.3变电站主接线方案的确定

35kv的变电站只有两台变压器和两条线路因此应该采用桥形连接。根据桥断路器 QF3的安装位置，可分为内桥接线和外桥接线，如上图所示（a）（b），内桥接线在线路故障或切除、投入时，不影响其余回路工作，并且操作简单；而在变压器故障切除或投入时，要使用相应线路短时停电且操作复杂。因而该线路一般适用于线路较长（相对来说线路的故障几率较大）和变压器不需要经常切换（如火电厂）的情况；而外桥接线在运行中的特点相反，适用于线路较短和变压器需要经常切换的情况。当系统中有穿越功率通过主接线为桥形连线的发电厂或变电站高压侧，或者桥形的2条线路接入环形电网时，通常宜采用外桥连接。如果采用内桥接线，穿越功率将通过3台断路器，继电保护配置复杂，并且其中台短路器断开时都将是穿越功率无法通过，或是使环形电网开环运行。为减少开环及满足一回进线或出线停运时，桥断路器需退出运行，可加“跨条”联络两臂。

桥形接线只用3台断路器，比具有4条回路的单母线接线节省了一台断路器，并且没有母线，投资省，看可靠性不高，只适用于小容量发电厂或变电站，或

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作为最终将发展为单母线分段或双母线的工程初期接线方式，也可用于大型发电机组的启动备用变压器的高压侧接线方式。

而该设计系统以火电为主，变压器不需经常切换，再者从经济考虑桥形接线的造价都很低，并且容易发展或单母分段接线应该采用桥内接线的方式。 10KV侧主接线的接线方式有：单母及分段单母线，双母线。考虑到10KV侧有10回出线且主要为二三类负荷，宜采用单母线分段接线方式。

图3-1桥形接线

（a）内桥接线 （b）外桥接线

3.4 主变压器选择

3.4.1.主变台数的考虑原则

(1)对大城市郊区的一次变，在中、低压侧构成环网情况下，装两台主变为宜。

(2)为满足运行的灵敏性和可靠性，如有重要负荷的变电所，应选择两台 绕组变压器，选用三绕组变压器占的面积小，运行及维护工作量少，价格低于四台双绕组变压器，因此三绕组变压器的选择大大优于四台双绕组变压器；对地区性孤立的一次变或大型的工业专用变电站，设计时应考虑装三台的可能性。

(3)对于规划只装设两台主变压器的变电站，其变压基础宜按大于变压器容量的1-2级设计，以便负荷发展时更换变压器的容量按上述分析我设计的主电站应装设两台同型号的三绕组变压器。

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3.4.2 变压器容量的确定

（1）主变容量选择一般应按变电站建成后5～10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期几年发展，对城郊变电站，主变容量应与城市规划相结合。

（2）根据变电站的负荷性质和电网结构来确定主变容量，对有重要负荷的变电站应考虑一台主变压器停运时，其余主变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一、二级负荷；对一般性变电站，当一台主变停运时，其余主变压器应能保证全部负荷的60％。

（3）同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多, 为了保证供电可靠性，变电所一般装设两台主变，有条件的应考虑设三台主变的可能性。对于使用两台变压器的变电所，其额定容量可按下式确定变压器的额定容量：

Sn?(0.6~0.7)Smax

(n?1)式中Smax---变电所最大负荷

n--- 为变压器台数;本设计中取0.6

则其最大容量SMAX?45?6?51?MVA?

平均容量SN?0.6?51?30.6?MVA?，取31.5MVA

查《电力工程电气设计手册（1）》（见附录1）可知数据如下:

表3-2

额定容量额定电压阻抗电压空载电流负载损耗空载损耗备注 SN 31.5MVA 高压 38.5

UN 低压 Us% 8 I0% 0.6 ?Ps 132kW ?P0 31.6kW 11 3.4.3调压方式的确定

调压方式是指采用有载（带负荷）调压还是手动（不带负荷）调压方式。

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根据相关规程规定，在满足电压正常波动情况下可以采用手动（不带负荷）调压方式，手动调压方式的变压器便宜维修方便。对于35kV站的设计，可采用手动调压方式。但是，近年随着对变压器质量的要求的提高和有载调压变压器质量的提高，作为城市变电站一般选择有载调压方法。

3.4.4容量比

变压器的绕组容量有:100100100、10010050、1005050等几种。对于本次设计35kV变压器总容量不大，其绕组容量对于造价影响不大，所以采用100100100的容量比。

3.4.5主变压器的参数计算

（1）绕组的等值电抗计算，变压器的等值电路如图3-2 根据《电力系统分析》上册P28页

Us%UNUs%?UN8?352XT?????3.11?

100100?SN100?31.53IN2UB352（2）选取基准值SB=100MVA，UB?UN，XB?，绕组??12.25? SB100的等值电抗标幺值如下：

X??X?3.11/12.25?0.254 XB2（3）变压器绕组的等效电阻

?PsUN132?35233RT??10??10??0.163? 22SN31500（4）绕组的电抗

2GT??P031.6?3?10??10?3S?2.580?10?5S 22UN35（5）绕组的等效电纳

变压器空载电流I0包含有功分量和无功分量，由于有功分量相对很小，可以近似认为空载电流等于无功分量，即I0?Ib，于是就有

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