35KV变电所设计配置方案

广州华立科技职业学院毕业设计（论文）中文题目： 35KV 变电所设计配置方案 英文题目： 35KV substation design configuration program 学生姓名： 学 号： 专 业： 指导老师姓名： 论文提交时间： 内容摘要变电所即改变电压的场所。是介于发电与用电的环节，对于电力系统的稳定性、安全性和效率有着极为重要的作用。35kV 相比于 110kV 以及 220kV 来说，35kV 属于小型容量的变电所。这种小型的变电所在诸如北上广深等用电量大、经济发达的一线城市已不再进行建设，但在二、三、四线城市以及农村等依旧仍将长期存在。本文依据总体情况，就县、乡（镇）以及农村 35kV 提出合理的设计解决方案以及适用范围。关键字：小型化 35kV 变电所 设计方案IABSTRACTThe place where the voltage changes. Is between the power generation and electricity links, for the stability of the power system, safety and efficiency has a very important role. 35kV compared to 110kV and 220kV, 35kV is a small capacity of the substation. This small substation, such as Beijing , Shanghai, Guangzhou and Shenzhen and other large electricity consumption, economically developed first-tier cities are no longer construction, but in the second, third and fourth tier cities and rural areas will still exist for a long time. Based on the general situation, this paper puts forward reasonable design solution and scope of application to county, township (town) and rural 35kV.Keywords: miniaturization 35kV substation design目 录内容摘要 IABSTRACTII第一章 绪论 - 1 -一、 35kv 变电所概述 - 1 -二、 国内外发展情况 - 1 -(一) 数字化变电所技术 - 2 -(二) 继电保护的未来发展 - 2 -(三) 防雷的发展前景 - 2 -第二章 设计方案 - 3 -一、 设计目标 - 3 -二、 设计方案 - 3 -(一) 变电所选址原则和作用 - 3 -1. 变电所的选择原则 - 3 -2. 电力系统供电要求 - 3 -3. 电力系统的额定电压 - 4 -(二) 主接线设计 - 4 -1. 单母线分段接线方案 - 4 -2. 单母线接线方案 - 5 -3. 外桥接线方案 - 6 -4. 分析比较 - 6 -(三) 负荷计算 - 8 -(四) 短路电流的计算 - 9 -(五) 配电装置的平面设计 - 11 -第三章 结论 - 12 -参考文献 - 13 - 0 -第一章 绪论一、 35kv 变电所概述在如今的生活中，电能是主要能源与动力，其以输送分配简单经济，易于实现生产过程自动化，方便控制、调节和测量等诸多优势称为世界上能量流通及使用的最主要形式，是今世界使用最为广泛、地位最为重要的能源，应用在现代工业生产及国民经济生活中各个领域。其可由其他形式的能量转换而来，又易于转换为其他形式的能量以供应用。故电力系统的设计与优化成为当今科学研究的重要方向。虽然随着社会发展与科技的不断进步，35kV 供电方式的容量对于类似北京，上海，广州，深圳等发达城市已明显不足，但其仍存在并可能长期存在于广大较不发达地区，且其具有用电负荷小，面积广的特点，因此对 35kV 的变电所的研究具有一定的实际意义。本文结合电磁场与电机学等理论与实践基础，就 35kV 变电所设计方案进行探讨。35kV（35000V）是高电压的场所，是把发电厂发出来的电能输送到较远的地方。发电厂所发的电在输送到用户，有很长的距离，输送的过程也会产生损耗，损耗随着电流的增大而增加。为了降低传送损耗，通常是通过变压来升高电压，进而使得电流降低，到用户附近再按需要把电压降低，这种升降电压的工作靠变电站来完成。变电所是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。变电所在特定的环境中，是将 ACDCAC 转换过程。由于直流输电能克服交流输电的容抗损耗，更具有节能效应，有些采用高压直流输变电形式，像海底输电电缆以及远距离的输送中应用。电力系统的运行要求安全可靠、电能质量高、经济性好，便于扩建。但是电力系统的组成元件数量多，结构各异，运行情况复杂，覆盖地域辽阔。因此，受自然条件、设备及人为因素的影响，可能出现各种故障和不正常运行状态。故障中最常见、危害最大的是各种形式的短路。为此，需要安装各种形式的保护装置，用分层控制方式实施安全监控系统，对包括正常运行在内的各种运行状态实施监控，以确保电力系统安全正常且更好的运行。二、 国内外发展情况(一) 数字化变电所技术数字化变电所技术是变电所自动化技术发展中具有里程碑意义的一次变革，对变电- 1 -所自动化系统的各方面将产生深远的影响。数字化变电所三个主要的特征就是“一次设备智能化，二次设备网络化，符合 IEC61850 标准 ”，即数字化变电所内的信息全部做到数字化，信息传递实现网络化，通信模型达到标准化，使各种设备和功能共享统一的信息平台。这使得数字化变电所在系统可靠性、经济性、维护简便性方面均比常规变电所有大幅度提升。 (二) 继电保护的未来发展继电保护技术发展趋势向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展。随着计算机技术的飞速发展及计算机在电力系统继电保护领域中的普遍应用，新的控制原理和方法被不断应用于计算机继电保护中，以期取得更好的效果，从而使微机继电保护的研究向更高的层次发展，出现了一些引人注目的新趋势。(三) 防雷的发展前景长期以来，国内外学者在雷电活动规律、雷击线路物理过程方面做了大量的研究工作，建立起较为完善的输电线路防雷理论体系。雷电流幅值、波形、地闪密度以及线路落雷次数对于分析线路防雷性能极为重要。上世纪 70 年代中期发展起来的基于磁场定位和时差定位原理的雷电定位系统，使雷电测量更为准确和及时。目前，雷电定位系统组成的雷电监测网络已在我国和北美、日本、韩国、欧洲等世界许多国家得到运用，它能帮助电力部门实现故障定位、分类、准确计算地面落雷密度等雷电参数，但雷电数据分散性较大，需要长期统计雷电数据。但总体上变电所的防雷安全形势不容乐观，主要表现在：一是社会公众防雷安全意识不强,对雷电灾害的危害性认识不够,存在侥幸心理；二是随着社会经济的发展,雷电灾害的危害途径增多,防雷安全理念已发生巨大变化,不仅要有传统的防御直击雷,还要防感应雷的新时代,而许多措施仍然停留在传统的防雷阶段。第二章 设计方案一、 设计目标根据发电厂和变电所所在电力系统的地位和作用，首先应满足电力系统的可靠运行和经济调度的要求，根据规则容量，本期建设规模、输送电压等级、进出线回路数、供电负荷的重要性，保证供需平衡，电力系统线路容量、电气设备性能和周围环境及自动化规则与要求等条件确定，应满足可靠性、灵活性和经济型的要求。二、 设计方案(一) 变电所选址原则和作用1. 变电所的选择原则依据GB5005992标准总则应达到以下标准：(1) 变电所的设计应根据工程的 510 年发展规划进行，做到远、近期结合，以近期为主，正确处理近期建设与远期发展的关系，适当考虑扩建的可能；(2) 变电所的设计，必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，结合国情合理地确定设计方案；(3) 变电所的设计，必须坚持节约用地的原则。变电所应建在靠近负荷中心位置，这样可以节省线材，降低电能损耗，提高电压质量。在 35kV 输电线路时，其最为重要的一个阶段即是初步设计，在初步设计时需要明确设计原则，同时分析比较不同的线路路径方案，从中选择出最佳的方案，确保设计的最优化及预算的最经济化。2. 电力系统供电要求(1) 保证可靠的持续供电：供电的中断将使生产停顿，生活混乱，甚至危及人身和设备安全，形成十分严重的后果。停电给国民经济造成的损失远远超过电力系统本身的损失。因此，电力系统运行首先要满足可靠，持续供电的要求。(2) 保证良好的电能质量：电能质量包含电压质量，频率质量，和波形质量三个方面，电压质量和频率质量均以偏移是否超过给定值来衡量，例如给定的允许电压偏移为额定值的 ，给定的允许频率偏移为 等，波形质量则以畸变率是否超过给定值来衡量。所有这些质量指标，都必须采取一切手段来予以保证。(3) 保证系统运行的经济性：电能生产的规模很大，消耗的一次能源在国民经济一次能源总消耗占的比重约为 1/3，而且电能在变换，输送，分配时的损耗绝对值也相当客观。因此，降低每生产一度电能消耗的能源和降低变换，输送，分配时的损耗，有极其重要的意义。3. 电力系统的额定电压(1) 额定电压是指能使电气设备长期运行的最经济的电压。在系统中，各部分电压等级是不同的。三相交流系统中，三相视在功率 S=3UI。当输出功率一定时，电压越高，电流越小，线路，电气等的载流部分所需的截面积就越小，有色金属的投资也越小，同是由于电流小，传输线路上的功率损耗和电压损失也较小。另一方面，电压越高，对绝缘水平的要求则越高，变压器，开关等设备的投资也越大。综合考虑这些因素，对应一定的输送功率和输送距离都有一个最为经济合理的输电电压，但从设备制造角度考虑，为保证产品的标准化和系列化，又不应随意确定输电电压。(2) 用电设备的额定电压：经线路向用电设备输送电能时，由于用电设备大都是感性负荷，沿线路的电压分布往往是首段高于末端，系统标称电压于用电设备的额定电压取值一致，使线路沿线的实际电压于用电设备要求的额定电压之间的偏差不致太大。(3) 变压器额定电压：变压器一次侧接电源，相当于用电设备，二次侧向负荷供电，又相当于电源，因此变压器一次侧额定电压应等于用电设备额定电压。由于变压器二次侧额定电压规定为空载时的电压，额定负载下变压器内部的电压降落约为 ，当供电线路较长时，为使正常运行时变压器二次测电压较系统标称电压高 ，以便补偿线路电压损失。变压器二次测额定电压应较用电设备额定电压高 ，只有当变压器二次测与用电设备间电气距离很近时，其二次侧额定电压才取为用电设备额定电压的 倍。%)1(cosmax.itjsPKS(二) 主接线设计按照变电站设计技术规程的第 23 条规定：“35kV60 kV 配电装置中，当出线为 2 回时，一般采用桥形接线；当出线为 2 回以上时，一般采用单母线分段或单母线接线。出线回路数较多、连接的电源较多、负荷大或污秽环境中的 3560 kV 室外配电装置，可采用双母线接线”。本变电站 35 kV 侧可考虑以下 3 种方案，并进行经济和技术分析。1. 单母线分段接线方案如图 1 所示。图 1 单母线分段接线优点：用断路器把母线分段后，重要用户可从不同母线分段引出双回线供电；当一段母