35kv变电站设计论文

巍山35KV变电站设计摘要本文是根据中华人民共和国电力公司发布的变电所设计规程编写的。变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。电气主接线是变电所的主要环节，变电所的电气主接线，是由高压电器设备通过连接组成的接受和分配电能的电路。反映各设备的作用、连接方式和各回路间相互关系，从而构成变电所电气部分的主体。它直接影响着配电装置的布置、继电保护的配置、自动装置和控制方式的选择，对电力系统运行的可靠性、灵活性和经济性起决定性作用，在确定主接线时，电气接线要满足必要的供电可靠性和保证供电的电能质量。另外主接线应能适应各种运行方式，具有发展和扩建的可能性。本次设计为35KV变电站初步设计，共分为任务书、说明书、计算书三部分，所设计的内容力求概念清楚，层次分明。关键词电力；电气；自动装置；电气主接线ABSTRACTTHEWEISHAN35KVTRANSFORMERSUBSTATIONDESIGNTHISTEXTRELEASESACCORDINGTOTHEPEOPLESREPUBLICOFCHINAPOWERCOMPANYOFTHECHANGESTHEELECTRICITYTHERULESDISTANCEDESIGNTHETRANSFORMERSUBSTATIONISTHEIMPORTANCEOFTHEELECTRICPOWERSYSTEMTOCONSTITUTETHEPART,ITAFFECTSTHEWHOLESAFETYOFELECTRICPOWERSYSTEMANDECONOMIESTOCIRCULATEDIRECTLY,ISAMIDDLELINKTHATCONTACTSTHEPOWERPLANTANDCUSTOMERS,RISETHETRANSFORMATIONANDASSIGNTHEFUNCTIONOFTHEELECTRICPOWERTHEELECTRICITYLORDCONNECTSTHELINEISTHEVITALLINKTHATTHEPOWERPLANTCHANGESTOGIVEORGETANELECTRICSHOCK,THEELECTRICMAINCONNECTIONINTRANSFORMERSUBSTATIONISTHEMAINPARTOFTHETRANSFORMERSUBSTATIONFORMEDBYACIRCUITTORECEIVEANDDISTRIBUTEPOWERFORMEDBYCONNECTIONVIAHIGHVOLTAGEWIRINGANDREFLECTALLKINDSOFFACILITIESUSAGE,CONNECTIONMANNERSANDRELATIONSHIPBETWEENEACHLOOPSITWILLDIRECTLYAFFECTTHECOLLOCATIONOFPOWERDISTRIBUTION,CONFIGURATIONOFRELAYPROTECTION,CHOICEOFAUTOMATICEQUIPMENTSANDCONTROLMODE,ANDHAVEADECISIONFORRELIABILITY,AGILITYANDECONOMYOFPOWERSYSTEMWHENASCERTAINTHEMAINCONNECTIONS,POWERCONNECTIONSHALLMEETTHEPOWERRELIABILITYANDGUARANTEETHEPOWERSUPPLYQUALITYINADDITION,MAINCONNECTIONSHALLSUITETOALLKINDSOFOPERATIONS,ANDPOSSESSTHEPOSSIBILITYOFDEVELOPMENTANDENLARGEMENTTHISTIMEDESIGNSTODESIGNFORTHE35KVTRANSFORMERSUBSTATIONFIRSTSTEP,ISINGDIVIDEDINTOTHREEPARTSOFMISSIONBOOK,MANUAL,THECALCULATIONBOOKTOTALLY,THECONTENTSDESIGNTRIESHARDFORTHECONCEPTCLEAR,THELAYERISCLEARKEYWORDELECTRICPOWERELECTRICITYEQUIPAUTOMATICALLYTHEELECTRICITYLORDCONNECTSTHELINE目录1概述11设计要求512设计时的原始资料513变电站位置的选择62负荷统计21设计中所用的公式722负荷统计83主变的选择及接线方式的确定31主要变压器的选择原则1432主变的选择1533主接线方式的确定15435KV架空线的选择41架空线截面选择的一般原则1942架空线截面的选择1956KV导线截面选择516KV及上电缆和导线截面的选择，2152导线截面选择所用公式及步骤2153导线截面选择举例226短路电流计算61概述3362计算步骤及所需公式3363各元件电阻、电抗标幺值的计算3564短路电流计算举例3765电缆热稳定校验487高压电器设备的选择71概述507235KV高压电器设备的选择51736KV电器设备的选择558继电保护配置81主变压器的保护61826KV母线分段断路器的保护61836KV馈出线路保护619功率因数补偿91提高功率因数的意义6292提高功率因数的方法6210变电站防雷保护及接地装置101直击雷过压电保护64102雷电侵入波的过电压保护64103接地装置6611变电站所用变压器和直流操作电源111所用变压器68112直流操作电源设计要求68113本设计选择6912消防及其它7013变电所内外平面布置说明及要求71结束语73致谢75参考文献76附表771概述11设计要求巍山是赵各庄矿的一个采区，但就全国相对范围来看，相当于一座中型矿山，它的年设计产量为30万吨，平均日产原煤800吨，而且该矿五脏具全，具有提升系统，有成套的运输系统，总之除无生活区和洗煤厂外，其它已完全具备一个独立的中型矿山，故此我们把巍山设计作为一个更新型矿山来全面综合考虑。设计时要满足煤矿对供电的要求，同时满足矿井正常生产的需求，同时满足矿井正常生产的需要，使煤矿供电安全可靠、经济和技术合理。一、供电可靠煤矿如果供电中断，不仅会影响产量，而且有可能发生人身事故或设备的重大损坏，严重时会造成矿井的破坏。因此为保证对煤矿供电的可靠性，供电电源应采用双电源，双电源可以取自不同的变电所或同一变电所的不同母线上，即在一个电源发生故障时，另一电源应保证主要用户的供电，使人身和设备不受损害，以保证生产的正常进行。二、供电安全由于煤矿生产环境和地址条件复杂，自然条件恶劣，供电设备易于受到损坏，可能造成触电及火花引起火灾和瓦斯煤尘爆炸事故，所以必须采取一系列措施，管理制度，确保供电安全。三、技术合理在满足供电可靠与安全的前提下，还应保证供电质量。四、运行经济在满足以上条件下，并力求供电系统简单，操作方便，使建筑投资和运行维护费用低。12设计时的原始资料1、电源资料巍山矿的双回路电源分别来自距巍山1604KM处的林西电厂和东三矿电网,林西电厂的短路容量为385MVA,最大运行方式下的电抗为5385,最小运行MAX方式下的电抗值为1607,东三矿电网为无限大容量,最大运行方式下系统电MINX抗值为2256,最小运行方式下电抗值2589,两者保护均采用三段式过MAXMINX流保护时限为2秒,华北电力系统基准容量为1000MVA。2、环境条件（1）环境温度15C45C。（2）相对湿度月平均90，日平均95。（3）海拔高度1000M。（4）地震烈度不超过8度。（5）风速35M/S。（6）最大日温差25C。周围环境无易燃且无明显污秽，具有适宜的地质、地形和地貌条件如避开断层、交通方便等。并应考虑防洪要求，以及邻近设施的相互影响如对通讯、居民生活等。3、环境保护（1）变电所仅有少量生活污水，经处理后排入渗井。变压器事故排油污水，经事故油池将油截流，污水排入生活污水系统，对周围环境没有污染。（2）噪音方面是指变压器和断路器操作时所产生的电磁和机械噪声。对主变及断路器要求制造厂保证距离设备外壳2米处的噪声水平不大于65BB，以达到工业企业噪声卫生标准的规定。4、绿化在所内空闲地带种植草坪及绿篱，以美化环境。13变电站位置的选择变电站位置的选择必须符合下列原则1、变电站尽可能靠近负荷中心或网路中心。以减少供电线路的长度与导线截面积，从而降低有色金属的使用量和年运行费用。2、进出线方便，运输条件好，便于变压器和其它设备的搬运。3、保证变电站的正常运行。如不设在有剧烈震动的场所附近；地下水位低，电缆沟不应有积水；位于各种污源的上风侧，通风良好等。4、与其它工业建筑物之间应保持一定的防火间距。5、应有发展和扩展的余地等。矿山企业用户比较集中，一般设于工业广场内临近井口的地方，根据巍山矿的实际情况，变电站位置设在井口南侧，首先方便了入井电缆走向和使用量，其次方便了35KV进出线路的走向。2负荷统计变电所负荷容量大小是确定供电系统，选择变压器，电气设备，导线截面和仪器仪表量程的依据，也是确定继点电保护的重要依据。由于一台设备的额定容量往往大于实际负荷，一组设备中负荷的不同，COS一般不同时工作，最大负荷一般不同时出现等情况，所以多台设备的实际总负荷总是小于它们的额定容量之和。因此精确计算变电所负荷是困难的。常用的负荷计算方法有利用系数法、二项式法、单位电耗法、需用系数法。煤矿供电系统的设计目前主要采用需用系数法确定计算负荷。21设计中所用的公式向单一用电设备供电时的计算负荷见煤矿供电P17页公式MAXPXKE用电设备组的计算负荷见煤矿供电P18页公式需用系数的计算综采工作面KX0307PEMAX一般机组KX0406EAX式中参加计算的电动机最大功率PMAX变压器所带电动机额定功率之和E其它KX查设计部门统计积累的数据资料表或经验公式计算。一、变压器容量的选择1、SBJKXPJCOSESBEJKX需用系数加权平均功率因数PJCOS参加计算的设备额定功率的总和E变压器的负荷率所选变压器的额定容量SBE二、变压器的容量损失的计算有功功率损失PBPOP2无功功率损失QB（2）10IUKSBE三、变压器有功和无功功率的计算有功功率PBJKXP无功功率QBJPBJTGJ22负荷统计221井上及井下变压器的选择一、井上计算选择举例（一）机修厂已知216KWKX04064PEPJCOS变压器的计算功率SBJKX135KVA查手册448JCOS64012故选取SJL1160/6型Y/YO一台。负荷率计算84SBEJ16035变压器损失计算PO05P29IO3UK4PBPOP2052908422546KWQB（2）10IOUKSBE（0030040842）160931KVAR变压器的计算容量PBJKX04216864KWEQBJPBJTG864121037KVARJ（二）工人村已知221KWKX08075EPJCOS变压器的计算功率SBJKX2357KVAPJCOS750128故选取SJL1315/6型Y/YO一台。其技术参数为PO08P5IO24UK4748SBEJ312联接组别Y/YO12变压器损失计算PBPOP20850748245KWQB（2）10IUKSBE144KVAR变压器的计算容量PBJKX082211768KWEQBJPBJTVARJ（三）其它变电所变压器的选择计算从略，其中煤矿辅助部门、柱子厂、矸子山、扇风机房、绞车房辅助设备等见表33。二、井下各变压器的选择计算举例（一）200泵房变压器的选择已知163KWKX07075TG088PEPJCOSPJ变压器的计算功率SBJKX152KVAPJCOSE750163故选取KSJ3180/6型Y/YO一台。其技术参数为PO1P4UK5584SBEJ802联接组别Y/YO12变压器损失计算PBPOP2140842381KWQB（2）10IUKSBE177KVAR变压器的计算容量PBJKX07163114KWEQBJPBJTG1140881003KVARJ（二）400泵房动力变压器的选择计算已知330KWKX07075TG088EPJCOSPJ变压器的计算功率SBJKX308KVAPJCOSE7503故选取KSJ3180/6型Y/YO二台。其技术参数为PO1P4UK55IO685SBEJ308变压器损失计算PBPOP2140852778KWQB（2）10IUKSBE359KVAR变压器的计算容量PBJKX073302475KWEQBJPBJTG24750882178KVARJ2、整流设备所用变压器的计算已知84KWKX0609EPJCOS变压器的计算功率SBJKX56KVAPJCOS9084故选取KSJ375/6型变压器一台。其技术参数为PO049P187UK45IO65747SBEJ756变压器损失计算PBPOP204918707472135KWQB（2）10IUKSBE49KVAR变压器的计算容量PBJKX0684504KWEQBJPBJTG5040482419KVARJ（三）斜井200变压器的计算1、变压器的选择已知392KWKX07507EPJCOSSBJKX420KVAPJCOS70392故选取KSJ3320/6型、KSJ3180/6型变压器各一台。2、负荷率的计算84SBEJ50423、变压器损失的计算查得KSJ3320/6型PO14P607UK6IO55KSJ3180/6型PO1P4UK6IO554、变压器损失计算PB1146070842568KWQB1（6/10055/1000842）320316KVARPB2140842382KWQB2（6/10055/1000842）180178KVAR（四）500西掘进已知140KWKX03506TG133PEPJCOSPJ变压器的计算功率SBJKX817KVAJCOS601435故选取KSJ3100/6型YO/11变压器一台。其技术参数为PO06P24UK55IO6817SBEJ1087变压器损失计算PBPOP20624081222KWQB（2）10IUKSBE00610000551000852653KVAR（五）井下其它配电室变压器的选择斜井地面、斜井100、斜井200、斜井300、斜井400、斜井500、400泵房和采区，500泵房和采区等配电室变压器的选择计算过程从略，选择结果见表34。222全矿计算负荷的统计1、井上、井下各用电负荷统计见表31、32全矿总负荷总计（6KV母线侧）P7826KWQ65413KVAR2、计算负荷的计算表中总负荷乘以同时系数，即为全矿的计算负荷。有功总负荷在5000KW以下时KS取09，在5000KW以上时KS取085，无功总负荷则对应KS取095和取09有功KS085无功KS09手册4149PJKSP085782636652KWQJKSQ09654135887KVARSJ8882KVA2JJ225876COSPJ/SJ6552/888207489变压器中的有功和无功损耗可用下列近似计算公式计算002SJ002888211764KW煤矿电工手册41495P01SJ0188828882KVARBQ变电所35KV侧总高压负荷为PJ665211764676964KW5QJ5887888267752KVARB令变电所的功率因数为COS09，则TG04843，则系统供给的22无功功率XTG67696404843327854KVARXP2需补偿的无功功率QC为67752327854349666KVARCQX变电所主变压器的实际需用容量为752176KVA22215437869PS3主变的选择及接线方式的确定31主要变压器的选择原则当变压器所受电压在35KV以上时，应选择主变压器组，变压器容量由变电所总的计算负荷及变压器数值来确定，同时还应考虑变电站建成后510年的增长负荷。煤矿地方变电所主要变压器台数，根据负荷对供电可靠性要求和矿井产量的大小来确定，矿区或矿井变电所的主变压器一般均选用两台。比较三种运行情况。（一）并联运行主要特点1所选用的变压器容量小，从而体积小，占地面积较小。2系统较复杂。3短路阻抗小，短路容量大，设备不易选择。4一台运行时，如果另一台发生故障，将影响一部分负荷的运行。（二）分列运行主要特点1所选的变压器容量小，占地面积小。2短路阻抗大，短路容量小，设备易选择。3系统复杂。4同并列运行负荷率低。5一台主变故障时，影响一部分负荷的正常运行。（三）单台运行主要特点1主变容量大，体积大，占地面积大。2系统简单。3变压器负荷率较合适。4随着用电负荷的增加，可发展成其他两种形式。5变压器故障时，不影响正常供电。6短路容量小，设备容易选择。通过以上比较，同时考虑煤矿供电的安全可靠性，因此本设计采用单台运行为好。煤矿地面变电所主变压器的台数，据负荷对供电可靠性的要求或矿井产量大小来确定。对可靠性要求较高或矿井产量较大时，主变一般选用两台，当一台故障时，另一台必须保证安全和原煤生产负荷用电，不得少于全部计算负荷的80。32主变的选择SZ752176KVA，同时考虑变电站建成后510年的增长负荷。因此初选SFL110000/35变压器两台，一台工作，一台备用。联接组别Y/11变压器总的有功功率为PSSECOS210000099000KW占总负荷的百分数752IG合格3按电压损失校验取架空线均距D258MX00374/KMR00211/KMULPR0QX0/UE118885VUU/UE343RS1058ID300129781I3D3ID3IJ2109KAICH184109201KAICH109I119KASD040MVA从地面变电所到井上各变电所的其它线路，其短路点在供电系统的等值电路图中均已标出，其短路电流的计算方法及步骤同上，因此不必再重复写出。四、D11点短路S1供电最大运行方式XXD2XL1114141071521RRD2RL11247229476R50MVA如果井下电网的短路容易超过它的控制保护作用的断路器的断流容量时，应在地面变电所下井电缆出线端串接限流电抗器，限制井下高压电网的2短路电流，保证井下安全，经济的供电。SD1165MVA50MVA故应加电抗器1选择电抗器将短路容量限制在50MVA时的总电抗值为XJX20501SJ需串入的电抗值为XJXXXX0201521479因变电所母线的电压为6KV，井下负荷电流200泵房电缆，故电流IG223A故选用NKL63004型水泥电抗器。稳定性（A）型号额定电压（KV）额定电流（A）额定电抗动稳定1秒热稳定NKL630046300419100128002效验所选电抗器A电抗器正常工作时的电压损失为UKXKESIN4223UNUE电压的额定电压。UN装置正常运行的工作电压。2、按工作电流选择在选择电器时，必须使电器的额定电流IE不小于电器所在电路的最大正常工作电流（应考虑电路可能的持续过负荷）IG即IEIG若电器在高于的环境温度，但不超过60下工作时，其允许0工作电流IX应小于额定电流使用。IXIE0NX电器正常允许发热温度。实际环境温度。X计算温度。03、按装置种类型式选择。4、按短路容量选择。5、按断流能力选择断路器必须满足下列条件IEKISEKSIEK、SEK电器额定断流量（KA）及额定断流容量（MVA）；I、S次暂态短路电流（KA）及次暂态三相短路容量（MVA）。7235KV高压电器设备的选择断路器的作用是电力系统中最重要的控制和保护设备，在正常情况下根据需要断开电路，故障时自动而快速地将故障部分切除。隔离开关的作用空载时隔断电源，使电源与用电设备之间有明显的分离点。图71变电站一次系统图一、隔离开关的选择1、1、2带接地刀闸的隔离开关的选择选用GW535G/600型开关，操作机构CSG。经表中计算可知该电器的额定值大于需要值，所选设备符合要求。TJTTJFTJF005200512005S项目实际需要值额定值电压35KV35KV电流IE105SE/UE10000105/351732A33600A动稳定ICH396KA50KA热稳定I23135KATJ57IT520KATTINRTDRTINCBTARCTINR继电保护装置固有动作时间006STDR继电保护延时时间本级过流保护装置的延时为15STINCB油断路器固有动作时间一般取006STARC油断路器电弧持续时间一般取005ST00615006005167STR167005173S2381215隔离开关的选择其计算值与表72大致相同，所异之处在于它们没有接地刀闸，因而可根据表72的计算值选用GW535G/600型隔离开关，操作机构配套选用。GW535G/600CSG额定电流600A改进型改进型手动电压等级操作机构设计序号户外用隔离开关二913高压油断路器的选择选用DW835/600型多油断路器，操作机构CD11X。（查自手册P4448，表423）项目实际需要值额定值电压35KV35KV断流容量138MVA1000MVA动稳定ICN396KA41KA热稳定I2315TR4731165KA电流IE105SE/UE1732A600A经表计算额定值大于实际需要值，所以选择合格TR173S三、35KV架空线的选择1按长时工作电流选择截面，并考虑过载IE1732AUS305135102按允许电流效验选用LGJ50型钢芯铝绞线，允许电流220A（查自手册P4317，表326）按短路电流效验热稳定截面SMINI23103318MM2CTKRSK9571式中KSK1C95铝I23TR173S效验合格。四、所用变压器的选择变压器主要是供照明、控制设备用，需要的容量不大，故选用SJL150/35型变压器两台。变比35/04取接组别Y/Y012（手册中表4112）五、35KV避雷器的选择根据使用条件和工作电压选用户外型。型号FZ35型阀避雷器。额定电压35KV。弧电压有效值41KV。效验1、电压避雷器的额定电压与系统额定电压相同；2、灭弧电压35KV系统最高运行线电压为11UE1135385KV6555KA合格1720动稳定16025057KA1658KA合格2向斜井500绞车房、扇风机房、压风机房均为双回路供电，故出线柜均用GG1A07型开关柜，校验方法及步骤同上。向地面如矸子山、工人村、修配厂、煤矿辅助部门、柱子厂、电容器室等的出线柜均用GG1A03柜；因此柜为07柜，相比少一个GN6的隔离开关，其它均相同，又由于所带负荷比井下少，故不再效验，柜内设备有GN810T和GN1010T各一个LQJ102个CS61T1个CD101个3、6KV母线联络柜的选择选用一次编号为GG1A11型和GG1A95型开关柜，内部设备为型号SN1010IGN810ILDC1031000CS61TCD10数量11111GG1A95型内部设备GN610T一个；联络柜内部设备与进线柜内部设备相同，故不再效验。4、互感器柜的选择选GG1A54柜作为互感器柜，柜内设备型号GN810CS61RN210FS6JSJW6数量113315、6KV母线的选择为了便于冷却和减小交流集肤效益的影响，选用柜形铝母线。按允许载流量选择母线截面，并考虑过载。查手册P4314表324，选LMY8010矩形平放；IGMAX9623AUES305136105其中40时最大允许载流量为1105A。热稳定效验SMINI65103756MM2PP176I2CHAL10其中L1120CML238CMA25CML79CMP1761658210385792153KG125006750KG合格8继电保护配置根据设计任务书和继电保护设计技术规程的要求，此变电站需要设置以下的继电保护装置81主变压器的保护主变电力变压器是电力系统中十分重要的电气设备。它如发生故障将给供电的可靠性和系统的正常运行带来严重的后果。为了保证变压器的安全运行、防止故障的扩大，按照变压器可能发生的故障，装设灵敏、快速、可靠和选择性好的保护装置是十分必要的。（1）装设瓦斯保护可反应变压器油箱内部各种短路和油面降低的瓦斯保护，重瓦斯动作于跳闸，并发出告警信号；轻瓦斯动作于信号。瓦斯保护的主要优点是动作快、灵敏度高和结构简单，并能反应变压器油箱内部各种类型的故障，特别是当绕组短路匝数很少时，故障点的循环电流虽然很大，可能造成严重的过热，但反应在外部电流的变化却很少，各种反应电流量的保护都难以动作，因此瓦斯保护对保护这种故障有特殊的优越性。但由于瓦斯保护不能反应变压器油箱外部套管及连接线上的故障，因此不能作为防御变压器内部故障的唯一保护，还需和差动保护联合使用构成变压器的主保护。（2）装设纵联差动保护作为变压器的主保护。纵差保护的工作原理在于比较被保护线路区段、变压器、电机的始端和终端电流的数值和相位。差动保护能反映变压器内部相间短路故障、高压侧套管及引出线上的单相接地短路及相间短路故障，可以无延时的切除故障。（3）装设过电流保护为了防止变压器外部短路引起变压器线圈的过流及作为变压器本身差动保护和瓦斯保护的后备，变压器必须装设相间短路过电流保护。（4）设有过负荷告警、过负荷启动风冷、过负荷闭锁有载调压。826KV母线分段断路器的保护对于这个变电站，容量比较小，故不装设专用的母线保护，母线故障可以利用变压器的后备保护和分段断路器的保护来切除。836KV馈路线路保护对6KV馈线装设无时限电流速断和定时限过电流保护。过负荷动作于信号。9功率因数补偿91提高功率因数的意义由于矿山企业采用大量的感应电动机和变压器的用电设备，特别是大功率可控规的应用，供电系统出供给有功功率外，还需供给大量无功功率，使发电和输配电设备的能力不能充分利用，为此，必须提高用户的功率因数，减少对电源系统的无功需求量。提高功率因数对矿山企业和电力系统的好处有提高电力系统供电能力，降低网路中的功率损耗，减少网路中的电压损失，提高供电质量，降低电能成本。92提高功率因数的方法1、正确选择电气设备1）选用气隙小，磁阻小的电气设备2）同容量下选择磁路体积小的电气设备3）电机、变压器的容量选择要合适4）不需要调速，持续运行的大容量电机，如主扇等，有条件时可选择同步电动机，使其过激运行，提供超前无功功率进行补偿，使电网无功功率减小。2、电气设备运行合理1）消除严重欠载运行的电机和变压器2）合理调度安排生产工艺流程，限制电气设备的空载运行3）提高维护维修质量，保证电机的电磁特性符合标准4）进行技术改造，降低总的无功消耗3、人工补偿无功功率矿山企业为使功率因数达到规定值以上，一般采用并联电容器的方法进行人工补偿。电力电容器具有投资省，有功功率损失小，运行维护方便，故障范围小等优点。用电容器进行COS的人工补偿，要求35KV母线上COS应补偿到09以上。目前，为了便于管理维护，多采用集中固定补偿，即在矿井变电站6KV母线上集中装设容量不便的电容器组。1、补偿容量的计算（主要补偿无功）先假设COS2093进行补偿COS107489TG108847COS2093TG203952QCPJ（TG1TG2）式中TG1补偿前的正切值TG2补偿后的正切值QC补偿容量KVARQC6652（0844703952）32568KVAR2、电容器和电容器柜的选择电容器的个数N143个2UEQC236485QE每个电容器的额定容量（手册查表471）YY63241所以电容器的个数N143。所需柜的个数N9515N所以N10电容器柜为GR1型柜，一次接线方案01。互感器方案0304（手册473）3、实际补偿容量QCN101532653KVAR2UEQ23644、补偿后的6KV母线侧的功率及功率因数PZPJ6652KWQZQJQC58873265326227KVARSZ71498KVA2ZCOSZ0935S571496补偿后COSZ09所以满足要求。10变电站防雷保护及接地装置根据设计要求和电力设备过电压保护设计技术规程的要求，配置防雷和接地设施如下101直击雷过压电保护为防止雷电直击变电设备及其架构、电工建筑物等，变电所需装设独立避雷针,其冲击接地电阻不宜超过10。为防止避雷针落雷引起的反击事故，独立避雷针与配电装置架构之间的空气中的距离SK不宜小于5M，独立避雷针的接地装置与接地网之间的地中距离SD应大于3M。根据变电所总平面布置图,变电所总长432M,宽383M,进线门型架构高HX6M,两个进线门型架构间距29米，选择H15米四支避雷针对变电站进行保护，具体布置见平面布置图111,现计算保护范围如下单支避雷针在地面的保护半径为R15H225米进线门型架高度水平面的保护半径RX15H2HXP105米式中P高度影响系数，H30米P1两针间保护范围上部边缘最低点的高度HO12HO34HD12/7P1241米HO14HO23HD14/7P1257米HO13HD13/7P1145米D12式中D12D14D13为两针间的距离D12181米D1417米D132483米两针间HX水平面上保护范围的一侧最小宽度BX1215HO12HX9615米BX1415HO14HX9855米BX1315HO13HX80175米通过计算看出变电站全部被保护物全在避雷针的保护范围内102雷电侵入波的过电压保护为防止雷电侵入波损坏电气设备，应从两方面采取保护措施1在变电所的各段母线上安装一组阀型避雷器或氧化锌避雷器；2在距变电所12KM内装设可靠的进线保护。3在10KV出线上装设FS型避雷器1021、阀型避雷嚣的选择和检验变电所内须装设阀型避雷器以限制雷电侵入波时的过电压幅值。在35KV母线桥上安装两组FZ35型避雷器；在10KV母线上一般也应装设两组FZ10型避雷器，校验过程略图101避雷针平面布置图表101避雷器选择一览表型号额定电压（KV、有效值）灭弧电压（KV、有效值）工频放电电压（KV、有效值）冲击放电电压（KV、有效值）5KA冲击电流残压（KV、有效值）不小于不大于FZ35354184104134134FZ1010127263145451022、变电所的进线段保护变电所进线保护的作用在于限制流经避雷器的雷电流幅值和降低入侵波的陡度,是变电所防雷保护的重要措施之一。待设计的变电所与系统变电所相距6KM,为了两个变电所的安全运行,建议35KV线路沿全线架设单避雷线，距变电所的2KM为进线段保护，其耐雷水平不小于30KA，避雷线的保护角又不宜超过30。103接地装置本变电站的接地装置有以下三种1、工作接地，作用是保证电力系统正常工作而接地。如变压器中性点接地。2、过电压保护接地，是过电压保护装置或设备的金属结构，如避雷器、避雷针、避雷线接地。3、保护接地，是一切正常时不带电的电气设备外壳、配电装置的金属结构（构架）接地。接地电阻值的大小对电力系统的安全运行有着密切的关系。本次设计，接地网采用垂直接地和水平接地干线联合构成；在避雷针、避雷器及主变压器附近增加垂直接地极，加强散流作用，接地网接地电阻应小于05欧姆。1、主接地网采用棒形50钢管，长25米镀锌接地棒，其间以606的镀锌热镀扁钢连接成环形，钢管上端埋入深度为08米。另外，在接地网靠近1主变位置留一接地检查井。2、户外接地扁钢与主接网可靠焊接，要三面焊牢，其焊接长度为扁钢宽度的三倍。在焊接点必须刷防锈漆2遍，并涂热沥青处理。3、接地网施工完毕后应进行实测，接地电阻RDO5欧。否则将采取降阻措施。为保证变电所安全运行，可将独立避雷针的集中接地装置在地中与变电所的共用接地网连接，但为避免雷击避雷针时主接地网电位升高太多造成反击，应保证连接点至35KV及以下设备的接地线的入地点沿接地的地中距离应大于15M。11变电站所用变压器和直流操作电源111所用电接线变电所所用电属于确保供电负荷，提高所用电供电可靠性的措施如下对于容量在60MVA及以上或枢纽变电所采用两台所用变供电。两台所用变分别接至变电所最低一级电压母线或独立电源上，并装设备用电源自接装置。对于采用复式整流、电容储能等整流电源代替蓄电池时，其交流供电电源由两种不同电压等级取得电源，并装设备用电源自接装置。能可靠地利用所外380V电源备用时，需2台所变的变电所可装一台所变。采用强迫油循环水冷却主变或调相机，变电所装设两台所用变。对于310KV有旁路母线且变电所只有一台所用变压器时，该变压器与旁路断路器分别接至两段母线上。对无人值班的变电所，一般采用两台能够自动接入的所用变。对中小型变电所及有人值班的变电所，一般采用一台所用变，其容量一般为50KVA。所用变压器一般高压侧采用熔断器，为了满足用户侧电压质量要求，故宜采用63KV的所用变。所用变压器低压侧采用380/220V中性点直接接地的三相四线制，动力和照明公用一个电源，所内一般设置检修电源。本次设计在35KV至段母线上分别接一台50KVA、35/04KV变压器、低压侧为Y0接线、正常运行时供给380/220V站用电源。一台运行一台备用，所用电380/220V母线采用单母线分段接线，三相四线制，中性点直接接地系统。所用屏布置在二次室内。112直流操作电源设计要求蓄电池的直流系统采用220、110、48V三种电压。1变电所的直流母线，宜采用母线或分段单母线的接线。采用分段单母线时，蓄电应能切换至任一母线。2重要变电所的操作电源，宜采用一组110V或220V固定铅酸蓄电池组或镉镍蓄电池组。作为充电、浮充电用的硅整流装置宜合用一套。其他变电所的操作电源，宜采用成套的小容量镉镍电池装置或电容储能装置。3供一级负荷的配电所或大型配电所，当装有电磁操动机构的断路器时，应采用220V或110V蓄电池组作为合、分闸直流操作电源；当装有弹簧储能操动机构的断路器时，宜采用小容量镉镍电池装置作为合、分闸操作电源。4中型配电所当装有电磁操动机构的断路器时，合闸电源宜采用硅整流，分闸电源可采用小容量镉镍电池装置或电容储能。对重要负荷供电时，合、分闸电源宜采用镉镍电池装置。当装有弹簧储能操动机构的断路器时，宜采用小容量镉镍电池装置或电容储能式硅整流装置作为合、分闸操作电源。采用硅整流作为电磁操动机构合闸电源时，应校核该整流合闸电源能保证断路器在事故情况下可靠合闸。5蓄电池组的容量，应满足下列要求1全所事故停电1H的放电容量；DL/T50442004电力工程直流系统设计技术规程无人值班2H。2事故放电末期最大的冲击负荷容量。小容量镉镍电池装置中的镉镍电池容量，应满足分闸、信号和继电保护的要求。6当采用蓄电池组作直流电源时，由浮充电设备引起的波纹系数不应大于5；电压许波动应控制在额定电压的5范围内。放电末期直流母线电压下限不应低于额定电压的85，充电后期直流母线电压上限不应高于额定电压的115。7交流整流电源作为继电保护直流电源时，应符合下列要求1直流母线电压，在最大负荷时保护动作不应低于额定电压的80，最高电压不应超过额定电压的115，并应采取稳压、限幅和滤波的措施。电压允许波动应控制在额定电压5范围内，波纹系数不应大于5。2当采用复式整流时，应保证在各种运行方式下，在不同故障点和不同相别短路时，保护装置均能可靠动作。3对采用电容储能电源的变电所和水电厂，电力设备和线路应具有可靠的远后备保护；在失去交流电源情况下，当有几套保护同时动作时，或在其他情况下消耗直流能量最大时，应保证保护与断路器可靠动作同一厂所的电源储能电容的组数应与保护的级数相适应。113本设计选择变电站直流操作电源选用BZGN232X20型镉镍电池直流屏技术数据交流输入380V50HZ功率8KVA馈出回路合闸6路控制6路输出负荷正常12A事故放电10AH合闸电流120A合闸时电池组端电压198V直流电压波纹系数212消防及其它一、消防消防间内配置推车式消防车2台，干粉灭火器10台。消防措施如下1、主变压器、微机房等重要场所，设置火灾自动检测报警装置。微机室、二次室内配置二氧化碳或四氯化碳自动灭火器。2、35KV、6KV屋内配电装置、建筑物室内等设置必要的手车式或手提式干粉灭火器，室外设有消防水栓。3、对电缆竖井、电缆沟及屏、柜、箱底部采用封、堵、隔、涂等缩小火灾范围的措施。措施如下35KV、6KV高压室、二次控制室、通往夹层的电缆孔洞和预留盘位的孔洞用防燃材料堵严，通向电缆沟的孔洞也用防火材料堵严，并有足够的防火段长度。在电缆夹层中备有足够的照明和消防器材。4、对电缆防火采取以下措施在同一沟道内，动力电缆与控制电缆分层布置。经主变压器安装检修地通往二次室电缆，在引出场地处的电缆沟中设防火隔墙。二次室电缆入口处采用防火材料封堵。一次、二次电缆在进出电缆隧道、电缆沟入口处采用防水材料封堵。二、采暖和通风该站初设为有人值班变电站，考虑采暖。该站采用自然通风与机械通风相结合的方式。6KV配电室下部装百页窗，上部安装低噪音防爆13变电所内外平面布置说明及要求巍山矿变电所主要有主变压器，室外配电装置，室内配电装置和主控制室等几个主要部分组成，变电所总体布置，要根据电压等级的多少，各级配电装置的形成，出线走廊的条件地形条情况等因素，因地妥善加以解决，总体布置中主要应考虑1、变压器和各级配电装置的连线应尽可能短些。2、保证架空线的方便和敷设电缆出线方便。3、便于变压器和其它设备的出入。4、给扩建和发展留有余地。141设备的布置说明1、屋外布置电气间距屋外配电装置的各项电气间距不小于煤矿电工手册二分册上中表137所列数值。A电气设备的套管和绝缘子最低绝缘部位距地大于25M。B设备运输时，其外部廓至无遮拦裸导体之间的主交叉净距不应小于表137的B值115M（35KV）。C不同时停电检查修理的无遮拦裸导体之间的主要交叉净距不小于表137的B值115M（35KV）。D带电部分建筑物和围墙顶部的净距不应小于表137的B值。通道和围栏。A主变电所屋外的配电装置，根据需要可设3M宽的环形道路，道路的弯曲半径可降低到775M（以能转汽车为宜）。B主变压器前设有道路。C屋外配电装置设有巡视操作和检修用的通道，其宽度为081M,通道通常铺以碎石路面，有的可用电缆沟盖板作为通道。D变电所的外围墙高度采取2M。E屋外配电装置中有关尺寸按手册4上中的表138。F油浸安装的屋外油浸变压器，相邻变压器之间的最小距离为5M。G屋外设单个油箱充油量在1250公斤以上时，设有能容纳20油量贮油池，屋外贮油池或渗油坑内一般铺设厚度为250MM以上的卵石层。H屋外相邻的油浸变压器，保持适当的防水间距，防水间距不小于1M。I屋外配电装置设有抗震措施（电气设备之间用软导体或伸缩接头连接，不易降低安装高度）。2、屋内布置通道A屋内配电装置走廊的宽度保证设备的搬运和维护方便，不小于表1316中所列的数据。B搬运设备的走廊宽度应考虑搬运的方便，一般按最大设备宽度加0405M。C配电和装置室内应有两个出口。屋内布置要求变电所屋内部分，一般有高压配电室、低压配电室、控制室、静电电容器室、电抗器室、降压变压器室、工具休息室等。为了节省建筑面积，将直流系统，低压配电室和主控室连在一起。A变电所高压配电装置，预留不少于总安装数25的备用位置，并在6KV侧的备用位置处增设一台备用高压开关柜。B静电电容器室布置在室内，避免西晒，并考虑通风措施。C电抗器室，采用三相垂直布置，且采用自然通风，即能满足要求。主控室A主控制室为单独房间，位置选择在使控制电缆最短和便于运行人员联系及观察屋外主要设备的地方与6KV配电室连在一起。B控制室采用单屋，控制室有两个出口靠近主变。C主控室内装有控制屏，继电器屏，信号屏，计量仪表屏以及所用交直流电屏等。结束语本次设计35KV变电站为有人值守变电站，需要安排值班人员，已经不适应变电站的发展方向，变电站的设计应该向综合自动化发展。11变电站综合自动化的定义变电站综合自动化技术是在计算机保护、计算机监控、远方调度控制等技术的应用经验基础上发展起来的，它集变电站保护、测量、监视和远方控制于一体，代替了常规的变电站保护、仪表、中央信号、远程装置等二次设备，通过变电站各种设备相互交换信息，共享数据，实现对变电站运行自动化进行监视、管理、协调和控制，提高了变电站的保护和控制性能，使变电站更为可靠，改善和提高了电网的控制水平，更为重要的是变电站综合自动化的发展，为电网综合自动化的发展和深入提供了广阔的前景。变电站综合自动化包含以下四个特点（1）功能自动化它综合了变电站内除了交直流电源以外的全部的二次设备；（2）结构微机化综合自动化系统内主要插件全是微机化、分布式或分散式结构及网络总线连接，将微机保护、数据采集、控制等环节的CPU群构成一个整体；（3）监控集中化、直观化由于常规方式下的仪器仪表、光字牌报警、模拟屏显示均被监视屏幕所取代，常规的控制屏操作也均在CRT屏幕上实现