1、 35kV小型化变电站设计小型化变电站设计 设计的目的和意义设计的目的和意义v要阐述清楚设计目的v变电站所处位置v变电站在电力系统中作用v 1. 1. 变电所的类型变电所的类型v 2. 2. 负荷统计及计算负荷统计及计算v 3. 3. 主变的选择和主接线的设计主变的选择和主接线的设计v 4. 4. 短路计算短路计算v 5. 5. 电气设备的选择及校验电气设备的选择及校验v 6. 6. 保护接地装置及防雷保护保护接地装置及防雷保护v 7. 7. 配电装置布置配电装置布置v 8. 8. 继电保护继电保护v 9. 9. 二次接线二次接线 设计的主要内容设计的主要内容 变电所的类型变电所的类型 本次设
2、计为本次设计为35kV35kV小型化变电所，所址位于五常市安小型化变电所，所址位于五常市安家镇南郊，地势平坦，交通方便。家镇南郊，地势平坦，交通方便。35kV35kV、10kV10kV配电装置配电装置均采用屋外布置，均采用屋外布置，35kV35kV侧采用单母线主接线，一回进线、侧采用单母线主接线，一回进线、两台主变。两台主变。10kV10kV采用单母线分段接线，最终出线六回，采用单母线分段接线，最终出线六回，要求供给学校，城郊加工企业，工厂及居民用电等，全部要求供给学校，城郊加工企业，工厂及居民用电等，全部为三类负荷，并且根据主接线及运行方式的要求，本所选为三类负荷，并且根据主接线及运行方式的
3、要求，本所选用的分层分布式综合自动化系统。主变压器及线路控保屏、用的分层分布式综合自动化系统。主变压器及线路控保屏、电度表屏、直流屏、电池屏、交流屏均布置在主控室内。电度表屏、直流屏、电池屏、交流屏均布置在主控室内。 本设计为终端变电所，负荷计算采用需用系数法。本设计为终端变电所，负荷计算采用需用系数法。其优点是：公式简单，计算方便，对于不同性质的供电用其优点是：公式简单，计算方便，对于不同性质的供电用户的需用系数值是经过几十年的统计积累，数值比较完整户的需用系数值是经过几十年的统计积累，数值比较完整和准确，为供电设计创造了很好的条件。和准确，为供电设计创造了很好的条件。 需用系数法计算负荷公
4、式：需用系数法计算负荷公式： 变电所设计当年的计算负荷公式：变电所设计当年的计算负荷公式： 计算负荷增长后的变电所最大计算负荷公式计算负荷增长后的变电所最大计算负荷公式: %)1 (1XSKSnijsttjseixijsiSKS nmjsjszdeSS 负荷统计计算负荷统计计算 主变压器采用两台等容量主变压器采用两台等容量SZ96300/35SZ96300/35型双绕型双绕组有载调压电力变压器，该变压器具有低损耗、低噪组有载调压电力变压器，该变压器具有低损耗、低噪音、抗突发短路能力强、外形美观等优点，同时具备音、抗突发短路能力强、外形美观等优点，同时具备“遥信、遥测、遥调、遥控遥信、遥测、遥调
5、、遥控”的四遥功能，可通过机的四遥功能，可通过机算远程控制，实现变电站无人值班化。算远程控制，实现变电站无人值班化。 主变压器的选择主变压器的选择 四遥的概念四遥的概念文本遥测遥测遥信遥信文本遥遥控控遥遥调调利 用 电 子利 用 电 子技 术 远 方技 术 远 方测 量 集 中测 量 集 中显 示 诸 如显 示 诸 如电 流 、 电电 流 、 电压 、 压 力压 、 压 力温 度 等 模温 度 等 模拟 量 的 系拟 量 的 系统技术。统技术。远 方 监 视远 方 监 视电 气 开 关电 气 开 关和 设 备 、和 设 备 、机 械 设 备机 械 设 备的 工 作 状的 工 作 状态 和 运
6、转态 和 运 转情 况 状 态情 况 状 态等。等。远 方 控 制远 方 控 制或 保 护 电或 保 护 电气 设 备 及气 设 备 及电 气 化 机电 气 化 机械 设 备 的械 设 备 的分 合 起 停分 合 起 停等 工 作 状等 工 作 状态。态。远方设定及远方设定及调整所控设调整所控设备的工作参备的工作参数和标准参数和标准参数等。数等。 主接线方案设计主接线方案设计 由于本次设计的由于本次设计的35kV35kV小型化变电所主要供给学校，小型化变电所主要供给学校，城郊加工企业，工厂及居民用电等，且全部为三类负城郊加工企业，工厂及居民用电等，且全部为三类负荷。结合所设计的荷。结合所设计的
7、35kV35kV小型化变电所的负载情况，变小型化变电所的负载情况，变电所电所35kV35kV侧采用单母线主接线，一回进线、两台主变。侧采用单母线主接线，一回进线、两台主变。10kV10kV采用单母线分段接线，最终出线六回，其本身既采用单母线分段接线，最终出线六回，其本身既保留了单母线的简单、经济、方便等优点，又克服了保留了单母线的简单、经济、方便等优点，又克服了它的一些缺点，使可靠性和灵活性有所提高。它的一些缺点，使可靠性和灵活性有所提高。35kV35kV侧侧采用跌落式高压熔断器和高压负荷隔离开关相结合的采用跌落式高压熔断器和高压负荷隔离开关相结合的接线方式，作为变压器的短路保护和实现合分工作
8、电接线方式，作为变压器的短路保护和实现合分工作电流。流。电气主接线图电气主接线图 短路计算的目的短路计算的目的 在供电系统中，出现次数比较多的严重故障就是短路，发生短在供电系统中，出现次数比较多的严重故障就是短路，发生短路时，由于系统中总阻抗大大减少，因而短路电流可能达到很大数值路时，由于系统中总阻抗大大减少，因而短路电流可能达到很大数值（几万安至十几万安）。这样大的电流所产生的热效应和机械效应会（几万安至十几万安）。这样大的电流所产生的热效应和机械效应会使电气设备受到破坏；同时短路点的电压降到零，短路点附近的电压使电气设备受到破坏；同时短路点的电压降到零，短路点附近的电压也相应地显著降低，使
9、此处的供电系统受到严重影响或被迫中断；若也相应地显著降低，使此处的供电系统受到严重影响或被迫中断；若在变电所附近发生短路，还可能使整个电力系统运行解列，引起严重在变电所附近发生短路，还可能使整个电力系统运行解列，引起严重后果。所以在选择、校验电气设备时，为了保证在正常运行和故障运后果。所以在选择、校验电气设备时，为了保证在正常运行和故障运行时都能安全可靠地工作，同时力求节约投资，需考虑短路电流的大行时都能安全可靠地工作，同时力求节约投资，需考虑短路电流的大小；在选择继电保护方式以及进行继电保护整定计算中需要以短路电小；在选择继电保护方式以及进行继电保护整定计算中需要以短路电流为依据；选择接地装
10、置的设计中也要以短路电流为依据；设计户外流为依据；选择接地装置的设计中也要以短路电流为依据；设计户外装置时，要根据短路电流确定及校验导线的相间距离以及他们相对地装置时，要根据短路电流确定及校验导线的相间距离以及他们相对地面的安全距离。面的安全距离。 短路点确定图短路点确定图 短路点的选择短路点的选择 电气设备的选择及校验是变电所设计的重要内容之电气设备的选择及校验是变电所设计的重要内容之一，本设计电气设备的选择从我国实际情况出发，根据设一，本设计电气设备的选择从我国实际情况出发，根据设计规程要求进行，力求做到了技术先进，安全可靠，运行计规程要求进行，力求做到了技术先进，安全可靠，运行灵活方便，
11、留有适当的余度的要求。并在选择后按设备的灵活方便，留有适当的余度的要求。并在选择后按设备的额定电压，额定电流，短路时动稳定和热稳定等方面对所额定电压，额定电流，短路时动稳定和热稳定等方面对所选的设备进行了校验。选的设备进行了校验。 电气设备的选择及校验电气设备的选择及校验变电所的直击雷保护变电所的直击雷保护v根据所选各种电气设备的总体布局，共设计根据所选各种电气设备的总体布局，共设计3 3根避雷针比较适宜，根避雷针比较适宜，因因3 3根避雷针保护范围比各自的保护范围迭加起来要大。单针时，根避雷针保护范围比各自的保护范围迭加起来要大。单针时，雷电受针的吸引往往可以被吸引离针较近的地面上。但在雷电
12、受针的吸引往往可以被吸引离针较近的地面上。但在3 3针联针联合保护时，处在合保护时，处在3 3针之间的上空，雷电因受避雷针吸引难于击于针之间的上空，雷电因受避雷针吸引难于击于离针较近的地面上。其计算过程采用北京博超世纪软件公司开离针较近的地面上。其计算过程采用北京博超世纪软件公司开发设计的防雷工程设计软件进行设计。发设计的防雷工程设计软件进行设计。v设计方法采用滚球法计算法，根据避雷针和保护对象高度自动设计方法采用滚球法计算法，根据避雷针和保护对象高度自动确定保护半径。布置避雷针时，直接看到避雷针在多个高度的确定保护半径。布置避雷针时，直接看到避雷针在多个高度的保护范围，动态可视化布置方式使避
13、雷针的保护效果一目了然。保护范围，动态可视化布置方式使避雷针的保护效果一目了然。防雷保护防雷保护 配电装置是变电所的重要组成部分，配电装置是按主配电装置是变电所的重要组成部分，配电装置是按主接线要求由开关设备、保护电器、测量仪表、母线和必要接线要求由开关设备、保护电器、测量仪表、母线和必要的辅助设备等组成。的辅助设备等组成。 所区所区10kV10kV、35kV35kV配电装置及主变压器全部采用户外型配配电装置及主变压器全部采用户外型配电装置，并采用户外环网柜控制电路。电装置，并采用户外环网柜控制电路。10kV10kV采用采用ZHW2-12ZHW2-12型户外交流高压金属封闭环网开关设备。设备结构特点为：型户外交流高压金属封闭环网开关设备。设备结构特点为：结构紧凑，体积小，占地面积少，具有全密封、全绝缘、结构紧凑，体积小，占地面积少，具有全密封、全绝缘、高可靠、免维护。环网柜中安装了内部故障电弧限制装置，高可靠、免维护。环网柜中安装了内部故障电弧限制装置，对人身和设备提供了最大程度的保护。简单可靠，能有效对人身和设备提供了最大程度的保护。简单可靠，能有效防止各种误操作。防止各种误操作。 配电装置布置配电装置布置
