信息科学与工程学院。
课程设计报告。
201 2～201 3 学年第二学期 )
题目某企业35kv变电所一次系统电气主接线设计。
院（系、部） 电气工程系。
课程名称电气工程综合课程设计
专业电气工程及其自动化
班级 2 0 1 0级电气工程2班
学号xxxxxxxxxx
姓名xxx指导教师项雷军。
2013 年 05月 31日。
目录 1一）原始资料 2
二．变压器的选择 3
一）主变压器 3
二）站变压器 3
三．主接线方案的论证 3
一） 主接线的设计原则和要求 3
二）主接线的设计 4
三）35kv侧主接线方案的选定 4
四）10kv侧主接线方案的选定 5
四．短路电流的计算 5
一）短路示意图 5
二）计算 5
三）短路计算表 7
五．导体和电气设备的选择设计 7
一） 最大持续工作电流的计算 7
二） 导体的选择 8
三） 断路器的选择 8
四） 隔离开关的选择 9
五） 电流互感器和电压互感器的选择 9
六） 避雷器的选择 10
六． 无功补偿 10
一） 无功补偿的意义 10
二） 无功补偿的方式 10
七． 小结 11
八． 参考文献 11
一．设计任务书。
1、某企业为保证供电需要，要求设计一座35kv降压变电所，以10kv电缆给各车间供电，一次设计并建成。
2、距该变电所65km处有一系统变电所，用35kv双回架空线路向待设计的变电所供电。在最大运行方式下，待设计变电所高压母线上的短路功率为1000mva。
3、待设计变电所10kv侧无电源，考虑以后装设两组电容器，提高功率因数，故要求预留两个间隔。
kv出线7回，最大负荷10000kva，cos∮＝0.8，tmax＝4000h；10kv出线10回，最大负荷3600kva，cos∮＝0.8，tmax＝3000h。
5、本变电所10kv母线到各车间均用电缆供电，其中一车间和二车间为ⅰ级负荷，其余为ⅱ级负荷。各馈线负荷如表1所示。
表1 各馈线负荷。
6、所用电的主要负荷见表2。
表2 所用电的主要负荷。
7、环境条件：当地海拔高度507.4m，年雷电日36.9个，空气质量优良，无污染，历年平均最高气温29.9℃，土壤电阻率ρ≤500ωm。
二）设计任务。
1、电气主接线方案论证及制图；
2、主变压器容量、型式及台数的选择；
3、所（站）用变压器容量、台数的选择；
4、短路电流计算；
5、导体及主要电气设备的选择；
6、无功补偿分析。
三）设计要求。
1、主接线方案论证：
变电所设计技术规程》规定：35kv配电装置中，当进线为2回时，一般采用桥行接线；当出线为2回以上时，一般采用单母线分段或单母线接线。
应考虑几个方案，进行经济和技术比较并选择最终方案。这里给出单母线接线、单母分段接线、内桥接线、外桥接线四个方案。
2、主变压器容量的选择：
一般选用两台以上主变压器，每台主变压器的容量要求能带全部负荷的70%~80%。
3、所（站）用变压器容量的选择：
所用变压器一般选用两台以上，每台容量s ≥ k1·∑p1＋∑p2 .
式中 k1=0.85，∑p1——所用动力负荷之和；∑p2——电热及照明负荷之和。
4、短路电流计算：
1）做出系统网络图。选定两个短路点k1、k2（主变高压侧、10kv母线上）；
2）变压器参数计算；
3）计算短路电流周期分量ich、短路电流最大有效值ich 。
5、导体与电气设备的选择（对动、热稳定度的校验不做要求）：
包括35kv输电线路、10kv电缆；35kv断路器及隔离开关、10kv断路器及隔离开关；电流互感器、电压互感器的配置；避雷器的配置。
6、无功补偿：
这里仅要求阐述无功补偿的意义和补偿方式，并对各种补偿方式的优缺点进行分析，不作具体计算。
1. 本次设计的变电所为大量。
一、二级负荷供电，考虑在变压器发生故障或检修时不断电，应采用两台主变压器，每台变压器承担70%的负荷。
2. 按年负荷增长率6%计算，考虑8年，因此总负荷计算如下：
35kv负荷：
10kv负荷：
总负荷是21676.33kva
3. 变压器有功和无功损耗计算，因为所占比重较小，而本站考虑的容量裕度比较大，故可以不计算。
4. 每台变压器承担的负荷为：
所以每台变压器的容量为5000kva，可用两台s9-5000/35型变压器。
1. 根据表2，计算出站变压器的容量：
s=20/0.88+4.5/0.85+2.7/0.88+2×1.2/0.79+2×15.5/0.5
13/0.8+0.96/0.69+18/0.8+14/0.8=153.77kva
所以，可选用容量为160kva的变压器，从主接线方案分析，站变压器接在35kv母线上更可靠，所以可选用两台s9-160/35型变压器。
1. 电气主接线的设计原则。
应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。
2. 电气主接线的主要要求。
变电所主接线设计是电力系统总体设计的组成部份。变电所主接线形式应根据变电所在电力系统中的地位、作用、回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并且应满足运行可靠、简单灵活、操作方便和节约投资等要求。主接线设计的基本要求为：
(1) 安全应符合有关国家标准和技术规范的要求，能充分保证人身和设备的安全。
(2) 可靠应满足电力负荷特别是其中。
一、二级负荷对供电可靠性的要求。
(3) 灵活应能适应必要的各种运行方式，便于切换操作和检修，且适应负荷的发展。
(4) 经济在满足上述要求的前提下，尽量使主接线简单，投资少，运行费用低，并节约电能和有色金属消耗量。
根据给定资料，变电所的大致连接情况如下图：
35kv侧进线2回，出线7回，为保证供电可靠性，选定如下接线方案：
1）单母线分段接线。
单母线分段是采用断路器将母线分段，通常是分成两段，如图所示：
单母线分段接线也比较简单、清晰，当母线发生故障时，仅故障母线段停止工作，另一段母线仍继续工作，两段母线可看成是两个独立的电源，挺高了供电可靠性，可对重要用户供电。但是，当一段母线故障或检修时，必须断开接在该段母线上的所有支路，使之停止工作，任一支断路器检修时，该支路必须停止工作。
2）双母线及双母线分段接线。
双母线接线的每一回路都通过一台断路器和两组隔离开关连接到两组母线上，母线1和母线2都是工作母线，两组母线可同时工作，并通过母线联络段利器并联运行，电源和引出线适当的分配在两组母线上。
接线方案如图所示：
双母线接线有如下优点：a.可轮换检修母线或母线隔离开关而不致供电中断。
b.检修任一回路的母线或母线隔离开关时，只停该回路。c.
母线故障后，能迅速恢复供电。d.各电源和回路的负荷可任意分配到某一组母线上，可灵活调度以适应系统各种运行方式和潮流变化。
e.便于向母线左右任意一个方向扩建。
但是同时，双母线接线也存在如下缺点：a.造价高，每一回路增加了一组母线和隔离开关，使配电装置架构数量，架构高度及占地面积增加了许多。
b.当母线故障或检修时，隔离开关作为操作电器，在倒换操作时容易误操作。
相比较，方案（1）比较可靠，并且投资少，方案（2）比方案（1）更可靠，但是投资增加。而且近年来，系统的发展，电力系统接线的可靠性有了较大提高，220kv以下电网建设的目标是逐步实现n-1或n-2的配置，这样有计划地进行设备检修，不会对用户的供电产生影响，不需要通过旁路断路器来代替检修断路器；由于设备制造水平的提高，高质量的断路器不断出现，例如现在广泛采用的sf6断路器，真空断路器，运行可靠性大幅度提高，使旁路母线的使用几率也在逐年下降；由于现今的变电站都有向无人值班方式设计趋势，旁路母线给无人值班带来不便，故新建工程中基本上不再采用带旁路母线的接线方式，所以经综合分析比较后，采用方案（1）作为35kv侧主接线方案。
10kv侧进线2回，出线10回，含有ⅰ级负荷和ⅱ级负荷，考虑到供电可靠性，给出如下接线方案可供选择：
1）单母线接线：
单母线接线是一种最简单的接线，如图所示。
这种接线方式所有的电源及进出线均接在同一母线上。其优点是简单明了，采用设备少，操作方便，便于扩展，造价低。但是缺点是可靠性低。
母线及母线隔离开关等任一原件故障或检修时，均需使整个配电装置停电。
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