电气工程及其自动化毕业设计论文某大学供电系统设计全套含图纸

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1、学 号毕业设计说明书图纸及外文翻译，联系QQ153893706某大学供电系统设计学生姓名专业名称电气工程及其自动化指导教师电子与信息工程系年月日某大学供电系统设计The Power System Designing for XX University 摘要通过对设计任务工程背景的分析，确定了各变电所高低压主接线结构，并根据电源情况、负荷水平与功率因数要求等条件对全系统进行了详细设计。首先，计算实际负荷，选择10kV供电用变压器。届时已考虑到无功功率补偿因素，由此可以免去部分迭代过程，计算较为简便。在进行上述设计过程中，确定了无功功率补偿容量，得出计算负荷，由此选择线缆。根据总计算负荷选择35k

2、V供电用变压器并进行无功功率补偿。其次，通过对系统的短路计算分析，选择高低压断路器、高压隔离开关、开关柜和互感器。再次，对35kV和10kV变电所的平面布置、照明、接地和防雷进行设计。最后，根据系统需求进行了计量、测量、保护与控制等二次回路设计。 关键词：供电系统；负荷计算；短路计算；继电保护 ABSTRACTThis design determined the high and low voltage main structure for each substation by the actual situation of the project, and finished detail f

3、or the entire system according to the power situation, the load level, the power factor and other conditions. Firstly, the 10kV power transformers were selected by the actual load calculated. The reactive power compensation was considered when selected the 10kV power transformers. A part of iterativ

4、e process was removed, so calculation is relatively simple. In the course of that, calculation of the compensation capacity, power load, cable standard were selected. 35kV power transformers was selected base on the total power load , the reactive power compensation was proceed. Secondly, high and l

5、ow voltage circuit breakers, high voltage isolation switch, switch cabinets and transformers were choosed through analyzes for system short-circuit calculation. Thirdly, layout, lighting, grounding and lightning protection for 35kV and 10kV substation were devised. Finally, the secondary circuit wit

6、h estimate, measurement, protection and control were devised according to the system requirements.Key words: Power system; Load calculation; Short-circuit calculation; Relay protection目 录第 1 章 设计内容概况11.1设计原始依据11.1.1全部用电设备负荷情况11.1.2电源情况11.1.3气象及其它资料11.2设计内容和要求11.3设计方法和步骤31.3.1设计原则和方法31.3.2设计步骤3第 2 章

7、供电系统结构及变电所主接线结构设计42.1供电系统结构设计42.1.1 35kV变电所主接线结构方案选择42.1.2 10kV变电所主接线结构方案选择72.2 变配电站的站用电源7第 3 章 系统的负荷分析及主设备选择83.1 系统负荷分析概述83.1.1系统的计算负荷83.1.2无功功率补偿83.1.3供电用变压器93.2 10kV等级负荷计算及电容补偿计算93.2.1 10kV变电所负荷计算103.2.2 10kV等级线缆选择123.3 35kV等级负荷计算及电容补偿计算153.3.1 35kV变电所负荷计算153.3.2 35kV等级线缆选择15第 4 章 系统的短路分析174.1短路及

8、短路电流174.1.1 短路电流计算的目的174.1.2 短路电流计算的规定174.1.3短路计算基本假设184.2短路电流计算184.2.1 系统参数184.2.2 35kV进线断路器出口处短路电流194.2.3 35/10.5kV变压器二次侧出口处短路电流194.2.4 10kV进线断路器出口处短路电流194.2.5 0.4kV断路器出口处短路电流20第 5 章 开关设备及互感器选择225.1设备选择依据225.2高压开关设备的选择225.2.1 35kV进线断路器与隔离开关选择225.2.2 35/10.5kV变压器二次侧出口处断路器选择245.2.3 10kV进线断路器与隔离开关选择2

9、55.3低压开关设备的选择275.3.1低压路器选择依据275.3.2 0.4kV断路器选择275.4互感器的选择285.4.1电流互感器的选择285.4.2电压互感器的选择31第 6 章 变电站结构设计及平面布置336.1变电站布置特征336.2变电站的照明设计336.3变电站的防雷设计336.4变电站的接地设计34第 7 章 变电站二次回路设计367.1二次回路的概念367.2二次回路的电源367.3断路器控制回路367.3.1断路器控制回路的要求367.3.2电磁操动机构的断路器控制回路377.4 备用电源自动投切387.4.1备用电源自动投切的要求387.4.2备用电源自动投切的装置回

10、路387.5测量与计量回路397.6中央信号及其回路397.7 10KV系统中配置的继电保护40致 谢41参考文献41附录第 1 章 设计内容概况第 1 章 设计内容概况1.1设计原始依据1.1.1全部用电设备负荷情况1.负荷水平：（见表1-1）2.负荷类型：本供电区域负荷属于二级负荷，要求不间断供电。3.该校最大负荷利用小时数为5600小时。4.0.4kV负荷的同时系数为0.85，10kV负荷的同时系数为0.9，其中有功同时系数为0.75，无功同时系数为0.8。1.1.2电源情况1.由该厂东北方向8kM处一个35kV电压等级线路提供一个电源A，其出口短路容量Sd=150MVA。2.由该厂西北

11、方向5kM处一个35kV电压等级线路提供一个电源B，其出口短路容量Sd=75MVA。3.功率因数：电源A与电源B均要求功率因数大于0.95。4.供电电价为两部电价基本电价：按变压器容量计算每月基本电价，15元/ kVA。电度电价：35kV供电电压时0.80元/kwh。1.1.3气象及其它资料1.环境年平均气温15。2.35kV变电站为独立建筑物，10kV变电站布置在相关建筑物的地下室或底层内。3.各级变压器均为室内布置。1.2设计内容和要求1.确定全校计算负荷。2.确定全校的供电系统结构形式。3.确定35kV变电站、10kV变电站的主接线形式、变压器台数及容量。4.计算35kV及10kV断路器

12、出口处短路电流。5.确定35kv断路器及隔离开关，确定35kv电缆及10kv电缆型号。6.确定无功功率补偿装置。7.确定各变电所的平、剖面图。表1-1 负荷水平序号负荷名称有功功率（kW）无功功率（kvar）No1 10kV变电所1第一教学楼2751982第二教学楼3522203第三教学楼2311654第四教学楼3742205一教消防泵20106二教消防泵20107三教消防泵20108一教消防梯25159二教消防梯251510三教消防梯2515No2 10kV变电所1第五教学楼2421762第六教学楼3632423第七教学楼2751984第八教学楼4182535五教消防泵20106六教消防泵2

13、0107七教消防泵20108五教消防梯25159六教消防梯251510七教消防梯2515No3 10kV变电所1第一食堂6164182第二食堂5613963图书馆6822424实验楼5393635一食堂消防泵20106二食堂消防泵20107图书馆消防泵20108实验楼消防泵2010No4 10kV变电所1第一宿舍3301982第二宿舍4842643第三宿舍3082204第四宿舍5062755一宿舍消防泵20106二宿舍消防泵20107三宿舍消防泵20108四宿舍消防泵20101.3设计方法和步骤1.3.1设计原则和方法该校区由35kV电压等级线路提供两个电源。由于输电距离较远，负荷较分散，且供

14、电区域负荷属于二级负荷，要求不间断供电，故全校区建设一个总降压变电所和四个分变电所。于35kV变电所内设两台35/10.5kV变压器，10kV变电所内设两台10/0.4kV变压器，保证供电的可靠性：当系统处于正常运行方式时两台变压器同时投入使用，当其中一台变压器故障或检修时只投入一台变压器也可满足供电要求。分变电所位置靠近负荷中心，以降低配电系统的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量，总降压变电所偏向电源进线方向。1.3.2设计步骤1.方案论证。根据给出的供电电源及其经济技术指标，提出可能的供电方案，加以比较与选择，技术指标评价以可靠性、灵活性、安全性为主要内容。2.负荷计算。根据给出的负荷明细

15、表，确定全校计算负荷，做为变压器和其他设备的选择依据。3.无功补偿。根据补偿位置确定无功补偿方式，根据功率因数要求确定补偿容量，选择无功补偿电容器。4.设备选择。根据初步设计方案和计算负荷，选择断路器、隔离开关与互感器等电气设备和线缆，并按照设备的相应要求进行校验。5.短路计算。根据初步设计的主接线图，确定短路点，计算各短路点三相短路电流。6.照明、接地及防雷。根据照度要求布置照明设备；布置接地极；根据防雷等级确定防雷装置。40第 2 章 供电系统结构及变电所主接线结构设计2.1供电系统结构设计电气主接线的设计是供电系统设计的主题之一。无论是35kV变电所或是10kV变电所，高压侧主接线的设计

16、方案与电源数量、电压等级、负荷规模、负荷等级以及运行可靠性、经济性等密切相关，对电气设备选择和布置、继电保护和控制方式等都有较大的影响。因此，主接线设计，必须全面分析所有因素，正确处理其间关系，合理选择主接线方案，要求做到安全、可靠、灵活、经济。在变电所的主接线图中将电线或电缆、电力变压器、母线、各种开关避雷器电容器等电气设备有序的连接起来，只表示相对电气连接关系而不表示实际位置。供配电系统变电所主接线具有以下多种接线结构：线路变压器组、并行线路变压器组、单母线不分段结构、单母线分段式结构、桥式主接线结构和双母线结构。1.线路变压器组当只有一路电源供电和一台变压器的时可采用，有接线简单，所用电

17、气设备少，配电装置简单，节约投资等优点，但当该单元中任一设备发生故障或检修时，变电所全部停电，可靠性不高，所以线路变压器组接线方式只适用于小容量三级负荷、小型企业和非生产性用户。2.单母线不分段结构当只有一路电源进线时，常用这种接线，每路进线和出线装设一只隔离开关和断路器。当电源线路、母线或母线隔离开关发生故障或检修时，全部用户供电中断。所以这种接线方式适用于对供电连续性要求不高的三级负荷用户，或者有备用电源的二级负荷用户。3.单母线分段结构当有双电源供电时，常采用单母线分段接线。可采用隔离开关或断路器分段，隔离开关因操作不便，目前以已经不采用。单母线分段接线可以单独运行，也可以并列同时运行。

18、4.桥式主接线结构桥式主接线结构是指在两路电源进线之间跨接一个断路器。断路器跨接在进线断路器的内侧，靠近变压器，称为内桥式结构。若断路器跨接在进线断路器的外侧，靠近电源侧，称为外桥式结构。其适用范围为有两路电源供电及两台变压器的情况。2.1.1 35kV变电所主接线结构方案选择1.35kV侧主接线结构方案35kV变电所有两路35kV电源进线，同时供电，互为备用。下面逐一列出适用于双电源供电的方案，并根据实际情况与技术、经济要求加以选择。第 3 章 系统的负荷分析1）并行线路变压器组并行线路变压器组虽可满足二级负荷的供电要求，但任何一侧的线路故障，必然导致故障侧变压器被切除，即变压器的利用率降低

19、，难以满足全站总负荷。2）单母线分段式结构单母线分段式结构适用于变电所需要设置多台变压器或需要设置其他高压出线的情况，本工程中35kV变电所内仅设两台变压器且并无其他高压出线，故此结构不适用。3）双母线结构双母线结构适用于3560KV出线数超过8路或连接电源较大、负荷较大的情况，与本工程情况不符，故不适用。4）全桥式主接线结构在全桥式结构中，任何电气元件故障条件下，通过简单的倒闸操作，总可以保证全站总负荷，但因断路器与隔离开关等设备用量较大，设备投资较高，故经济性不足。5）外桥式主接线结构外桥式主结构适用于供电线路短，线路故障少；负荷变化大，变压器需频繁切除与投入操作的总降压变电所。6）内桥式

20、主接线结构内桥式结构适用于电源线路长，线路故障多；负荷较为平稳，变压器无需频繁切除与投入操作的总降压变电所。本供电区域的教学区、宿舍区和生活区的负荷由两电源均分，故负荷较为平稳，不必频繁投切变压器；由于该校区处于建设阶段，且未来将长期持续增扩建，容易因挖掘施工与大型设备的投入而发生线路故障，经综合考虑，本工程35kV侧主接线更适宜采用内桥式主接线结构。2.10kV侧主接线结构方案低压侧主接线有单母线不分段结构、单母线两分段结构和单母线四分段结构。1）单母线不分段结构单母线不分段结构在母线或母线隔离开关检修或故障时，所有回路都要停止工作，会造成全站长期停电，且电源只能并列运行，不能分列运行，并且

21、线路侧发生短路时，有较大的短路电流。2）单母线分段结构单母线分段结构用分段断路器进行分段，可以提高供电可靠性和灵活性。对重要负荷可以从不同段引出两路馈电线路，由双电源供电；当一段母线发生故障时，分段断路器自动将故障线路停电。两段母线同时发生故障的几率甚小，可以不予考虑。3）单母线四分段结构单母线四分段结构的主要特征有：高压双电源供电，电源线路较短，高压为两条独立母线，四台配电变压器，低压为单母线四分段交叉联络。由于高压侧采用内桥式结构，且设四个10kV变电所，每个10kV变电所中设两台变压器，两变压器同时供电互为备用，故采用单母线两分段结构。3.35kV变电所主接线结构方案确定供电系统主接线结

22、构应具有足够的灵活性，能适应各种运行方式的变化，且在检修、事故等特殊状态下操作方便、调度灵活、检修安全、扩建发展便利。综合考虑原 始资料，结合对电气主接线的可靠性、灵活性及经济性等基本要求，在满足技术、经济政策的前提下，拟定的方案如下：35kV变电所高压侧采用内桥式主接线结构(如图2-1)，低压侧采用单母线两分段结 构（如图2-2）。图2-1 内桥式结构 图2-2 单母线分段结构35kV侧采用内桥式结构，其特点是：1）接线简单 高压侧无母线，没有多余设备。2）经济 不需设母线，4个回路使用3台断路器，节约投资。3）可靠性高 当某回路故障或检修时，可通过倒闸操作切除该回路，迅速恢复供电。4）安全

23、 每台断路器两侧均装有隔离开关，形成明显断开点，保证设备安全检修。 5）灵活 操作灵活，能适应多种运行方式。10kV侧采用单母线两分段结构，其特点是：当变电所的两段母线分列运行时，两段母线之间没有电的联系，可提高供电可靠性、减小变压器环流、降低短路电流。2.1.2 10kV变电所主接线结构方案选择1.10kV变电所主接线结构方案结合负荷水平与负荷类型与其他因素综合考虑，10kV变电所有以下两种主接线结构方案较为适宜，可供选择。1）方案一：高压侧采用并行线路变压器结构，即两台变压器一次侧没有电气连接，均单独由上一级变电站单独供电，低压侧采用单母线分段结构。该方案结构简单，由于双电源线路变压器组的

24、存在，有一定可靠性，可以满足二级负荷的供电要求。但任何一侧的线路故障，必然导致故障侧变压器被切除，即变压器的利用率相应降低。2）方案二：高压侧采用内桥式结构，低压侧采用单母线分段结构。该方案系统安全性较高，可靠性进一步提高，但系统相对复杂，使经济投入有了一定增加。2.10kV变电所主接线结构方案确定对上述两种方案进行比较讨论。在安全性方面，两种方案都能保证系统安全运行；在可靠性方面，由于方案二一次侧具有桥式结构，故可靠性优于方案一。在灵活性方面，方案二的电源转换和故障切除可以在一次侧的桥式结构中实现，也可以在二次侧的母联结构中实现，较方案一更为灵活。在经济性方面，方案一比方案二节省了断路器与开

25、关柜，节约部分了资金。双回路电源进线高压侧采用桥式结构后，供电可靠性较高，操作灵活，可使两台变压器均有较高利用率，并保证不间断供电。综合考虑以上因素，结合实际需求，方案二更适用于该校区。2.2 变配电站的站用电源变电站站用电源是变电站的重要设施，在本设计中，1035kV各高压配电站中均设置专用的站用变压器，供应配电站中的照明以及控制、保护等二次系统用电。经过可靠性与经济因素的权衡，本设计采用的配置方案为：配置两台10/0.4kV变压器，分别置于两段10kV母线做为35kV变电所的站用变压器；配置两台10/0.4kV变压器，分别置于两段10kV桥架做为10kV变电所的站用变压器。考虑各变电所的实

26、际用电状况，各站用变压器均采用SC(B)10-50/10双绕组干式变压器。第 3 章 系统的负荷分析及主设备选择 3.1 系统负荷分析概述3.1.1系统的计算负荷 供电系统设计的基础是以30min最大负荷为标志的计算负荷。计算负荷的分析是进行系统设计的重要依据，也是正确选择线缆、开关电器、主变压器、补偿电容器及互感器等供电设备的基础。负荷计算的目的是为了掌握用电情况，合理选择配电系统的设备和元件。负荷计算过小，则依此选用的设备和载流部分有过热危险，轻者使线路和配电设备寿命降低，重者影响供电系统的安全运行。负荷计算偏大，则造成设备的浪费和投资的增大。为此，正确进行负荷计算是供电设计的前提，也是实

27、现供电系统安全、经济运行的必要手段。根据负荷性质的不同，负荷计算通常使用需要系数法、二项式法和利用系数法，前两种方法使用最为普遍。此外还有如单位产品法、负荷密度法等计算方法。本设计采用需要系数法。在采用需要系数法计算用电设备负荷时，应将性质相同的用电设备划作一组，并根据该组用电设备的类别，查出相应的需用系数，然后按照公式求出该组用电设备的计算负荷。3.1.2无功功率补偿供电系统中的用电设备基本上属于电阻性或阻感性负载。供电设备中的变压器损耗具有阻感性质，线缆损耗则同时存在电阻、电容与电感性质。但是综合了供用电设备负荷的自然供电负荷一般总呈阻感性质，系统的功率因数普遍低于1.0。各类具有电感性质

28、的供用电设备都需要从供配电系统中吸收无功功率，从而降低了系统的功率因数。功率因数过低将会给供配电系统带来诸多不利影响：增大设备容量、增加系统损耗、增大电压损失、降低设备利用率。正是由于低功率因数对供配电系统的不利影响，电力管理部门要求电力用户在自然负荷的功率因数过低时，采取措施提高供电负荷的功率因数。高压供电用户的功率因数应达到0.90以上，低压供电用户的功率因数应达到0.85以上，农业用户的功率因数应达到0.80以上。值得指出的是，功率因数不应达到1，否则可能会引发系统电流谐振。功率因数在补偿时首先应提高自然功率补偿，如仍不能满足要求则需进行无功功率补偿。提高自然功率因数的措施主要包括：优化

29、电机类型、优化电机规格、防止电机空载运行、合理选择变压器容量。对于无功功率补偿，目前用户、工厂企业内广泛采用并联电力电容器的方法来补偿无功功率。其优势在于并联电力电容器的方法补偿过程中有功损耗小，运行维护方便，可按照系统需要增减电容器，而且个别电容器的损坏不影响整个系统的运行。采用电容器作为无功补偿装置时，宜采用就地平衡原则。电容器在380V低压母线进行补偿时均为自动补偿方式，即实际补偿电容器容量随自然功率因数的变化而调整。低压电容器的设计补偿容量应使计算负荷水平下的高压负荷功率因数满足设计要求。实际负荷低于计算负荷时，电容器应逐步自动切除。电容器在610kV高压母线进行集中补偿时，可以采用固

30、定补偿方式，即补偿电容器容量不随负荷的变化改变投切状态。在并联电力电容器补偿的设计中必须注意，虽然电容器改善功率因数，但如果电容性负荷过大，可能会引起过补偿现象造成系统电流谐振，还会引起电压升高，从而带来不良影响，因此应该选择容量的适当电容器。集中补偿的电容器分组投切时的分组容量要适中，既要防止频繁动作又不要使电压波动过大。3.1.3供电用变压器电力变压器是供电系统及变电站最主要的电气设备之一，其主要功能是降低供电电压，并兼有电压调整功能，以保证供电电压维持在合理的范围内。变压器台数和容量的选择直接影响主接线的形式和配电装置的结构。选择主变压器型式时，应依据传递容量基本原始资料，结合考虑以下问

31、题：相数、绕组数与结构、 绕组接线组别（在电厂和变电站中一般都选用YN，d11常规接线）、调压方式和冷却方式。此外，输送功率大小、馈线回路数、电压等级以及接入系统的紧密程度等因素也对变压器的选型有一定影响，需进行综合分析做出合理选择。由于总降压变电所具有35kV和10kV电压等级，所以主变压器采用双绕组变压器。为保证供电质量、降低线路的损耗此变压器采用的是有载调压方式。在选择变压器时，变压器的容量不应低于计算负荷水平，但高于计算负荷水平越多，变压器的运行成本越高。考虑到无功功率补偿装置的存在，应当选用容量与计算负荷最为接近的变压器。同时考虑变压器的投资与运行成本时，补偿后的计算负荷应保持在变压

32、器容量的50%60%。根据变电所的总计算负荷选择变压器。因为采用双电源供电互为备用的单母线分段结构，所以当一台变压器出现故障时，另一台变压器应能承担全部负荷。3.2 10kV等级负荷计算及电容补偿计算本系统负荷为二级负荷，所有负荷均为双电源供电。本设计采用四个10kV变电所为全系统提供电能，10kV功率因数要求大于0.94。采用需要系数法进行计算负荷计算，其中：变压器低压侧计算负荷：； 变压器损耗功率：；变压器高压侧计算负荷：；高、低压侧功率因数：；变压器总计算负荷：低压自动补偿设计补偿容量：高压集中补偿设计补偿容量：变压器实际工作容量： 3.2.1 10kV变电所负荷计算本校区设有四个10k

33、V变电所，每个变电所中的两台变压器分别由电源A与电源B引入电源。由于计算篇幅较大，本节以No.1 10kV变电所为例进行负荷计算、变压器选型及功率补偿计算，说明其计算过程。完整计算书见附录。1. No.1 10kV变电所变压器选择及无功功率补偿装置选择1）变压器的选择1T低压侧计算负荷：2T低压侧计算负荷：总计算负荷: 根据表B-2-3，选择两台SC（B）10-1250/10双绕组干式变压器。2）功率补偿1T：(1)补偿前的功率因数低压侧功率因数：(2)确定补偿容量。在低压侧进行无功补偿时，要求保证高压侧功率因数不低于0.94。考虑到变压器损耗的功率因数低于0.94，低压侧补偿后的功率因数应高

34、于0.94，可试取0.96。查附表B-3，选BW0.4-14-1型电容器，需要的数量为取为3的整倍数，即电容器数量为15，实际补偿容量为。(3)补偿后的计算负荷与功率因数。即本补偿电容量可满足10kV母线功率因数大于0.94的系统要求。2T：(1)补偿前的功率因数低压侧功率因数：(2)确定补偿容量。在低压侧进行无功补偿时，要求保证高压侧功率因数不低于0.94。考虑到变压器损耗的功率因数低于0.94，低压侧补偿后的功率因数应高于0.94，可试取0.95。查附表B-3，选BW0.4-14-1型电容器，需要的数量为取为3的整倍数，即电容器数量为12，实际补偿容量为。(3)补偿后的计算负荷与功率因数。

35、即本补偿电容量可满足10kV母线功率因数大于0.94的系统要求。3）变压器的负荷校验补偿后的总计算负荷:下表列出各10kV变电所的负荷情况、变压器的选型及补偿电容器的选型。表3-1 10kV变电所负荷情况及设备选型变电所SC2(kVA)SC(kVA)TC数量Qcc(kvar)P”C1S”C1Cos”No.11T640.531250SC(B)10-1250/10BW0.4-14-115210536.37562.270.9532T609.5112168517.59547.050.946No.23T669.131327.73SC(B)10-1250/10BW0.4-14-115210564.6159

36、10.9554T658.7915210545.8575.70.948No.35T1120.242282.24SC(B)10-2500/10BW0.4-14-124336940.34990.590.9496T1170.5191261079.141143.910.943No.47T795.581605.18SC(B)10-1600/10BW0.4-14-112168696.17737.450.9418T809.8215210696.14734.780.9473.2.2 10kV等级线缆选择1. 10kV电缆型号选择10kV线路电缆按允许载流量选择电缆截面。在由35kV变电所引至10kV变电所的两路

37、进线中，当其中一路进线发生故障时，另一路进线应能保证正常供电，故以每一变电所的总计算负荷做为选择电缆型号的依据。年最大负荷数为5600小时，环境温度30度。表3-2 各变电所总计算电流变电所变压器No.11T536.37163.681107.6267.672T517.59176.88No.23T564.61174.681166.6467.444T545.80183.13No.35T940.34311.482134.40123.386T1079.14379.45No.47T696.17249.281474.1785.218T696.14235.13设当地最热月地下0.8-1.0m处土壤平均温度为

38、20，则温度修正系数当地土壤较干燥，雨量不大，则土壤修正系数Ke=0.93；设埋沟内间距100mm，并行直埋电缆三棵，则载流量修正系数Kp=0.85；根据表B-13-1进行选择，No.1、No.2和No.4变电所选用10kV交联聚乙烯铠装352铝芯电缆，其允许载流量为105A。 所以352电缆可以满足要求。No.3变电所选用10kV交联聚乙烯铠装702铝芯电缆，其允许载流量为152A。 所以702电缆可以满足要求。各变电所中的桥架电缆可选用与该变电所10kV电缆相同的电缆。经过校核计算，可得所选电缆均满足电压损失校核和经济电流密度要求。10kV埋地电缆的机械强度最小截面352小于所选导线截面，

39、故满足机械强度要求。2. 10kV电缆的功率损耗因线路具有电阻、电抗与电容参数，所以线路的功率损耗包括有功和无功两部分。设10kV线缆长度均为1km，引入1T的线路编号为1，引入2T的线路编号为2，以此类推。表3-3 有功功率损耗线路1562.2732.50.541711.141.712547.0531.621619.731.62359134.160.541809.391.894575.733.281767.241.775990.5957.261.081062310.6261143.9166.1214164.814.167737.4542.630.542944.052.948734.4542.

40、452921.42.92供电线路中的无功功率分为感性与容性两类。负荷电流流过线路电抗时产生感性无功功率损耗。线路电压加在线路分布电容上时产生无功功率损耗,其中为线路的单相单位长度电纳，为电缆线路单相对地电容电流。线路的总无功损耗是感性无功功率损耗与容性无功功率损耗的差值，即。相同电压等级条件下，电缆线路的对地电容电流约为架空线的25倍。根据表B-12-3可知，10kV架空线路单相对地电容电流为10mA/km，故电缆线路单相对地电容电流为250mA/km。容性无功功率损耗表3-4 感性无功功率损耗线路132.50.101320040.32231.62299950.30334.160.101350

41、070.35433.28332270.33557.260.1131111481.11666.121482061.48742.630.101545200.55842.45540600.54表3-5 总无功功率损耗线路10.320.00430.3220.300.3030.350.3540.330.3351.111.1161.481.4870.550.5580.540.54在计算负荷运行条件下的容性无功损耗远小于感性无功损耗，故容性无功损耗对总无功损耗基本没有影响。由电源A供电的线路的电缆功率损耗： 由电源B供电的线路的电缆功率损耗： 总线路功率损耗： 3.3 35kV等级负荷计算及电容补偿计算3.

42、3.1 35kV变电所负荷计算35/10.5kV变压器低压侧计算负荷即为各10/0.4kV变压器高压侧计算负荷与10kV线路功率损耗之和。表3-6 35kV变电所负荷情况及设备选型变压器SC2（kVA）SC（kVA）TC数量Qcc（kvar）cosav1T2608.675328.22SC(B)9-6300/35BWF10.5-25-13750.9522T2719.483750.9523.3.2 35kV等级线缆选择当其中一个电源发生故障时，另一个电源的进线应能保证正常供电，故以补偿后的35kV变电所的高压侧总计算负荷做为选择电缆型号的依据。由于是35kV电压等级线缆，故采用经济电流密度选择截面

43、。表3-7 35kV高压侧总计算负荷变压器PC1(kW)QC1(kvar)IC(A)SC（kVA）1T2491.37846.8843.415376.582T2585.7922.5445.29采用聚乙烯铝芯电缆，根据表6-7可知 选择标准截面时，可略小于经济截面，故可取为502聚乙烯铝芯电缆。35kV交联聚乙烯铠装502铝芯电缆的允许载流量为128A88.69A，故所选导线截面满足最大载流量要求。同时也满足发热条件。35kv埋地的机械强度最小截面352502，因此，所选的导线截面也满足机械强度的要求。电源A与电源B间的桥架电缆也可选用35kV交联聚乙烯铠装502铝芯电缆。3.4全校负荷计算在计算

44、全校负荷时，要考虑变压器损耗和线路损耗。在35kV变电所高压侧总计算负荷中已包含了各项负荷及各项损耗，故全校负荷为：由电源A供电的负荷：由电源B供电的负荷：所以，全校总计算负荷为： 第 4 章 系统的短路分析第 4 章 系统的短路分析4.1短路及短路电流电气设备或导体发生短路故障时通过的电流为短路电流。在供配电系统的设计和运行中，不仅要考虑正常工作状态，还要考虑故障造成的非正常状态。破坏供电系统正常运行的故障中，最严重的是短路故障。所谓短路是指相与相之间的短接，或在中性点接地系统中一相或几相接地，以及三相四线制系统中相线与中线短接。当发生短路时，短路回路的阻抗很小，于是在短路回路中将流通很大的

45、短路电流（几千甚至几十万安），电源的电压完全降落在短路回路中。三相系统中短路的基本类型有：三相短路、两相短路、单相短路（单相接地短路）和两相接地短路。除了上述各种短路以外，变压器或电机还可能发生一相绕组匝间或层间短路等。在各类短路形式中，发生单相接地短路的几率最高，但短路电流较小，对系统的威胁也小；发生三相短路的几率最低，但短路电流最大，对系统的威胁也最大。因此，三相短路分析就成为系统短路分析的重点。在系统发生短路的情部下，保护系统必须动作，并使断路器跳闸以切除短路故障。所以高压断路器应按照发生三相短路时的短路电流进行选择。4.1.1 短路电流计算的目的1在选择电气主接线时，为了比较各种接线方

46、案或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。2在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。3在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。4按接地装置的设计，也需用短路电流。4.1.2 短路电流计算的规定1验算导体和电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按工程的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般为本期工程建成后510年）。确定短路电流计算时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应仅按在切换过程中可能并列运行的接线方式。

47、2选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用的导步电机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。3选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，应按选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点。4导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流一般按三相短路验算。4.1.3短路计算基本假设1正常工作时，三相系统对称运行；2所有电源的电动势相位角相同；3电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生变化；4不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；5元件的电阻略去，输电线路的电容略去不计，及不计负荷的影响；6系统短路时是金属性短路。4.2短路电流计算本系统中，

48、短路点设置在以下几个位置：两35kV电源进线断路器出口（选择35kV变电所进线断路器，取其短路电流大值选择35kV桥架断路器）35/10.5kV变压器二次侧出口（电源A进线线路与电源B进线线路分别计算短路电流，可选择10kV出线断路器；取其大值选择10kV母线分段断路器）10kV进线断路器出口（选择10kV变电所进线断路器，取同一变电所中两短路电流大值选择10kV桥架断路器）0.4kV进线断路器出口（选择0.4kV进线断路器，取同一变电所中两短路电流大值选择0.4kV母线分段断路器。）4.2.1 系统参数35kV电源A系统阻抗：35kV电源B系统阻抗：35kV电源A进线线路阻抗：35kV电源B

49、进线线路阻抗：35/10.5kV变压器阻抗： 10/0.4kV变压器阻抗：1T、2T：3T、4T：5T、6T：7T、8T：10kV出线线路阻抗（设出线长度为1km）：1T、2T、3T、4T、7T、8T：5T、6T：4.2.2 35kV进线断路器出口处短路电流电源A： 短路阻抗： 短路电流：电源B： 短路阻抗： 短路电流：4.2.3 35/10.5kV变压器二次侧出口处短路电流电源A:短路阻抗： 短路电流：电源B: 短路阻抗： 短路电流：因此，按照选择10kV母线分段断路器。4.2.4 10kV进线断路器出口处短路电流1.由电源A供电的线路：1）1、3、7号线路 短路阻抗： 短路电流： 短路容量

50、：2）5号线路 短路阻抗： 短路电流： 短路容量：2.由电源B供电的线路： 1）2、4、8号线路短路阻抗： 短路电流：短路容量：2）6号线路短路阻抗：短路电流：短路容量：4.2.5 0.4kV断路器出口处短路电流1. 1、3号线路短路阻抗： 短路电流：2. 2、4号线路短路阻抗： 短路电流： 3. 5号线路短路阻抗： 短路电流： 46号线路短路阻抗： 短路电流： 57号线路短路阻抗： 短路电流： 68号线路短路阻抗： 短路电流：第 6 章 变电站结构设计及平面布置第 5 章 开关设备及互感器选择5.1设备选择依据供电系统中的一次设备主要包括变压器、母线、断路器、负荷开关、隔离开关、熔断器、电抗

51、器、电容器、互感器避雷器及其成套设备。电气装置中的载流导体和电气设备，在正常运行和短路状态时，都必须安全可靠地运行。为了保证电气装置的可靠性和经济性，必须正确地选择电气设备和载流导体。各种电气设备选择的一般程序是：先按正常工作条件选择出设备，然后按短路条件校验其动稳定和热稳定。电气设备选择的一般要求包括：按工作环境及正常工作的条件选择电气设备；按短路条件校验电气设备的动稳定性和热稳定性；开关电器断流能力校验。5.2高压开关设备的选择5.2.1 35kV进线断路器与隔离开关选择设继电动作保护时间为1.1s，断路器断路时间为0.1s。1.电源A进线断路器与隔离开关选择可初选断路器为泰开/LW8-3

52、5AG型六氟化硫断路器。表5-1 断路器参数指标校核表序号泰开/LW8-35AG的设备指标选择要求安装位置的系统要求项目结论项目数据项目数据135kV35kV合格22500A2474.36A合格331.5kA1.78kA合格463kA4.53kA合格531.524=3969kA2s1.782(1.1+0.1)=3.8kA2s合格依据断路器的选择条件，选择GN30-35型户内隔离开关。表5-2 隔离开关参数指标校核表序号GN30-35的设备指标选择要求装设地点电气条件项目数据项目数据结论135kV35kV合格22500A2474.36A合格36.00kA4.53kA合格45024=10000kA

53、2s1.782(1.1+0.1)=3.80kA2s合格2.电源B进线断路器与隔离开关选择可初选断路器为LN2-35型六氟化硫断路器。表5-3 断路器参数指标校核表序号ZN335的设备指标选择要求安装位置的系统要求项目结论项目数据项目数据135kV35kV合格21250A1237.18A合格316.0kA1.07kA合格440kA2.73kA合格51624=1024kA2s1.072(1.1+0.1)=1.37kA2s合格依据断路器的选择条件，选择GN30-35型户内隔离开关。表5-4 隔离开关参数指标校核表序 号GN30-35选择要求装设地点电气条件项目数据项目数据结论135kV35kV合格2

54、2500A1237.18A合格36.00kA2.73kA合格45024=10000kAs2.732(1.1+0.1)=8.94kA2s合格因此，35kV桥架断路器选择泰开/LW8-35AG型六氟化硫断路器，隔离开关选择GN30-35型户内隔离开关。5.2.2 35/10.5kV变压器二次侧出口处断路器选择设继电动作保护时间为1.1s，断路器断路时间为0.1s。断路器额定电流不应小于变压器二次侧额定电流。1.电源A进线断路器与隔离开关选择可初选断路器为ZN3-35型户内真空断路器。表5-5 断路器参数指标校核表序号ZN335的设备指标选择要求安装位置的系统要求项目结论项目数据项目数据135kV3

55、5kV合格2630A346.1A合格36.6kA2.55kA合格417kA6.5kA合格56.624=174.2kA2s2.552(1.1+0.1)=7.8kA2s合格电源B进线断路器选择：可初选断路器为ZN3-35型户内真空断路器。表5-6 断路器参数指标校核表序号ZN335的设备指标选择要求安装位置的系统要求项目结论项目数据项目数据135kV35kV合格2630A346.1A合格36.6kA2kA合格417kA5.1kA合格56.624=174.2kA2s22(1.1+0.1)=4.8kA2s合格因此，10kV母线分段断路器也选用ZN3-35型户内真空断路器。5.2.3 10kV进线断路器

56、与隔离开关选择设继电动作保护时间为1.1s，断路器断路时间为0.1s。1.短路冲击电流计算表5-7 各进线短路冲击电流线路1、3、747.282.62729.716.63547.472.612740.686.662、4、836.191.992089.435.07636.3722099.825.12.断路器的选择1、3、5、7号进线出口处断路器选择SN10-10型户内少油断路器；2、4、6、8号进线出口处断路器选择SN4-10型户内真空断路器。在选取相同型号断路器的情况下，采用较大数值进行校核。表5-8 断路器参数指标校核表序号SN10-10的设备指标选择要求安装位置的系统要求项目结论项目数据项目数据110kV10kV合格23000A2729.71A合格340kA2.61kA合格41.25kA6.66kA合格54024=6400kA2s2.612(1.1+0.1)=8.17kA2s合格表5-9 断路器参数指标校核表序号SN4-10的设备指标选择要求安装位置的系统要求项目结论项目