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11.设计原始题目1.1具体题目（1）.建设规模小型终端变电所容量35/6.3kV变压器2台，年利用小时数maxT6000小时（2）.系统连接情况变电所联入系统的电压等级35kV，电源进线为双回路，距离地区变电所8Km，阻抗值0.4Ω/Km电力系统在地区变电所35kV母线上的短路容量ds1000KVA(3).负荷情况变压器低压侧负荷：最大5.8MW8.0cos，maxT5000小时，一、二级负荷占70%，6KV馈电线路8回，要求6KV母线上功率因数补偿到0.9,所用电负荷50KW（4）.环境条件1）.当地年最高温度38℃，最热月平均温度28℃2）.海拔不超过1000m1.2要完成的内容1.2.1设计原则及设备选择（1）所选地址（2）电气主接线（3）主要设备选型（4）无功补偿（5）防雷和接地（6）继电保护（7）所用电和照明（8）调度制动化1.2.2建设中要注意的问题(1)设计方案要区别于初期小型化设计方案，特别是在自动化装置的配置方2面，按常规变电所自动化配置，并考虑到将来无人值班的可能性，以便于功能扩展及县调接收远动终端配置为原则。(2)电气设备选择应优先采用国内先进设备，满足性能稳定、工作可靠、安装方便、不检修周期长、维护工作量小等要求。(3)10kv出线间隔距离：10kv出线的间隔距离必须满足平行的、不同时停电检修的、无遮栏带电部分之间的安全净距。方案中10kv出线间隔距离取3.4m，这样虽增加了一些变电所的占地面积，但减少了不必要的停电范围，提高了供电可靠性和社会、经济效益。1.2.3技术经济分析35kv农村变电所小型化设计和常规变电所设计相比，存在以下优点：(1)节约用地。电气设备采用全户外，主体框架式布置，少占土地面积1/3～1/2。(2)减少建筑面积。取消了10kv断路器室和电容器室的建设，使生产用房控制在100m2左右。(3)建设周期短。电气设备的构架采用等径电杆和装配式结构，土建工程减少，建设周期2～3月，缩短工期60～90天。(4)运行费用低。由于新型设备的大量使用，使得停电检修周期加长，维护工作量和运行费用大为减少，一般年运行费用可节约1/15～1/13左右。1.3资料分析由题目，主变压器为35/6.3kv且设计小型终端变电所，主要作用是变换和分配电能作用，并且一、二类负荷占70%，因此至少选择两台变压器，年利用小时数达到6000小时，所以采用供电可靠的接线形式，保证双电源供电，防止其中一组发生事故儿引起负荷停电。由于只有35kv、6.3kv两个电压等级，35kv接电源双回路，6.3kv有8回馈线同时接所用变压器，保证检修出现断路器时不会导致该回路停电，为保障较高的可靠性，还必须进行无功补偿，要求功率因数补偿到0.9，可采用并联电容器进行无功补偿；出线端应采取双母分段接线35kv端为降低成本应采取单母分段接线。当地年最高温度38℃，最热月平均温度28℃，海拔不超过1000m。条件适合，可采用屋外配电装置2．电气主接线设计2.1主接线的设计依据31、系统备用容量的大小（1）运行备用容量不宜少于8%-10%，以适应负荷突增，机组检修和事故停运三种情况。（2）装有两台以上的变压器的变电所，当其中一台事故断开时，其余主变的容量因保证该变电所70%左右的全部负荷，允许过负荷后的时间内，要保证一、二级负荷供电2、负荷大小（1）对于一级负荷必须有两个独立电源供电，当一个电源故障时被切除，能保证对全部一级负荷不间断供电。（2）对于二级负荷也要有两个电源供电，故障时能保障大部分二级负荷的供电（3）对于三级负荷一般只要一个电源供电就可以2.2主接线的基本要求(1)可靠性供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，停电会对国民经济各部门带来巨大的损失，往往比少发电能的损失大几十倍，导致产品报废、设备损坏、人生伤亡等。因此主接线的接线形式必须保证供电可靠。（2）灵活性电气主接线应能适应各种运行状态,并能灵活地进行运行方式的转换。不仅正常运行时能安全可靠地供电,而且在系统故障或电气设备检修及故障时,也能适应调度的要求,并能灵活、简便、迅速地倒换运行方式,使停电时间最短,影响范围最小。同时设计主接线时应留有发展扩建的余地。（3）经济性在设计主接线时,主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。欲使主接线可靠、灵活,必然要选高质量的设备和现代化的自动装置,从而导致投资的增加。因此,主接线的设计应在满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理。2.3主接线的设计和论证设计变电所电气主接线时,所遵循的总原则:要符合设计任务书的要求;要符合有关的方针、政策和技术规范、规程;要结合具体工程特点,设计出技术经济合理的主接线。为此,应考虑下列情况:（1）要明确变电所在电力系统中的地位和作用各类变电所在电力系统中的地位是不同的,所以对主接线的可靠性、灵活性和经济性等的要求也不同。（2）要确定变压器的运行方式有重要负荷的变电所,应装设两台容量相同或不同的变压器。负荷低时,可以切除一台,以减小空载损耗。4（3）要合理地确定电压等级变电所高压侧电压普遍采用一个等级,低压侧电压一般为1-2个等级,目前多为一个等级。（4）要变电所的分期和最终建设规模变电所根据5-10年电力系统发展规划进行设计。一般装设两台(组)主变压器。当技术经济比较合理时,终端或分支变电所如果只有一个电源时,也可只装设一台主变压器。（5）要开关电器的设置在满足供电可靠性要求的条件下,变电所应根据自身的特点,尽量减少断路器的数目,特别是非重要用户的终端变电所,可适当采用熔断器或接地开关等简易开关电器,以达到提高经济性的目的。（6）要电气参数的确定最小负荷为最大负荷的60%-70%,如果主要负荷是农业负荷,其值为20%-30%;按不同用户,确定最大负荷利用小时数。综上所述：根据设计要求主接线应具有灵活性，能适用多种运行方式的变化，且在检修、故障等特殊状态下操作方便，调度灵活。35kv通过变压器向6.3kv母线供电，为保证其供电可靠性，采用单母分段带旁路、双目带旁路等方式，而6.3kv由于提供地方供电，且一、二级负荷占70%，因此必须采用双母分段接线。根据以上分析，满足经济合理。所选用35kv侧采用单母接线，6.3kv侧采用双母分段接线。3、主变压器台数、容量和型号选择（1）变压器容量的确定原始资料中已知：变压器低压侧最大的负荷为5.8MW，功率因素为cos0.9。由已知条件可求得每台主变压器容量ST，即：ST=max70%cosS=5.870%0.9MVA=3654KVA考虑到两台变压器容量都必须大于ST、再分析经济问题，查表得所选择变压器容量SB=4000KVA（2）主变压器接线形式的选择1、变压器绕组的连接方式变压器采用绕组连接方式有D和Y，我国35KV采用Y连接，35KV以下电压的变压器有国标Y/d11、Y/Y0等变电所选用主变的连接组别为Y/d11连接方式。故本次设计的变电所选用主变的连接组别为YN/d11型。2、冷却方式的选择主变压器一般采用的冷却方式有自然风冷却，强迫油循环风冷却，强迫油循环水冷却。本次设计选择的是小容量变压器，故采用自然风冷却。3、结论综合以上分析，结合技术分析对比及经济可靠性分析对比，本所宜5采用SLJ—4000/35型三相双绕组有载调压变压器，其容量以及技术参数如下：主变容量：NS=4000KVA型号：三相双绕组有载调压降压变压器阻抗电压：7.0%联接组别：Y/△-11空载电流：0.9%台数：两台4、所用变的的选择一般有重要负荷的大型变电所，380／220V系统采用单母线分段接线，两台所用变压器各接一段母线，正常运行情况下可分列运行，分段开关设有自动投入装置。每台所用变压器应能担负本段负荷的正常供电，在另一台所用变压器故障或检修停电时，工作着的所用变压器还能担负另一段母线上的重要负荷，以保证变电所正常运行。一、用电电源和引接原则如下（1）当变电所有低压母线时；（2）优先考虑由低压母线引接所用电源；（3）所用外电源满足可靠性的要求；（4)即保持相对独立；（5）当本所一次系统发生故障时；（6）不受波及；（7）由主变压器低绕组引接所用电源时；（8）起引接线应十分可靠；（9）避免发生短路使低压绕组承受极大的机械应力；二、所用变接线一般原则（1）一般采用一台工作变压器接一段母线；（2）除去只要求一个所用电源的一般变电所外；（3）其他变电所均要求安装两台以上所用工作变压器；（4）低压6.3KV母线可采用分段母线分别向两台所用变压器提供电源；（5）以获得较高的可靠性；故所用变设在6.3KV侧，所用变选择两台S9—100/10型所用变压器。5、电气设备选择及短路电流计算5.1、计算公式1、在已知35kv母线上的短路容量时：Sd=1000MVA选基准容量is=100MVAiu=avu=1.05KV2、短路点与系统之间电抗标幺值计算：1idSXS3、变压器电抗标幺值计算:%100iTdSUXS64、短路电流基准值计算：13iiiSIU5、短路点周期分量有效标幺值计算：d1IX6、三相短路电流有效值计算：3d*idiII7、三相短路冲击电流计算：33i2.55shdI8、由于计算设为无限容量系统：三相短路稳态电流：33IdI9、短路容量计算：3dS3dNIU5.2、等值电抗计算等值电路图如下图所示：系统电抗标幺值：1X＝dSSi＝1001000＝0.1进线电抗标幺值：2X＝22iiUxlS＝20.48372100＝0.117变压器电抗标幺值：3X%100idSUS＝0.071004＝1.75（1）、A点短路时对于35kV系统电源（无穷大容量）：712X=X+X＝0.1＋0.117＝0.217I＝1X＝10.217＝4.608''1I3iavSIU＝4.608×100337＝7.19（kA）''2.55shiI＝2.55×7.19＝18.33（kA）（2）、B点短路时123XXXX＝0.1＋0.117＋1.752＝1.092''1I3iavSIU＝11.092×10036.3＝8.392（kA）''2.55shBBiI＝2.55×8.392＝21.4（kA）5.3、断路器、隔离开关、母线的选择5.3.1断路器的选择及效验（一）、35kV侧断路器的选择1、该回路为35kV电压等级，故可选用少油断路器。2、断路器安装在户外，故选用户外式断路器。3、回路电压37kV，因此选用额定电压Ue≥37kV的断路器，且其额定电流大于通过断路器的最大持续电流Imax=1.05×4000337＝65.55（A）。4、为方便运行管理及维护，选同一型号产品，初选SW2—35/1000型沙油断路器其参数如下：型号额定电压kV额定电流A额定开断电流kA额定断流容量MVA极限通过电流4S热稳定电流kA固有分闸时间s有效值峰值SW2—35/600356006.64009.81724.80.065、对所选的断路器进行校验（1）断流能力校验短路电流进行校验时，断路器的额定开断电流比系统短路电流大得多，可用次暂态短，选择断路器短路电流时应考虑在断路器两侧发生短路时通过断路器的短路电流，选较大者进行校验。由短路电流计算可知，系统提供的短路电流较大，故选I=7.19kA进行校验。所选断路器的额定开断电流INbr=6.6kA＞I=7.19kA，则断流能力满足要求。8（2）短路关合电流的校验所选断路器的额定关合电流，即动稳定电流为39.2kA，流过断路器的冲击电流为18.33kA，则ish39.2kV短路关合电流满足要求，因为其动稳定的校验参数与关合电流参数一样，因而动稳定也满足要求。（3）热稳定校验设后备保护动作时间3.9s，所选断路器的固有分闸时间0.07s，选择熄弧时间t=0.03S。则短路持续时间t=3.9+0.07+0.03=4S。因为电源为无限大容量，非周期分量因短路持续时间大于1s而忽略不计，则短路热效应222kQ=It=7.194=206.78kAsk允许热