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1一、课题研究目的和意义随着科学技术的发展，作为现代工业发展的基础和先行官—电力工业，也随之有了很大的发展。电力需求的大大增加，促使电力技术和电力工业进一步向高电压，大机组，大电网的方向发展。由于大电网的出现，世界各国电力工业发展和运行的经验说明：电力系统愈大，调度运行就愈能合理和优化，经济效益就愈好，应变事故的能力就愈强。所以许多发达国家的电力系统都已联合成统一的国家电力系统，甚至联合成跨国电力系统[1]。35kV变电所是电力配送的重要环节，也是电网建设的关键环节。变电所设计质量的好坏，直接关系到电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行，为满足城镇负荷日益增长的需要，提高对用户供电的可靠性和电能质量[2]。随着国民经济的发展，工农业生产的增长需要，迫切要求增长供电容量，拟新建35kV变电所。电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。随着变电所综合自动化技术的发展与进步，变电站综合自动化系统取代或更新传统的变电所二次系统，继而实现“无人值班”变电所已成为电力系统新的发展方向和趋势。改革开放以来，全国的电力工业发展速度突飞猛进，35kV变电所在全国电力系统中仍具有重要的地位。尤其在临近220kV变电所的周边地区，投资建设35kV变电所具有工程造价低廉、建设周期短、经济效益高等优点。综上所述，结合我国电网的发展趋势、国情及区域经济发展不平衡的实际，在一定时期内适当保留35kV供电方式是非常有必要的。二、文献综述国内电网规划与35kV供电方式存在的必要性“十一五”期间，我国将投资8500亿元人民币进行电网改造，2006年下半年开始，包括北京、上海、天津、重庆、哈尔滨、南京、福州、武汉、长沙、西安和拉萨等在内的31个重点城市的电网建设与改造已经全面启动。为了满足全面建设小康社会、建设社会主义新农村对电力的需求，国家电网公司将以建设特高压电网为核心，发展跨大区、跨流域、远距离、大规模资源优化配置，优先建设跨区电网，区域、省级电网骨干网架和城乡电网。行业内部曾经有过我国是否应当淘汰35kV电压等级的争议，理由是随着我国经济的发展，原来的一些35kV变电所，有的闲置，有的出让给较大的电力客户。但在对电网历史资料进行统计分析的基础上，结合近几年来全国35kV电网投资建设情况，2综合我国乡村、边远地区负荷特点、人口密度分布及地方小水电发展等状况，从输送容量、输送距离、工程投资经济性等方面考虑，35kV电压等级作为小城市高压配电网、边远城乡电网、钢铁、石化、煤炭、冶金等大型企业、地铁供电等还是非常合适和必要的，在较长的一个时期内依然有保留35kV电压等级的必要[3]。2.保留35kV电压供电方式的意义（1）大中型城市环境改善的需要，众多较大电力客户一般距变电所较远，线路损耗显著。（2）中国经济快速发展对能源需求日益增加，大型油田、矿区分散在几十公里甚至几百公里的范围内，供电点多面广，110/10kV供电方式在投资经济性上没有优势。（3）国内微机综合自动化保护开发、设计、应用已经非常成熟，在35kV供电的继电保护时限、选择性、可靠性等方面有了显著提高，相应提高了供电可靠性。（4）从用电单位的角度出发，比10kV供电的电价要低，减少用电成本开支，对农村用电而言，可以间接减少农民的用电费用，合理降低了供电企业利润，符合构建社会主义和谐社会的目标和任务要求，对扭转城乡、区域经济发展差距意义重大。综上所述，结合我国电网的发展趋势、国情及区域经济发展不平衡的实际，在一定时期内适当保留35kV供电方式是非常有必要的[4]。如今农村变电所多以35kV电压等级供电，从1998年农村电网第一批建设与改造工程开始，至今已经历经二十多年，根据35kV变电所“户外式，小型化，造价低，安全可靠，技术先进”的建设原则，期间各种设计形式层出不穷，百花争艳。早期35kV变电所以及一些经济欠发达地区的农村变电所，35kV侧仍然采用老旧的熔断器或者多油断路器作保护，10kV出线侧采用柱上油断路器作保护。这些设备结构简单，开断容量小，操作维护不便，运行中误动、拒动、越级跳闸、扩大停电范围的现象时有发生。常用的DW系列多油断路器不仅体积较大、检修不方便、事故多，而且短路开断容量小，合闸操作功大，对直流操作电源要求高等缺陷。随着近几年技术的进步，设备不断地更新换代，开关设备的无油化已成为电力行业的一个目标。随着变电所综合自动化技术的不断发展与进步，变电站综合自动化系统取代或更新传统的变电所二次系统，继而实现“无人值班”变电所[5]。小型化无人值班变电所代表了农村变电所建设技术发展方向，代表了先进的生产力，它将成为我国农村变电所乃至电力系统在21世纪的一种新的发展方向和趋势。总体来说我国变电所正在经历这由老设备向新型设备转变，有人值班向无人值班变电所转变，交流传输向直流输出转变，国外主要是交流输出向直流输出转变[6]。经过这次的转型未来的农村变电所将会使农村供电布局逐步得到完善，安全供电水平和3可靠性不断地提高，供电部门的经济效益和社会效益逐步上升。由于农村终端变电所投资少，建设周期短，还可加快其发展速度。上述农村变电所建设方案的实施及今后的发展与采用先进的技术和设备分不开，所以应加速我国各种电气设备的研制、引进和开发工作。生产推广国产的质量高、成本低的电气设备，满足农村变电所的改造和发展的需要[7]。三、基本内容、拟解决的主要问题1.分析原始资料，确定变电所规模及地位。2.负荷统计和无功功率补偿计算。3.主变压器的选择，包括主变台数、主变容量、主变形式的选择及确定。4.短路电流的计算。计算短路电流目的，可以对电气主接线进行比较选择，对电器元器件及设备选择提供依据，确定中性点接地方式等。5.电气主接线设计，设计原则及基本要求。6.电气设备的选择，断路器、母线、互感器、熔断器等。7.变压器二次部分设计，继电保护的设计与整定。8.防雷与接地保护设计。四、技术路线或者研究方法根据35kV变电所的国内外现状和发展前景，结合题目要求，借鉴已建35kV城镇变电所设计经验的基础上，对35kV降压变电所变压器选择、电气主接线、短路电流计算、电气设备选型、防雷接地保护及其配置等方面提出以下设计思路。1.根据电力负荷对供电可靠性的要求及中断供电造成的损失和影响对负荷统计及无功功率补偿计算。根据负荷统计的结果确定主变压器的容量、台数和型号。2.35kV电气主接线设计。电气主接线设计是整个变电所设计的核心技术。它对变电所内电气设备选择、布置，继电保护及自动装置的设计，都起着决定性作用，直接影响变电所乃至相关电力系统安全、经济、稳定、灵活的运行[8]。在进行电气主接线设计时，要结合实际情况考虑是否满足可靠性、灵活性、经济性。3.短路电流计算，短路电流计算可以对电气主接线进行比较选择，对电器元器件及设备选择提供依据，确定中性点接地方式等[9]。短路电流的计算及电气设备的选择根据电力系统接线图及本所电气主接线图，制定短路计算等值网络图，拟订必要的短路计算点。4.电气设备选型，选择校验的条件包括电压、电流、断流能力、动稳定度、热稳定度等方面。需要选择的设备有高压隔离开关、高压负荷开关、高压断路器、电流互4感器、电压互感器、高压电容器、母线、电缆、支柱绝缘子、套管绝缘子等[10]。5.在配电系统设计过程中，为了提高用电的灵敏性、可靠性，根据用电负荷分布的情况，完成室外和室内配电装置的选择和平面布置。6.二次部分的设计，同时完成继电保护的设计与整定，包括防雷与接地保护并整合各部分，完成整体设计。五、进度安排第一周～第四周：查阅资料，理清设计思路，撰写开题报告，整理提交开题报告。第五周～第九周：分析原始资料，选择主变压器，根据主接线设计要求选择主接线式，短路电流计算，导体和电气设备选择。第九周～第十二周：对变电所的二次系统进行设计，变电所防雷接地保护配置。第十三周～第十五周：整理完善设计，编写方案说明书，绘制图纸。第十六周～第十七周：准备毕业答辩。六、主要参考文献[1]周瀛.工业企业供电[M].北京：冶金工业出版社.2008.4[2]江苏省电力设计院.35kV~110kV无人值班变电所典型方案设计.[M]北京:中国电力出版社.2001.7[3]谢中阳．变电所变电设备选择[J]．电网技术，2009，10(6)：58-60.[4]35kV农村全户外布置的小型化变电所设计农村电气化[J].北京:中国电力学出版社，农村电气化.2004(8)：34-36.[5]方长健,李涛.农村35kV变电所设计方案探讨[J].现代企业文化，2009，14：177-178.[6]卓乐友.电力工程电气设计200例[M].北京:中国电力出版社.2006.6[7]周裕厚.智能化变电所[M].北京:机械工业出版社.2010[8]樊唯钦．数字化变电站的发展与应用[J]．电网技术，2006，30(8)：97-100.[9]李军.供配电技术[M].北京:中国轻工业出版社.2005.4[10]Won-CheolYun,powertransformer[R],U.S.A:AnalogDecices,Inc.2006.9[11]S.EckroadAssecssmentofAlternativestoSubstationBatteries:CurrentUtilityPractices[J].U.S.A:EPRIProjectManager.2003.12[12]JohnD.McDoanld.ElectricPowerSubstationsEngineering[M].U.S.A:CRCPress.2006.