变压器课程设计

前言

本次课程设计，我选到的题目是35KV 变电站电气初设。 此次设计的初衷是设计一个终端变电站，变电站按小型化、无人值班、有人看守，以及综合自动化等要求设计。而变电站的设计应秉承如下原则：安全可靠，技术领先，投资合理，标准统一，运行高效。所以，本次设计应该体现统一性，适应性，先进性，可靠性和经济性。

根据资料，本变电站主供电源曲子白家冲220KV 变电站的110KV 母线，经大水变电站两个35KV 出现间隔双回线供电。本变电站地理位臵为东经110°24′230″北纬30°35′34″，海拔高度▽89.30；年平均降水量1164.1mm, 日最大降水量116.6mm ，年平均风速1.6m/s，最大风速20m/s，年平均雷暴日40日/年，为多雷区；占地约为35*40平方米，四周平坦，西面进线，东面出线，该地地质构造为红色硬黏土，土地电阻率为100欧米。

第一章 主变压器的选择

一、变压器台数的确定

1、对大城市郊区的一次变电所，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。

2、对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。

3、对于规划只装设两台主变压器的变电所，其变压器基础宜按大于变电所容量的1～2级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。

所以，由上述三条规定可以确定，本变电站主变压器台数为两台。 二、主变压器容量的确定

1、主变压器容量一般按照变电所建成5～10年的规划负荷选择并适当考虑到远期10～20年的负荷发展。对于城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。

2、根据变电所所带负荷的性质和电网结构确定主变压器的容量。对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器在设计过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对于一般性变电所，当一台主变停运时，其余变压器容量应保证全部符合的70%～80%。

3、同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发，推行系列化、标准化。 因此，变压器容量的计算为S N =

P 5600

*70%=*70%=4041. 24KVA cos β0. 97

三、变压器型号的选择

1、选择主变压器的相数 因本待设变电站的电压等级为35KV ，故选用三相变压器。

2、绕组数量和连接方式的选择 对于深入引进负荷中心，具有直接从高压降为低压供电条件的变电所，采用双绕主变压器。

我国35KV 采用“Y ”连接，35KV 以下电压等级宜采用“△”。所以待设变电器连接方式选为Yd11连接。

3、调压方式的选择 待设变电站选用有载调压方式。 4、变压器冷却方式的选择 选用油浸自冷的冷却方式。 因此最后的结论为：

第二章 电气主接线设计

一、电器主接线的形式可分为：有母线和无母线两大类。 二、35KV 侧主接线选择：1、出现不超过8回的，一般采用单母线分段；2、因为不需要经常切换等因素，选用内桥接线。

三、10KV 侧主接线选择：1、只有一个电源、且出线回路少可采用单母接线；2、每段所接容量不超过25MW ，可采用单母分段。 综上所述，电气主接线图为

第三章 短路电流的计算

一、短路的定义

电力系统在运行中 ，相与相之间或相与地（或中性线）之间发生非正常连接（即短路）时流过的电流。其值可远远大于额定电流 ，并 取决于短路点距电源的电气距离。 二、短路的危害

短路电流往往会有电弧产生，它不仅能烧坏故障元件本身，也可能烧坏周围设备和伤害周围人员。巨大的短路电流通过导体时，一方面会使导体大量发热，造成导体过热甚至熔化，以及绝缘损坏；另一方面巨大的短路电流还将产生很大的电动力作用于导体，使导体变形或损坏。短路也同时引起系统电压大幅度降低，特别是靠近短路点处的电压降低得更多，从而可能导致部分用户或全部用户的供电遭到破坏。网络电压的降低，使供电设备的正常工作受到损坏，也可能导致工厂的产品报废或设备损坏，如电动机过热受损等。电力系统中出现短路故障时，系统功率分布的突然变化和电压的严重下降，可能破坏各发电厂并联运行的稳定性，使整个系统解列，这时某些发电机可能过负荷，因此，必须切除部分用户。短路时电压下降的愈大，持续时间愈长，破坏整个电力系统稳定运行的可能性愈大。 三、短路电流的计算 1、等值电路图

2、各电抗标么值 3、短路电流计算

（1）当f 1点短路时，短路点对电源的电抗为 （2）当f 2点短路时，短路点对电源的电抗为

第四章 电气设备的选择

一、高压断路器的选择与校验

根据我国目前高压断路器生产的情况，一般配电装臵中6～35KV 选用真空断路器；35KV 及以上选用SF 6断路器。 35KV 侧断路器的选择： 1、形式：六氟化硫断路器

2、安装位臵：户外（W ） 3、额定电压：35KV

4、额定电流（不小于最大持续工作电流）： 5、额定开断电流（不小于短路电流）： 因此，初定型号LW8-35

校验

1、额定电流： 2、动稳定电流： 3、热稳定： 4、开断电流：

经校验，选择LW8-35型号断路器是合格的。 二、隔离开关的选择

35KV 侧隔离开关的选择：初选型号GW2-35

校验： 1、额定电流：

2、动稳定电流： 3、热稳定：

经校验，选择GW2-35型号隔离开关是合格的。 10KV 侧隔离开关的选择：KYN28-12型金属开关柜

校验

1、额定电流： 2、额定开断电流： 3、动稳定电流： 4、热稳定：

经校验，选择KYN28-12型金属开关柜合格。

第五章 10KV侧母线的选择与校验

一、母线的定义

二、母线材料

1、铜母线：电阻率低，机械强度高，抗腐蚀性强，但是铜储量少

2、铝母线：储量多，重量轻，加工方便，造价便宜，现在广泛采用铝母线

3、钢母线：用于交流，有很强的集肤效应，强度高，价格低廉 三、母线的横截形状

1、矩形截面：一边用于35kv 及以下的户内配电装臵中，散热条件好，集肤效应较小。

2、圆形截面：一般用于35kv 以上的户外配电装臵，可防止电晕产生。 3、槽形截面：邻近效应较小，冷却条件好，金属材料利用率高。 因此，初选母线硬母线，铝母线，矩形截面，三相水平排列平放布臵。 （1）截面积的选择： 最小截面：

（2）根据以上计算进一步确定初选母线截面 ，查表知该母线额定电流 校验：

1、长期允许电流Iny 不小于回路最大工作电流： 2、热稳定 母线标准截面积S 不小于最小允许截面积S min ： 3、动稳定 相间距离a=250mm 跨距L=1m 三相短路时最大电动力： 母线的最大弯矩： 母线截面系数： 母线最大计算应力：

故最大计算应力Smax 小于允许应力Sp=70*106Pa, 合格。 最大跨距：

经校验选择母线型号为LMY-3(40*4)合格。

参考文献：

1、《发电厂电气部分课程设计参考资料》 2、《电气工程电气设计手册》第一册 3、《发电厂电气设备》

天津大学水利电气出版社重庆大学