摘 要 本文详细介绍了*****新北区希望化工厂35kV总降变电所的设计。文中对主接线的选择、高压设备的选择、负荷计算、短路电流计算,各种继电保护选择和整定计算皆有详细的说明。特别对主接线的选择,变压器的选择,还有一些电气设备如断路器、电流互感器、电压互感器等的选择校验作了详细的说明和分析。其中还对变电所的主接线，平面布置，高低压侧的一些保护装置等通过CAD制图直观的展现出来。
本次设计的内容紧密结合实际，通过查找大量相关资料，设计出符合当前要求的变电所。设计中除采用了一些固定方式的保护和常规保护外，还采用微机保护，通过电力监控综合自动化系统，可以使变电站内值班人员或调度中心的人员及时掌握变电所的运行情况，直接对设备进行操作，及时了解故障情况，并迅速进行处理，达到供电系统的管理科学化、规范化、并且还可以做到与其他自动化系统互换数据，充分发挥整体优势，进行全系统的信息综合管理。
在本次设计中，得到了学校老师、同学的耐心指导和大量帮助，在此对他们表示衷心的感谢和崇高的敬意。
关键词: 短路电流计算,继电保护,断路器，微机保护 Abstract
This paper mainly introduces the design of 35kV substation in south city of *********. It also discusses the choice of main wiring, high pressure equipment and all kinds of the protection of relay, the calculation of load, short current and so on in detail, especially, the choice of main wiring, transformer and some electric equipment such as circuit breaker, current and Voltage sensor. It shows main wiring of substation, the distribution of plane and some protection equipment of high and low Voltage by the graphics of CAD.
This design is closely related to reality in order to design the suitable substation by studying a lot of materials. The design not only adopts some stable-form and general protections but also adopts PC protection. The synthetical automation system of electric power superVision, which can make workers on duty control the situation of substation timely, operate the equipments directly, know the breakdown and deal with it without delay, so that the system of power supply is scientific and standard in management. What’s more, it can exchange data with other automatic systems and giVe full play to whole adVantage in order to manage information in all systems as a whole.
Keyword: the calculation of short current, the protection of relay, circuit breaker, PC protection 第1章 绪论
目前，我国的城市电力网和农村电力网正进行大规模的改造，与此相应， 城乡变电所也必须进行更新换代，我国电力网的现实情况是常规变电所依然存在，小型变电所、微机监测变电所、综合自动化变电所相继出现，并取得了迅猛的发展。
本次设计为*****新北区希望化工厂 35 kV 总降变电所。 变电站设计原始资料
所址：*****新北区希望化工厂
供电电源：由区域变电所二路35kV架空线（1#、2#线）至变电站后转为电缆线供给本站，线长3 Km。变电站35kV母线最大运行三相短路容量 Skmax=800MVA,Skmin=600MVA。 操作电源：直流220V
电能计量：采用高供高计，两路35kV进线各设置计量专用的电流、电压互感器及计量屏。 两台所用变设计量用电度表。
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随着改革的不断深化，经济的迅速发展。各电力部门对变电所设计水平的要求将越来越高。现在所设计的常规变电所最突出的问题是设备落后，结构不合理，占地多，投资大，损耗高，效率低，尤其是在一次开关和二次设备造型问题上，基本停留在50—60年代的水平上，从发展的观点来看，将越来越不适应我国城市和农村发展的要求。 国民经济不断发展，对电力能源需求也不断增大，致使变电所数量增加，电压等级提高，供电范围扩大及输配电容量增大，采用传统的变电站一次及二次设备已越来越难以满足变电站安全及经济运行，少人值班或者无人值班的要求。现在已经大多采用了微机保护。分级保护和常规保护相比，增加了人机对话功能，自控功能，通信功能和实时时钟等功能，因此如果通过电力监控综合自动化系统，可以使变电站内值班人员或调度中心的人员及时掌握变电站的运行情况，直接对设备进行操作，及时了解故障情况，并迅速进行处理，达到供电系统的管理科学化、规范化、并且还可以做到与其他自动化系统互换数据，充分发挥整体优势，进行全系统的信息综合管理。
第2章 负荷计算 第2.1节 负荷计算的意义
计算负荷是根据已知的工厂的用电设备安装容量确定的、预期不变的最大假想负荷。它是设计时作为选择工厂电力系统供电线路的导线截面、变压器容量、开关电器及互感器等的额定参数的重要依据。 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,如导线、电缆、变压器、开关等。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,也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。
第2.2节 负荷计算方法
目前负荷计算常用需要系数法、二项式法、和利用系数法,前二种方法在国内设计单位的使用最为普遍。此外还有一些尚未推广的方法如单位产品耗电法、单位面积功率法、变值系数法和ABC法等. 常采用需用系数法计算用电设备组的负荷时，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Kx，然后按照上述公式求出该组用电设备的计算负荷。 第2.3节 负荷计算过程 按照原始负荷资料如下：
负荷（35KV）:同时系数Km =0.9 表2-1
负 荷 名 称 1# 出线 2# 出线 3# 出线 4# 出线 水源变电所 生活区变电所 锅炉变电所 污水处理电源 额 定 容 量 （KW） 860 400 760 1600 1200 2000 1100 1200 额 定 电 压 （KV） 负 荷 特 性 Cosφ 供电线路长度 (m) 200 250 100 80 200 90 100 80 6 6 6 6 6 6 6 6 0.8 0.82 0.75 0.8 0.85 0.8 0.8 0.8 2
计算过程如下：
1#出线：tan??1?cos?cos?2?1?0.80.82?0.75，P30?KdPN?0.9?860?774KW，
Q30?P30tan??774?0.75?580.5KW
2#出线：tan??1?cos?cos?2?1?0.820.822?0.698，P30?KdPN?0.9?400?360KW
Q30?P30tan??360?0.698?251.28KW
3#出线：tan??1?cos?cos?2?1?0.750.752?0.882，P30?KdPN?0.9?760?684KW
Q30?P30tan??684?0.882?603.288KW
4#出线：tan??1?cos?cos?2?1?0.80.82?0.75，P30?KdPN?0.9?1600?1440KW
Q30?P30tan??1440?0.75?1080KW
水源变电所：tan??1?cos?cos?2?1?0.850.852?0.62，P30?KdPN?0.9?1200?1080KW
Q30?P30tan??1080?0.62?669.6KW
生活区变电所： tan??1?cos?cos?2?1?0.80.82?0.75，P30?KdPN?0.9?2000?1800KW
Q30?P30tan??1800?0.75?1350KW
锅炉变电所：tan??1?cos?cos?2?1?0.80.82?0.75，P30?KdPN?0.9?1100?990KW
Q30?P30tan??990?0.75?742.5KW
污水处理电源：tan??1?cos?cos?2?1?0.80.82?0.75，P30?KdPN?0.9?1200?1080KW
Q30?P30tan??1080?0.75?810KW
备用线路1#：tan??1?cos?cos?2?1?0.80.82?0.75，P30?KdPN?0.9?2000?1800KW
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Q30?P30tan??1800?0.75?1350KW
备用线路2#：tan??1?cos?cos?2?1?0.80.82?0.75，P30?KdPN?0.9?2000?1800KW
Q30?P30tan??1800?0.75?1350KW
负荷计算结果如下表2-2： 第3章 变压器的选择
额 定 负荷名称 容 量 （KW） 1# 出线 2# 出线 3# 出线 4# 出线 水源变电所 生活区变电所 锅炉变电所 污水处理电源 备用 备用 860 400 760 1600 1200 2000 1100 1200 2000 2000 额定 电压 （KV） 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 负 荷 特 性 cosφ 0.8 0.82 0.75 0.8 0.85 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.75 0.70 0.88 0.75 0.62 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 tanφ 供电线路长度 (m) 200 250 100 80 200 90 100 80 200 200 P30 (KW) 774 360 684 1440 1080 1800 990 1080 1800 1800 Q30 (KVar) 580.5 252 601.9 1080 669.6 1350 742.5 810 1350 1350 第3.1节 主变压器台数的确定
为保证供电的可靠性，避免一台主变故障或检修时影响供电，变电所一般装设两台主变压器，但一般不超过两台变压器。当只有一个电源或变电所的一级负荷另有备用电源保证供电时，可装设一台主变压器。
对于大型超高压枢纽变电所，装设两台大型变压器，当一台发生故障时，要切断大量负荷是很困难的，因此，对大型枢纽变电所，根具工程具体情况，应安装2?4台主变压器。这种装设方法可以提高变电所的供电可靠性，变压器的单台容量以及安装的总容量皆可有所节约，且可根据负荷的实际增长的进程，分别逐台装设变压器，而不致积压资金。
当变电所装设两台以及以上的主变时，每台容量的选择应按照其中任一台停运时，其余变压器容量至少能保证所供的一级负荷或为变电所全部负荷的60%～75%
第3.2节 主变压器容量的确定
本次设计的是线变阻，选择暗备用，每台按变压器的最大负荷选择。正常情况下两台变压器都参加工作，这时，每台变压器均承受50%最大负荷，这种备用及能满足正常工作时经济运行的要求，又能在故障情况下承担全部负荷，是比较合理的备用方式。
所以 SN.T?100%S30?11775.043KVA 根据数据选SFL7-12500/35型变压器。
。通
75%，二次变电所采用60%。
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ScSN.T?PT??POT??PCu.N.T(2) （3-1）
而?POT?16000W?16KW，?PCu.NT?63000W?63KW
?PT?16?63(11775.04312500)?71.9KW
2?QT??QOT??QN.T(Io.T0100ScSN.T)
2而?QOT??SN.T??SN.T?0.71008100?12500?87.5 ?12500?1000 )?974.87Kvar22?QN.T??UK%?QT?87.5?1000?(11775.04312500S30?(P30??PT)?(Q30??QT?QC)?2(9446.4?71.9)?(7029.7344?974.87?33?72.56)22 ?11048.6?12500 因此校验合格。 实际功率因数： cos??PavQav??P30'
2??P?'302??Pavtan?1?nS??7138.7257877.530.75?9518.3(0.75?9518.3)?(0.75?9518.3?0.802?33?72.56)22
?
?0.906
第3.3节 补偿电容器的选择
变电所对功率因数有这样高的要求，仅仅依靠提高自然功率因数的办法，一般不能满足要求。因此，变电所需装设无功补偿装置，对功率因数进行人工补偿。 计算过程如下： P30?Kt Q30?Kt 并联前：
?PN?0.8?11808?9446.4
?0.8?8787.168?7029.7344
?QNcos?1??P30??P30?2???Q30?2?0.75?9446.4(0.75?9446.4)?(0.8?7029.7344)22?0.78tan?1?0.802
并联后：
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