35kV变电所电气部分设计
2 原始资料
2.1电力系统接线图
待设计变电所进线如图1所示：
A变电所5km
B变电所20km待设计变电所图2.1 变电所进线示意图
2.2系统情况
待设计变电所通过一条架空线路由正西方向5km处的一座110kV变电所A送电，回路最大传输功率不大于11.7MW，A变电所系统容量为3000MW。西北方向20km处一座35kV变电所B通过一条架空出线与待设计变电所联系，平时本所与B变电所有少量功率交换。本所投运后功率因数要求到达0.9。
2.3 10kV负荷情况
10kV负荷情况如表1所示
表2.1 10kV负荷分布情况
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负荷名称 最大负荷 （kW） 回路数 供电方式 功率因数 视在功率 （kVA） 1#出线 2#出线 3#出线 4#出线 5#出线 6#出线 电容器回路 1500 800 800 1000 1500 1200 1 1 1 1 1 1 2 架空 架空 架空 架空 架空 架空 0.85 0.85 0.8 0.85 0.9 0.85 10kV侧负荷同时率：0.85；10kV侧最小负荷是最大负荷的45％；
10kV侧最大负荷利用小时数Tmax=4800H；待设计变电所年负荷增长率为5%。
2.4 本地区气象条件
最高气温?max??41?C；最低气温?min??12?C；年平均气温?avy??16.4?C；最热月平均最高温度?avm??26?C。
3 负荷统计和无功补偿的计算
3.1 负荷分析
根据用电的重要性和突然中断供电造成的损失程度可以将负荷分为以下三类： 1一类负荷
一类负荷，又称为一级负荷，是指突然中断供电将造成人身伤亡或引起对周围环境的严重污染，造成经济上的巨大损失。如重要大型设备损失、重要产品或重要原料生产的产品大量报废、连续生产过程被打乱且需要长时间才能恢复、造成社会秩序严重混乱或产生政治上的重大影响、重要的交通和通讯枢纽中断、国际社交场
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所没有照明等。
2 二类负荷
二类负荷，又称为二级负荷，是指突然中断供电会造成经济上的较大损失。如生产的主要设备损坏、产品大量报废或减产、连续生产过程需要较长时间才能恢复、造成社会秩序混乱、在政治上产生较大影响、交通和通讯枢纽以及城市供水中断、广播电视、商贸中心被迫停止运营等。
3 三类负荷
三类负荷，又称为三级负荷，是指不属于以上一类和二类负荷的其他用电负荷。对于这类负荷，供电所所造成的损失不大或不会直接造成损失。
用电负荷的分类，其主要目的是确定供电工程设计和建设的标准，保证建成投入运行工程供电的可靠性，能满足生产或社会安定的需要。对于一级负荷的用电设备，应有两个及以上的独立电源供电，并辅之一其他必要的非电保安设施。二级负荷应由两回线供电，但当两回线路有困难时（如边远地区），允许有一回专用架空线路供电。三级负荷对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。这次设计的变电所所带的负荷均为三级负荷，因此可以用单回线路供电。
3.2 负荷计算
10kV侧的负荷计算
?P?1.5+0.8+0.8+1+1.5+1.2=6.8MW
?Q?1.5*0.62+0.8*0.62+0.8*0.75+1*0.62+1.5*0.48+1.2*0.62=4.11MVar ?S?(?P)?(?Q) （3-1）
22=6.82?4.112=7.95MVA 功率因数cos?=0.86
3.3 无功补偿
3.3.1 无功补偿概述
电力系统中有许多根据电磁感应原理工作的电气设备，如变压器、电动机、感
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应炉等。都是依靠磁场来传送和转换电能的电感性负载，在电力系统中感应电动机约占全部负荷的50%以上。电力系统中的无功功率很大，必须有足够的无功电源，才能维持一定的电压水平，满足系统安全稳定运行的要求。
电力系统中的无功电源由三部分组成：
1 发电机可能发出的无功功率（一般为有功功率的40%~50%）。 2 无功功率补偿装置（并联电容器和同步调相机）输出无功功率。 3 110kV及以上电压线路的充电功率。
电力系统中如无功功率小，将引起供电电网的电压降低。电压低于额定电压值时，将使发电、送电、变电设备均不能达到正常的出力，电网的电能损失增大，并容易导致电网震荡而解列，造成大面积停电，产生严重的经济损失和政治影响。电压下降到额定电压值的60%~70%时，用户的电动机将不能启动甚至造成烧毁。所以进行无功补偿是非常有必要的。
3.3.2 无功补偿的计算
补偿前cos?1=0.86，求补偿后达到0.9。因此可以如下计算： 设需要补偿XMva 的无功 则 cos?2P'?= （3-2）
S'?=
解得 X=0.82MVar 3.3.3 无功补偿装置
6.86.8?（4.11?X）22=0.9
无功补偿装置分为串联补偿装置和并联补偿装置两大类。并联补偿装置又可分为同期调相机、并联电容补偿装置、静补装置等几大类。
同期调相机相当于空载运行的同步电动机在过励磁时运行，它向系统提供可无级连续调节的容性和感性无功，维持电网电压，并可以强励补偿容性无功，提高电网的稳定性。在我国经常在枢纽变电所安装同步调相机，以便平滑调节电压和提高
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系统稳定性。
静止补偿器有电力电容器与可调电抗并联组成。电容器可发出无功功率，电抗器可吸收无功功率，根据电压需要，向电网提供快速无级连续调节的容性和感性的无功，降低电压波动和波形畸变率，全面提高电压质量，并兼有减少有功损耗，提高系统稳定性，降低工频过电压的功能。其运行维护简单，功耗小，能做到分相补偿，对冲击负荷也有较强的适应性，因此在电力系统中得到越来越广泛的应用。但设备造价太高，本设计中不宜采用。
电力电容器可按三角形和星形接法连接在变电所母线上。既可集中安装，又可分散装设来接地供应无功功率，运行时功率损耗亦较小。
综合比较以上三种无功补偿装置后，选择并联电容器作为无功补偿装置，并且采用集中补偿的方式。
3.3.4 并联电容器装置的分组 1分组原则
（1）对于单独补偿的某台设备，例如电动机、小容量变压器等用的并联电容器装置，不必分组，可直接与该设备相连接，并与该设备同时投切。
（2）配电所装设的并联电容器装置的主要目的是为了改善电网的功率因数。此时，为保证一定的功率因数，各组应能随负荷的变化实行自动投切。负荷变化不大时，可按主变压器台数分组，手动投切。
（3）终端变电所的并联电容器装置，主要是为了提高电压和补偿主变压器的无功损耗。此时，各组应能随电压波动实行自动投切。投切任一组电容器时引起的电压波动不应超过2.5%。
2分组方式
并联电容器的分组方式主要有等容量分组、等差级数容量分组、带总断路器的等容量分组、带总断路器的等差级数容量分组。这几种方式中等容量分组方式，分组断路器不仅要满足频繁切合并联电容器的要求，而且还要满足开断短路的要求，这种分组方式应用较多，因此采用等容量分组方式。
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