(完整版)35kv农村小型化变电所设计12毕业设计论文

优秀论文审核通过

未经允许切勿外传

东北农业大学

毕业设计（论文）

题目： 35KV农村小型化变电所设计学习中心：东北农业大学

年级专业：农业电气化与自动化

学生姓名：姜鹤廷学号：A

指导教师：倪晶职称：讲师论文完成时间： 2015 年05月01日

东北农业大学毕业设计（论文）任务书

论文题目农村35kV小型化变电站设计

农业电气化与自动

班级1102

学院电气与信息学院专业

化

毕业论文（设计）的要求

在查阅文献资料的基础上，了解农村小型化变电站的发展现状和趋势，根据负荷资料，进行35kV终端变电站电气部分的一次和二次系统设计。

毕业论文（设计）的内容与技术参数

内容：

1、阐述小型化变电站的现状及发展趋势，提出存在的问题；

2、根据原始条件和负荷统计，进行主变的选择和主接线方案设计；

3、通过短路计算，选择所内的电气设备并校验、布置设计；二次系统功能设计

及综合自动化系统选型、继电保护整定及校验；

4、完成图纸：变电站主接线图（标注设备型号）、平面布置图(标注尺寸)、断

面图（至少包含一个间隔，标注尺寸）、站内继电保护配置图、综合自动化毕业论文（设计）工作计划

2014.11.1－2014.12.15 负荷统计分析，收集文献资料；

2014.12.16—2015.1.15 根据原始条件和负荷，选择主变压器台数、型号及主接线方案设计；

2015.2.25－2015.3.15 比较几种方案，确定最优方案，进行短路电流计算；

2015.3.16－2015.4.1 中期考核；

2015.4.1－2015.5.1 电气设备选择、校验，继电保护和二次接线设计；

2015.5.2－2015.5.20 撰写论文，完成图纸、准备答辩。

接受任务日

期

学生系主任2014 年11 月 1

日

(签

名)

(签

名)

要求完成日期2015 年 5 月20 日

指导教师(签

名)

院长(签

名)

2014 年11 月1 日

摘要

该变电所是为农村及乡镇用电所设计的，全部为三类负荷。35KV侧采用单进线，六回出线，35kV侧、10kV出线处均采用单母线接线。采用一台变压器，其型号S9—400035型。35kV侧采用LW8—35型SF6断路器，隔离开关选用GW5—35型电流互感器采用LCWD1—35型，。而在10kV 侧采用ZW1-10型真空断路器，隔离开关为GW9—10 型，电流互感器为LB1—10型，电压互感器采用JDN2—10型。而其避雷器可选用新型的氧化锌避雷器，Y5WZ—41131和Y5W—12.745型。电容器可选用角形接法，型号为BWF10. W 。二次部分对主变压器装设了瓦斯保护、差动保护、过电流保护和过负荷保护，对10KV出线装设速断和过电流保护，对10KV 电力电容器装设有时限过电流保护和过电压保护。该变电所为小型化变电所，高压侧和低压侧均采用户外式布置，与其继电保护和二次部分选择一个将测量、控制、保护及运行集为一体的综合自动化装置，其型号为

LFP-900型。本变电所采用硅整流的直流操作电源，中央复归能重复动作的信号装置及绝缘监察装置。

一次设备置于高压侧户外，低压侧户外；二次设备集中布置于控制室内。关键词：变电所继电保护一次设备二次设备

ABSTRACT

The substation is lays in county meets blue town, specially for countryside and with what cable designs villages and towns. It is four circuits out let, they are all three kind s of load. Transformer substation adopts one transformer, and its type is S type. The c ircuits leading in the said of 35kV and the outlets of the 10kV side all adopt the single bus-bar connection. The side of 35kV adopts SF6-35 type primary cutout. Current mu tual inductor adopts LCWD1-35 type, isolate switch selects the GW5-35 type for use. The side of 10kV adopts SF6 primary cut-out its type is ZW1-10 type, isolate switch i s the GW9-10G400 type in 10kV, and current mutual inductor is LB-10 type, voltage mutual inductor adopts the JDN2-10 type. And its lightning conductor can select new-type oxidizing the lightning conductor of zinc, Y5W-69224 and Y5W-12.745 type for u se. Condenser can select for use angle shape connection, the type is BFF10.

W. Two part install to main voltage transformer gas protect , not differential to protec t , pass electric current not to protect and is it is it protect to load to pass, is it install t o 10KV speed broken and pass electric current protect , is it substation, , Half , low-v oltage to incline and adopt outdoor type assign. Relay protection can choose one meas ure, control, protect and operate and collect and accuse of the platform with two parts for integrative 4 collection unified, The type is a LFP-900 type. Transformer substatio n this adopts silicon direct current operating power of rectification; central involution can repeat signal installation and insulating to control the device of movement.

The primary equipment puts on air that is low-voltage inclines the open air. The sec ondary equipment concentrates on being decorated in the control room.

Key word: substation primary equipment secondary equipment relaying protects

目录

摘要 (i)

ABSTRACT .................................................................................................................... 目录.................................................................................................................. i i 第1章前言. (1)

第2章35KV农用变电所管理思考 (3)

2.1 目前的情况 (3)

2.1.1 运行方面 (3)

2.1.2 思想认识方面 (3)

2.1.3 设备方面 (3)

2.1.4 人员方面 (4)

2.2 改进建议针对以上几方面的问题，提出如下改进建议 (4)

2.2.1 运行方面 (4)

2.2.3 设备方面 (4)

2.2.4 人员方面 (5)

2.3 安全管理工作 (5)

第3章农村小型化变电所模式方案的探讨 (7)

3农村35KV小型化变电站设计 (7)

3.1 适用范围 (7)

3.2 电气一次部分 (8)

3.2.1电气一次主接线…………………………………………..

3.2.2平面布置…………………………………………………..

3.2.3短路电流的计算…………………………………………..

3.2.4设备选型……………………………………………………

3.2.5无功补偿…………………………………………………

3.2.6过电压保护………………………………………………

3.2.7接地网……………………………………………………..

3.2.8土建及结构部分………………………………………….

3.3电气二次部分 (8)

3.3.1 操作及信号电源 (8)

3.3.2保护设置 (9)

3.3.3控制部分……………………………………………………….

3.3.4信号部分……………………………………………………….

3.3.5测计量部分……………………………………………………

3.3.6设备选择……………………………………………………….

3.4 主设备清单 (9)

3.5 农村小型化变电所的技术、经济比较..............................................第4章建设与改造35kV变电所要注意的工作 .. (14)

4.1 建立35kV变电所建设的相关组织 (14)

4.2 35kV变电所工程建设的前期规划与设计 (15)

4.3 所址的选择 (15)

4.4 所区规划 (15)

4.5 电气主接线 (16)

4.6 主要设备选型 (16)

4.6.1 主变压器 (16)

4.6.2 35kV设备 (16)

4.6.3 10kV设备 (16)

4.7 无功补偿 (17)

4.8 防雷和接地 (17)

4.9 继电保护 (17)

4.10 所用电和照明 (18)

4.11 调度自动化 (18)

4.12 土建设施规划与施工 (18)

4.13 设备安装与调试 (18)

4.14 验收投运 (18)

第5章关于建设农村小型化变电所的一些意见 (19)

5.1主接线的确定 (19)

5.2 主要电气设备选择 (20)

5.2.1 开关设备 (20)

5.2.2 补偿设备 (22)

5.3 布置形式 (22)

5.4 控制方式及继电保护装置 (23)

5.4.1 二次设备选型 (23)

5.4.2 保护配置方案 (23)

第6章农村35kV无人值班变电所设计 (24)

6.1 设计指导思想 (24)

6.2 所址选择 (24)

6.3 电气一次部分 (24)

6.3.1 电气一次主接线 (24)

6.3.2 平面布置 (25)

6.3.3 设备选型 (25)

6.3.4 无功补偿 (26)

6.3.5 过压保护 (26)

6.3.6 接地网 (26)

6.4 电气二次部分 (26)

6.4.1 操作及信号电源 (26)

6.4.2 继电保护及自动装置 (26)

6.4.3 控制与测量 (27)

6.4.4 远动、通讯 (27)

6.5 微机防误闭锁装置 (27)

7.1 变电所简况 (28)

7.2 简化后的电气主接线的主要特点 (28)

7.3 二次保护、测量 (29)

7.4 采用简化设计适用范围及优点 (30)

第8章结论 (31)

致谢 (32)

参考文献 (33)

第1章前言

随着改革开放不断地深入，为进一步探讨我国农村变电所的建设原则、发展方向和模式，研制开发新型农电装备，原能源部农电司提出结合我国的实际情况，总结和借鉴国外经验，走自己的路，提出了建设农村变电所应遵循"小容量、密布点、短半径"的原则和"户外式、小型化、造价低、安全可靠、技术先进"的发展方向。建设方案有两种：第一方案(近期方案)为半户外式(控制保护在户内)，以SF6(或真空)断路器作为10kV出线总开关，控制和保护选用微机(或集成电路)综合集控装置；第二方案(远期方案)为全户外式，以SF6自动重合器作为10kV出线的保护和控制设备。35kV侧选用新型熔断器，10kV馈线上加装自动分段器和熔断器，主要出口处安装电压自动调整器，从而为实现"三遥"和无人值班打下良好基础。

我国农村变电所的建设是随着农业生产的抗旱、排涝需要用电诞生的，由于当时的电力应用周期短、效率低，农村电网建设没有得到各级部门的充分重视。对供电的可靠性考虑较少，投入的资金不多，一批城网淘汰下来的高压电器设备，重新投入到农村变电所使用，使原来农网设备落后的矛盾更为突出。如常规变电所主变侧断路器采用多油断路器，10kV 采用成套开关柜，是照搬城网变电所的一种模式。虽然设备的成套性好，技术性能及供电可靠性有了很大的提高，但由于设备技术参数偏高，检修维护工作量大，易渗漏油，给安全文明生产带来一定的困难。采用户内式布置，导致工程造价高、占地面积大、建设周期长，与农村经济尚不发达和国家土地资源紧张产生了矛盾，脱离了我国的农村实情，加重了农民的负担。常规变电所占地多、投资大、工期长、缺乏农电的特点，因此根据农网的具体特点，探索出农村变电所建设发展方向和模式，是急待解决的问题。目前我国的高压电器特别是高压开关设备，技术水平有了很大的提

高，从根本上解决农村变电所自动化水平和可靠性的问题。所以我们必须结合农电的实际情况，采用新技术、新设备，去淘汰老设备。

第2章35KV农用变电所管理思考

随着"两改一同价"工作基本完成，农村负荷发展的要求，各地纷纷在所辖区域兴建了数量不等的35kV农用变电所(以下简称：变电所)。首先，这些变电所的兴建确实为缓解农村电力供需矛盾、繁荣地方经济做出了很大的贡献。其次，提高了供电的可靠性和电压的质量。但这些变电所在实际运行当中，存在一定的问题，不论是设备管理、缺陷管理都有许多不完善的地方，为了更好的发挥这些末端变电所的作用，贯彻执行好"安全第一、预防为主"的方针，结合实际谈些看法。

2.1 目前的情况

2.1.1 运行方面

变电所的人员和日常管理工作由各县局负责，而设备的维护、检修、试验工作由地区局负责，如果地区局和县局的协调、配合工作搞不好，就会影响变电所的正常运行。

2.1.2 思想认识方面

自从"两改"工作的全面实施以来，各级领导非常重视各供电营业所的管理，而且出台了许多针对供电营业所的管理考核办法，而忽视了变电所的存在。再者由于各变电所普遍接线简单，大多数运行值班人员忽视了安全管理工作，不按时进行设备巡视、检查工作，工作缺乏主动性。

2.1.3 设备方面

一次设备比较陈旧，而且多是其他变电所淘汰的老产品，给运行人员的日常维护带来许多不便；二次设备除了主变保护外，其他线路保护装设不到位，给正确判断和处理事故带来了一定的困难。

2.1.4 人员方面

现有值班人员虽经过一定的上岗培训，理论方面的知识匮乏，缺乏处理突发事故的能力。人员责任心不强，安全学习流于形式，对事故预想工作开展不力，反事故措施制定不切合实际。

2.2 改进建议针对以上几方面的问题，提出如下改进建议

2.2.1 运行方面

把变电所的一般性检修、试验工作交与县局，由县局负责完成，县局专门成立一个变电班，归口于安全生产技术部，主要负责所辖地区所有

35kY变电所的一般性检修、清扫和设备试验工作，避免缺陷处理不及时，使一般缺陷转化成重大缺陷，甚至演变成事故。平时，变电班也可对所辖各线路的油断路器、配电变压器等设备进行试验工作。 2.2.2 思想认识方面：

各级人员必须对变电所的管理引起高度重视，尤其是各级领导人员，更是要身体力行，抓好变电所的人员、设备、安全管理。要靠充分认识到，只有变电所的人员素质、设备、安全工作上去了，才能保证变电所的正常运行，才能保证电能的安全、可靠、持续的供应，适应地方经济的发展。

2.2.3 设备方面

由于处于线路的最末段，电能质量的好坏与是否安全、可靠的供电直接关系到用户的正常用电秩序。农网改造以来，农户对电能的需求日益高涨，这就需要我们电力部门不但要在优质服务上下功夫，而且要通过对设备的更新改造，采用科技含量较高的设备。

2.2.4 人员方面

提高运行值班人员的整体素质，加强人员培训的力度，要让每一位运行值班人员都经过相应变电所及以上变电所的跟班实习，应教育运行值班人员充分认识到"麻雀虽小，五脏俱全"的道理，绝不能忽视安全工作的重要性和必要性。

2.3 安全管理工作

安全生产是电力企业永恒的主题，安全生产工作被视为企业全部工作的重中之重，发生事故给家庭、国家都会造成不可估量的损失。在工作中牢记"安全第一、预防为主"的宗旨，做好事故预想工作，制定可行的反事故措施，把事故概率降为零。要实行领导负责制，层层抓落实，彻底改变目前令人堪忧的状况。

第3章农村小型化变电所模式方案的探讨

目前，农村电网和电力基础设施建设得到党中央的高度重视，农村电网建设与改造工作在全国已全面启动。根据部颁《农网小型化变电所设计规程》、《农网无人值班变电所设计导则》、《县级调度及通信自动化规范》

等规程，对农村变电所的设计提出新的要求：

(1)农村变电所的建设方案既要满足农业现代化的需要，又要适合农村电网实际情况。

(2)新建变电所应采用新技术、新设备，结合农网实际，做到技术上先进，安全上可靠，不检修周期长，维护工作量小。

(3)农村变电所的总体布局，要注意节省投资、维护工作量小。

根据上述精神，我们应遵循"小容量、密布点、短半径"和"户外式、小型化、造价低、安全可靠、技术先进"原则，提出农网变电所方案。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。其中部分35kV终端或“T”接变电所建成无人值守变电所

3.1 适用范围

本方案适用于电气一次设备全户外化布置，电气二次布置于控制室内，主变压器单台容量在5000KV A及以下的农村小型化无人值班变电站。

3.2 电气一次部分

3.2.1 电气一次主接线

此方案选用：35KV进线设一回,主变压器2台；35KV母线采用单母线接线方式；主变压器35KV侧采用高压熔断器配合负荷开关作为保护和控制；10KV母线采用单母线接线方式，进行简易分段；出线设6回；10KV 主进线采用断路器，出线采用重合器作为控制和保护。

3.2.2 平面布置

本方案架构采用高层或半高层布置。站内所有一次设备均布置与户外；二次部分布置与控制室内。高层布置方案占地736平方米，半高层布置占地846.6平方米。

3.2.3短路电流的计算

短路点应选在电气主接线上，在最大运行方式下发生短路的短路电流。短路点的确定如图

系统阻抗标幺值

取Sb=100MV A Ub=37kV

系统最大运行方式下电抗标幺值 Xmin= 04.0欧

X 系统最小运行方式下电抗标幺值 Xmin=06.0欧

进线电抗的标幺值 :

进线长度为30km,每公里电抗0.4欧

主变压器的等效阻抗标幺值

L

3.2.4 设备选型

本变电所以生活用电和农业灌溉为主，均为三类负荷，单进线，6回出线，负荷统计如表2-1所示

(1)主变压器：

该所负荷计算采用需用系数法进行计算，由于各供电区域用电性质相差不大，考虑功率因数相同，则视在功率可表示为有功功率。即

(2-1)

式中 S ei—各用电设备额定容量，kV A K t—各线路的同时系

数 Kxi—各用电设备的需用系数

Sjs1=(0.7×800+0.6×600+0.7×400) ×0.8=960kV A

Sjs2=(0. 7×700+0.6×600+0.8×800)×0.8=1128kV A

Sjs3=(0.7×600=0.75×800)×0.8=896kV A

Sjs4=(0.7×600+0.7×800+0.6×600)×0.8=1072kV A

全年计算负荷

变电所设计当年的计算负荷由

式中 Kt-同时系数取0.9

x%-线损率高低压网络的综合线损率在8%-12%，系统设计时采用 10%

Sjs=ki(Sjs1+Sjs2+Sjs3+Sjs4) (1+x%)

=0.9 (960+1128+896+1072) (1+10%) =4015.44(kV A)

计算负荷增长后的变电所最大计算负荷为

Sjszd=Sjse*mn

式中 n-年数取5年

m-年平均增长率取4% n年后的最大计算负荷

装设一台主变压器的变电站:根据我国变压器运行的实践经验，并参考国外的运行经验，我国农村变电站单台主变压器的额定容量按下式选择是合适的

式中 eS —主变压器额定容量，kV A

Se≥0.8 4904.5=3923.58 kV A

根据电力设计手册选用节能型，低损耗的有载调压变压器（SZ9-口型）；

（2）主变压器35KV侧设备：采用高压熔断器（PRWG-35100型）与35KV真空负荷开关（ZFW-40.51250）；

10KV主进线：选用真空（ZW.5型）或六氟化硫（LW-10[]型）断路器；

10KV出线：选用六氟化硫自动重合器（或机电分体式自动重合器）；

10KV隔离开关：选用带有辅助接点和电磁锁的（GW4-15型）隔离开关；

10KV电容器：选用集合式（BFM-113-[]-3W型）并联电容器。

10KV电流互感器、电压互感器：均选用干式互感器；

避雷器：35KV、10KV避雷器全部选用合成绝缘的氧化锌（HY5W[]-[][]型）避雷器；

悬式绝缘子：选用有机合成硅橡胶绝缘的（FXB2-[][]型）悬式绝缘子。

3.2.5 无功补偿

在10KV母线两段各布置一台集合式并联电容器，补偿容量取主变压器容量的10%～15%，使用熔丝保护。

3.2.6 过电压保护

本方案设30m高避雷针一支，以满足对雷击防护；35KV母线装设（HY5WZ-51134型）氧化锌避雷器一组：10KV电容器各装设

（HY5WZ-1747.3型）氧化锌避雷器一组；10KVTV和10KV母线共用一组HY5WZ-1745氧化锌避雷器进行过电压保护。

3.2.7 接地网

本方案接地网由垂直接地体和水平接地体组成复式接地网，主接地网接地电阻小于4欧姆；避雷器设独立接地体，它与主接地网地中距离L大于3m，其中接地电阻R小于10欧姆。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/uqne.html