毕业论文：110KV降压变电站部分的设计

二无功补偿装置类型的选择参考资料教材电力系统第五章第四节电力工程电器设计手册电器次部分第九章无功补偿装置的类型无功补偿装置可分为两大类串联补偿装置和并联补偿装置。

目前常用的补偿装置有静止补偿器同步调相机并联电容器。

常用的三种补偿装置的比较及选择这三种无功补偿装置都是直接或者通过变压器并接于需要补偿无功的变配电所的母线上。

同步调相机同步调相机相当于空载运行的同步电动机在过励磁时运行，它向系统提供无功功率而起到无功电源的作用，可提高系统电压。

装有自动励磁调节装置的同步调相机，能根据装设地点电压的数值平滑地改变输出或汲取的无功功率，进行电压调节。

特别是有强行励磁装置时，在系统故障情况下，还能调整系统的电压，有利于提高系统的稳定性。

但是同步调相机是旋转机械，运行维护比较复杂。

它的有功功率损耗较大。

小容量的调相机每千伏安容量的投入费用也较大。

故同步调相机宜于大容量集中使用，容量小于的般不装设。

在我国，同步调相机常安装在枢纽变电所，以便平滑调节电压和提高系统稳定性。

静止补偿器静止补偿器由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，根据调压需要，通过可调电抗器吸收电容器组中的无功功率，来调节静止补偿其输出的无功功率的大小和方向。

静止补偿器是种技术先进调节性能使用方便经纪性能良好的动态无功功率补偿装置。

静止补偿器能快速平滑地调节无功功率，以满足无功补偿装置的要求。

这样就克服了电容器作为无功补偿装置只能做电源不能做负荷，且调节不能连续的缺点。

与同步调相机比较，静止补偿器运行维护简单，功率损耗小，能做到分相补偿以适应不平衡负荷的变化，对冲击负荷也有较强的适应性，因此在电力系统得到越来越广泛的应用。

但此设备造价太高，不在本设计中不宜采用。

电力电容器电力电容器可按三角形和星形接法连接在变电所母线上。

它所提供的无功功率值与所节点的电压成正比。

电力电容器的装设容量可大可小。

而且既可集中安装，又可分散装设来接地供应无功率，运行时功率损耗亦较小。

此外，由于它没有旋转部件，维护也较方便。

为了在运行中调节电容器的功率，也可将电容器连接成若干组，根据负荷的变化，分组投入和切除。

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。

三无功补偿装置容量的确定根据现场经验现场经验般按主变容量的来确定无功补偿装置的容量。

此设计中主变容量为故并联电容器的容量为为宜，在此设计中取。

四并联电容器装置的分组参考资料电力工程电气设计手册电气次部分第九章第四节分组原则并联电容器装置的分组主要有系统专业根据电压波动负荷变化谐波含量等因素确定。

对于单独补偿的台设备，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，可直接与设备相联接，并与该设备同时投切。

对于主变代有载调压装置的变电所，应按有载调压分组，并按电压或功率的要求实行自动投切。

终端变电所的并联电容器设备，主要是为了提高电压和补偿变压器的无功损耗。

此时，各组应能随电压波动实行自动投切。

投切任组电容器时引起的电压波动不应超过。

分组方式并联电容器的分组方式有等容量分组等差容量分组带总断路器的等差容量分组带总断路器的等差级数容量分组。

各种分组方式比较等差容量分组方式由于其分组容量之间成等差级数关系，从而使并联电容器装置可按不同投切方式得到多种容量组合。

既可用比等容量分组方式少的分组数目，达到更多种容量组合的要求，从而节约了回路设备数。

但会在改变容量组合的操作过程中，会引起无功补偿功率较大的变化，并可能使分组容量较小的分组断路器频繁操作，断路器的检修间隔时间缩短，从而使电容器组退出运行的可能性增加。

因而应用范围有限。

带总断路器的等差容量分组带总断路器的等差级数容量分组，当并联电容器组因短路故障而切除时，将造成整个并联电容器装置退出运行。

等容量分作方式，是应用较多的分作方式。

综上所述，在本设计中，无功补偿装置分作方式采用等容量分组方式。

五并联电容器装置的接线并联电容器装置的基本接线分为星形和三角形两种。

经常使用的还有由星形派生出来的双据故障点距离保护装置处的距离来确定其动作电流的，较少受运行方式的影响，在电网中得到广泛的应用。

故在本设计中，采用三段式阶梯时限特性的距离保护。

距离保护的第段保护范围为本线路长度的，约为，第二段的保护范围为本线路全长并延伸至下线路的部分，约为，距离第段和第二段构成线路的主保护。

距离保护的第三段作为相邻线路保护和断路器拒动的远后备保护，和本线路第段和第二断保护的近后备。

以上电压等级的电网通常均为中性点直接接地电网，在中性点直接接地电网中，当线路发生单相接地故障时，形成单相接地短路，将出线很大的短路电流，所以要装设接地保护。

侧保护的选用从电力装置的继电保护和自动装置设计规范中查得，在侧无时限和带时限电流速断保护配合，可作为本线路的主保护，但它不能起远后备保护的作用，为了能对线路起到近后备和对相邻线路起到运后备作用，还必须装设第三套电流保护，即定时限过电流保护。

三母线保护规划母线保护规划电网中母线保护应用较多的是母联相位比较差动保护，故在本设计中母线保护母采用联相位比较差动保护。

，母线保护规划，采用的都是单母分段连线单母分段连线，般采用低阻抗的电流差动母线保护，故在本设计中，母线保护采用低阻抗的电流差动母线保护。

第十章变电所的所用电变电所的所用负荷很少，主要负荷时变压器的冷却设备以及其它些用电负荷。

如强迫油循环冷却装置的油泵，水泵风扇等，采暖通风照明及检修用电等。

故般变电所，所用变压器的容量为，中小型变电所所用即能满足要求。

变电所所用接线很简单，般用台所用变压器，自变电所中最低以及电压母线引接电源，副边采用中性点直接接地的三相四线制系统，用单母线接线。

大容量变电所，所用电较多，般装设两台所用变压器，两台所用变压器分别接在变电所最低级电压母线的不同分段上。

在本设计中，在侧，分别装设两台的所用变压器。

第二部分计算说明书第章短路电路计算在变电所和发电厂的电气设计中，短路电流计算是个重要环节。

计算的目的是选择主接线，比较各种接线方案选择电气设备，校验设备提供依据为继电保护整定计算提供依据等。

三相短路计算解计算各阻抗标值查及三相双绕组电力变压器技术数据查不到容量为变压器的参数查变压器的技术数据得容量为的变压器额定容量为的阻抗电压的发电机的电抗标值的变压器线路线路容量为的发电机的变压器线路的技术参数等值电路图图简化得图如上其中侧发生三相短路等值电路如下解转化，得转化后的电路如下图图电抗的计算按无限大电源容量计算冲击电流侧发生三相短路时的计算电路图如下简化电路得图图转化如下按无限大电源容量计算冲击电流侧发生三相短路时的计算电路图如下图简化电路如转化如下按无限大电源容量计算图图冲击电流二不对称短路电流计算首先应计算出个元件序电抗的标值，拟定序网络图。

根据短路类型求得附加电抗，然后在正序网路末端接入附加电抗，然后按发生三项短路计算三项短路电流。

此三相短路电流就是短路点短路电流的正序分量。

将此正序分量乘以母线侧发生接地短路正负零序网络图。

图正序网路图图负序网路图各元件的序电抗正序电抗三相短路是对称短路，短路电流只能正序分量。

所以，计算三相短路电流时所用各元件的电抗，便是它们的正序分量。

把各元件的电抗标么值标于图中。

负序分相具有静止磁耦合的任何元件，如变压器电抗器架空线路和电缆，在这些元件中，三相电流的相序改变时，并不改变相与相的互感，所以它们的负序电抗与正序电抗相等。

零序电抗架空线路的零序电抗是正序电抗的三倍，其它样。

二两相短路两相短路的附加电抗为负序网络总电缆，画出负序网图见上，简化负序网络计算附加电抗求正序电流，电路图如下图零序网路图图简化电路如下计算电抗应按无限大容量计算短路电流图图三单相短路单相短路的附加电抗为负序网络总电抗于零序网络总电抗的和。

由上可知零序电抗计算网络图见上根据正序等效原则，求正序电流，等值电路如下简化得计算电抗应按无限大容量计算图图短路电流四两相接地故障两相接地故障的附加电抗为由上可知，根据正序等效原则，求正序电流，等值电路如下简化得图图第部分设计说明书第章毕业设计任务书设计题目降压变电站部分的设计二所址概况地理位置及地理条件的简述变电所位于城市，地势平坦，交通便利，空气污染轻微，区平均海拔米，最高气温，最低气温，年平均气温，最热月平均最高气温，土壤温度。

三系统情况如下图∽с待设变电所注括号内为最小运行方式四负荷情况电压负荷名称每回最大负荷功率因数回路数供电方式线路长度乡镇变架空乡镇变架空汽车厂架空砖厂架空乡区变架空纺织厂电缆纺织厂架空纺织厂架空加工厂架空材料厂架空五设计任务负荷分析及主变压器的选择。

电气主接线的设计。

变压器的运行方式以及中性点的接地方式。

无功补偿装置的形式及容量确定。

短路电流计算包括三相两相单相短路各级电压配电装置设计。

各种电气设备选择。

继电保护规划。

主变压器的继电保护整定计算。

六设计目的总体目标培养学生综合运用所学各科知识，分析各解决实际工程问题的能力。

第二章负荷分析负荷分类及定义级负荷中断供电将造身伤亡或重大设计损坏，且难以挽回，带来极大的政治经济损失者属于级负荷。

级负荷要求有两个电源供电。

二级负荷中断供电将造成设计局部破坏或生产流程紊乱，且较长时间才能修复或大量产品报废，重要产品大量减产，属于二级负荷。

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，允许有回专用架空线路供电。

三级负荷不属于级和二级的般电力负荷。

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。

二本设计中的负荷分析市镇变市镇变担负着对所辖区的电力供应，若中断供电将会带来大面积停电，所以应属于级负荷。

煤矿变煤矿变负责向煤矿供电，煤矿大部分是井下作业，例如煤矿工人从矿井中的进出等等，若煤矿变旦停电就可能造身死亡，所以应属级负荷。

化肥厂化肥厂