常用降压变电所的设计研究初探

摘要：做好变电所设计对于供电系统的畅通，对于推进节能减排、实现科学发展、节约发展，具有十分重要的意义。

关键词：小型；变电所；电气；设计；研究

中图分类号TM631＋.2　文献标识码A　文章编号1674-6708(2010)29-0079-02

供电系统要求正常的不间断的对负荷供电，以保证生产和生活的正常进行。然而由于各种原因也难免出现故障，而使系统正常运行遭到破坏。小型变电所的设计就需要满足贯彻二级负荷的要求。

1、变电所负荷计算和电容补偿

全部总配电所的负荷计算，是在备分点负荷计算的基础上进行的。求出全部高压总配电所计算负荷及总功率因数。按负荷计算求出总配电所的功率因数，通过查表或计算求出达到供电部门要求数值所需补偿的无功率。由手册或产品样本选用所需无功功率补偿柜的规格和数量。短路电流计算的方法，常用的有欧姆法(有称有名单位制法)和标幺制法(又称相对单位制法)。

2、变电所位置、变压器台数和容量、类型的选择

1)变电所的位置i应尽量接近负荷中心，变压器台数应根据负荷特点和经济运行进行选择。当符合下列条件之一时，宜装设两台及以上变压器：有大量一级或二级负荷；季节性负荷变化较大；集中负荷较大。结合本厂的情况，考虑到二级重要负荷的供电安全可靠，故选择两台主变压器。

2)变电所主变压器容量选择

每台变压器的容量应同时满足以下两个条件：

(1)任一台变压器单独运行时，宜满足；

(2)任一台变压器单独运行时，应满足：即满足全部二、三级负荷需求。

3、变电所主结线方案的设计

3.1　变配电所主结线的选择原则

1)当满足运行要求时，应尽量少用或不用断路器，以节省投资；

2)当变电所有两台变压器同时运行时，二次侧应采用断路器分段的单母线接线；

3)当供电电源只有一回线路，变电所装设单台变压器时，宜采用线路变压器组结线；

4)为了限制配出线短路电流，具有多台主变压器同时运行的变电所。应采用变压器分列运行。

3.2　主结线方案选择

主结线对变电所设备选择和布置，运行的可靠性和经济性，继电保护和控制方式都有密切关系，是供电设计中的重要环节。双母线结线在电力系统在变电所中很少运用主要用与电力系统的枢纽变电所。本次设计的电机修造厂是连续运行，负荷变动较小，电源进线较短(2.5km)，主变压器不需要经常切换，另外再考虑到今后的长远发展，采用一、二侧单母线分段的总降压变电所主结线。

4、变电所进出线的选择与校验

为了保证供电的安全、可靠、优质、经济，选择导线和电缆时应满足下列条件：发热条件；电压损耗条件；经济电流密度；机械强度。根据设计经验：一般10kV及以下的高压线路和低压动力线路，通常先按发热条件选择导线和电缆截面，再校验其电压损耗和机械强度。对于低压照明线路，因对电压水平要求较高，通常先按允许电压损耗进行选择，再校验其发热条件和机械强度。高压线路导线架空进线后接了一段交联聚乙烯绝缘电力电缆YJr一350做引入线(直埋)高压侧计算电流所选电缆的允许载流量满足发热条件。

5、变电所二次回路方案的选择及继电保护的整定

5.1　二次回路方案选择

5.1.1　二次回路电源选择

蓄电池组供电的直流操作电源带有腐蚀性，并且有爆炸危险。由整流装置供电的直流操作电源安全性高，但是经济性差。考虑到交流操作电源可使二次回路大大简化，投资大大减少，且工作可靠，维护方便。这里采用交流操作电源。

5.1.2　高压断路器的控制和信号回路

高压断路器的控制回路取决于操作机构的形式和操作电源的类别。结合上面设备的选择和电源选择，采用弹簧操作机构的断路器控制和信号回路。

5.2　变配电站的保护装置

5.2.1　主变压器的继电保护装置

一是装设瓦斯保护当变压器油箱内部产生轻微瓦斯或油面下降时，瞬时动作于信号。当因严重故障产生大量瓦斯时，则动作于跳闸。二是装设反时限过电流保护采用GLl5型感应式过电流继电器，两相两继电器式接线，去分流跳闸的操作方式。三是装设电流速断保护利用GLl5型继电器的电流速断装置来实现。

5.2.2　作为备用电源的高压联络线的继电保护装置

一般反时限过电流保护，采用GLl5型感应式过电流继电器，两相两继电器式接线，去分流跳闸的操作方式。二是装设电流速断保护，利用GLl5型继电器的电流速断装置来实现。

5.3　变电所低压佣的保护装置

1)低压总开关采用DWl5-1500／3型低压断路器，三相均装过流脱扣器；

2)低压侧所有的出线上均装设DZ20型低压断路器控制，其过流脱扣器可实现对线路短路故障的保护。

6、接地与接地装置

电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接，称为接地。埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地体，或称接地极。专门为接地而人为装设的接地体，称为人工接地体。兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、金属管道及建筑物的钢筋混凝土基础等，称为自然接地体。连接接地体与设备、装置接地部分的金属导体，称为接地线。接地线在设备、装置正常运行情况下是不载流的，但在故帝情况下要通过接地故障电流。

7、变配电所的防雷措拖

1)装设避雷针，室外配电装置应装设避雷针来防护直接雷击。变电所处在附近高建(构)筑物上防雷设施保护范围之内或变配电所本身为室内型时，不必再考虑直击雷的保护；

2)高压侧装设避雷器，以免雷电冲击波沿高压线路侵入变电所；

3)低压侧装设避雷器，当变压器低压侧中性点不接地时(如TT系统)，其中性点可装设阀式避雷器或金属氧化物避雷器或保护间隙。

参考文献

[1]刘介才，供配电技术[M]，2版，北京：机械工业出版社。

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