2.1 電力系統(tǒng)分析
電力系統(tǒng)及變電所的設計首先要對電力系統(tǒng)進行分析才能選擇正確的方案，及對變電所進行總體分析才能設計比較經濟、可靠的變電所方案。
根據《35—110kV變電站設計規(guī)范》第1.0.3—1.0.6條規(guī)定：
第1.0.3條：變電站的設計應根據工程的5--10年發(fā)展規(guī)劃進行做到遠，近、遠期結合。以近期為主，正確處理近期建設與遠期發(fā)展的關系，適當考慮擴建的可能。
第1.0.4條：變電站的設計，必須全面出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧。按照負荷性質，用電容量，工程特點和地區(qū)供電條件，綜合國情合理地確定設計方案。
第1.0.5條：變電站的設計，必須堅持節(jié)約用地的原則。
第1.0.6條：變電站設計除應執(zhí)行本規(guī)范外，尚應符合現行的國家有關標準和規(guī)范的規(guī)定。
為滿足工業(yè)發(fā)展的需要,新建一座35kV變電站，以10kV電壓供鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)和農業(yè)用電，同時以35kV向附近的大型企業(yè)供電。變電站安裝兩臺變壓器，一次設計并建成。
2.2 變電站總體分析
設計依據根據省電力公司審計[XXXX]號文件《35kV變電站設計任務書的批復》
2.2.1 變電站的建設的必要性
為了滿足工業(yè)發(fā)展和城鄉(xiāng)用電的的需要，需新建35kV變電站一座.本次設計任務內容是高莊新建35kV降壓變電站的設計，本次設計的主要任務是電氣部分的設計和計算。
2.2.2 變電站的建設規(guī)模
根據電力系統(tǒng)規(guī)劃，本變電站的規(guī)模如下:
電壓等級：5/10kV
線路回數: 35kV 2回
10kV 8回
2.2.3 站址選擇
1．土建專業(yè)的配合問題
一個設計良好的變電站，除了技術先進、設備良好、電氣開關設備和構架布置整齊合理、控制操作維護方便外，配電建筑也要求美觀大方、通風采光良好，給運行人員創(chuàng)造一個舒適的環(huán)境。
變電站的土木建筑是供配電的一個重要組成部分，如何在保證安全配電距離的前提下，因地制宜，設計出外型新穎、美觀大方的配電建筑，是必須與土建專業(yè)技術人同密切配合、精心設計、精心施工的，比如過去有的變電站為了變壓器的防爆防火問題，沒有與土建配合好，使得10kV高壓配電間不能開門開窗，影響了高壓室的通風采光，如果有10kV高壓室外墻預埋好進線架或電纜溝把主變10kV側的進線改為架空進行或電纜溝埋設，就可以把變壓器布置在防火防爆的距離之外，這樣布置即可以使得進線美觀，一次設備排列整齊、視野開闊，又能使10 kV高壓配電可配置大玻璃和開設大門，妥善解決了通風和采光問題.
2．變電站具體位置與選址原則
(1)接近負荷中心。
(2)進出線方便。
(3)便于設備運輸。
(4)根據需要適當考慮發(fā)展。
(5)盡量設在污染源的上風。
(6)盡量避開多塵、震動、高溫、潮濕有爆炸、火災等場所。
(7)不應設在廁所、浴室或生產過程中地面經常潮濕和容易積水場所的正下面。
2.3 負荷分析
負荷分析：根據負荷的用電程度不同將電力負荷分為三級：一級負荷、二級負荷、三級負荷。
一級負荷：中斷供電將造成人身的傷亡，在政治上造成重大的經濟損失如：重大的交通樞紐、通訊樞紐，經常于國際活動的大量人員集中的公共場所還使用設備損壞，產品報廢重要負荷中斷將發(fā)生爆炸，火災和中毒等給人民的生活帶來影響。
二級負荷：中斷供電在政治上經濟上造成較大損失使連續(xù)的生產過程被打亂，需要長時間才能夠恢復，使企業(yè)減產影響重要單位的正常工作使公共場所秩序混亂。
三級負荷：中斷供電后無重大的影響。
1.對于一級負荷必須有兩個獨立電源供電，且當任何一個電源失去后，能保證對全部一級負荷不間斷供電。
2.對于二級負荷一般要有兩個獨立電源供電，且當任何一個電源失去后，能保證全部或大部分二級負荷的供電。
3.對于三級負荷，一般只需一個電源供電。
2.4 供電規(guī)劃和供電方案
做好供電規(guī)劃，是搞好設計、建設35kV變電站送變電工程的重要前提，過去在供配電中，往往不經過全面規(guī)劃就進行變電站的設計和施工建設（至少對全面規(guī)劃做得不夠全面和細致），所以經常出現許多不合理現象：變電站選址布局不合理、主變或輸電線路截面選得過小、設計標準過低、不考慮經濟效益及供電的可靠性等等，甚至出現一條35kV線路上“T”接多個變電站的現象，從而導致供電的可靠性差，電壓損失大，有些變電站35kV側及10kV側均為熔斷絲保護，常常造成越級跳閘，擴大停電范圍。此外，變電站選址遠離負荷中心或離縣城圩鎮(zhèn)過遠，維護管理和生活上都不方便，所以在做好供電規(guī)劃設計后，可以避免和杜絕上述不合理的現象。
該變電站計安裝主變兩臺，2#主變作為熱備用，一次性設計并建成，設備一期上齊。供電方案，取35kV電源為變電站的電源，新建35kV變電站，導線型號LGJ-400，供變電站1#、 2#主變。新建35kV總站與35kV區(qū)域變電站連接，直接接出10kV保安電源。
2.5 主變選擇
變壓器是變電站最主要和最貴重的設備，變壓器的選擇在變電站中是比較重要的。
2.5.1 變壓器容量和臺數的選擇
1.主變容量的考慮原則：
(1).主變容量選擇一般應按變電站建成后5～10年的規(guī)劃負荷選擇，并適當考慮到遠期幾年發(fā)展，對城郊變電站，主變容量應與城市規(guī)劃相結合。
(2).根據變電站的負荷性質和電網結構來確定主變容量，對有重要負荷的變電站應考慮一臺主變壓器停運時，其余主變壓器容量在計及過負荷能力后的允許時間內，應保證用戶的一、二級負荷；對一般性變電站，當一臺主變停運時，其余主變壓器應能保證全部負荷的65％。
(3) 同級電壓的單臺降壓變壓器容量的級別不宜太多，應從全網出發(fā)，推行系列化，標準化（主要考慮備用品，備件及維修方便）。 為了保證供電可靠性，變電所一般裝設兩臺主變，有條件的應考慮設三臺主變的可能性。
2.主變臺數的考慮原則：
(1)對大城市郊區(qū)的一次變，在中、低壓側構成環(huán)網情況下，裝兩臺主變?yōu)橐恕?/span>
(2)為滿足運行的靈敏性和可靠性，如有重要負荷的變電所，應選擇兩臺三
繞組變壓器，選用三繞組變壓器占的面積小，運行及維護工作量少，價格低于四臺雙繞組變壓器，因此三繞組變壓器的選擇大大優(yōu)于四臺雙繞組變壓器；對地區(qū)性孤立的一次變或大型的工業(yè)專用變電站，設計時應考慮裝三臺的可能性
(3)對規(guī)劃只裝兩臺主變的變電站，其主變基礎宜大于變壓器容量的1-2級設計，以便負荷發(fā)展時更換主變。裝有兩臺及以上主變壓器的變電所，其中一臺事故后其余主變壓器的容量應保證該所全部負荷的70%以上，并保證用戶的一級和二級全部負荷的供電。
2.5.2 調壓方式的確定
調壓方式是指采用有載（帶負荷）調壓還是手動（不帶負荷）調壓方式。根據相關規(guī)程規(guī)定，在滿足電壓正常波動情況下可以采用手動（不帶負荷）調壓方式，手動調壓方式的變壓器便宜維修方便。對于35kV站的設計，可采用手動調壓方式。但是，近年隨著對變壓器質量的要求的提高和有載調壓變壓器質量的提高，作為城市變電站一般選擇有載調壓方法。
2.5.3 容量比
變壓器的繞組容量有:100/100/100、100/100/50、100/50/50等幾種。對于本次設計35kV變壓器總容量不大，其繞組容量對于造價影響不大，所以采用100/100/100的容量比。
2.5.4主變阻抗的選擇
在《電力工程電氣設計手冊》中和相應規(guī)程中指出：變壓器各側阻抗的選擇
必須從電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、潮流方向、無功分配、繼電保護、短路電流、系統(tǒng)內的調壓手段和并列運行等方面綜合考慮，并應由對工程起決定作用的因素來確定。
變壓器的阻抗的選擇實際上是指三個繞組在變壓器鐵心中纏繞的位置，由此可以分為升壓結構和降壓結構兩種類型。
由于絕緣因素，高壓繞組總是放在最外側，而中、低壓繞組可以分別纏繞在變壓器鐵心的中間或最里面。由于變壓器的阻抗實際上就是繞組的漏抗，因此可見升壓結構的變壓器U12大，而降壓變壓器結構的U13大。那么應該看潮流傳輸的大小，在傳輸潮流的的一次采用阻抗小的以減少正常損耗。
2.5.5 主變冷卻方式的選擇
變壓器冷卻方式有：自然風冷、強迫油循環(huán)風冷、強迫油循環(huán)水冷、強迫導向油循環(huán)等。按一般情況，35kV變電站宜選用強迫導向油循環(huán)。
2.5.6 是否選用自耦變壓器
選擇自耦變壓器有許多好處，但是自耦變適用于兩個電壓級中性點都直接接地的系統(tǒng)中，且其多用于220kV及以上變電站，發(fā)電機升壓及聯(lián)絡變壓器。而本站只有35kV是中性點直接接地系統(tǒng)，它經小阻抗接地，短路電流大，造成設備選擇困難和對通信線路的危險干擾，且考慮到現場維護等問題，故不采用自耦變壓器。
2.5.7 變壓器各側電壓等級的選擇
在發(fā)電廠或變電站電源側，為了保證向線路末端供電的電壓質量，既保證在10%電壓損耗的情況下，線路末端的電壓應保證比額定值高出5%。所以，對于35kV的變電站，考慮到要選擇節(jié)能新型的， 35kV側選37kV，10kV側選10.5kV。
2.5.8 相數、繞組數和繞組連接方式的選擇
根據相應的規(guī)程規(guī)定站制該變電站站址所處地勢開闊并且交通運輸方便而且容量不是太所以宜選擇三相變壓器在《電力工程電氣設手冊》和相應的規(guī)程中指
出在兩種電壓的變電所中如果通過主變壓器的功率達到該變壓器的容量自耦變壓器的兩側繞組間不僅有磁的耦合而且還有電的聯(lián)系為消除由于鐵心飽和所引起的三次諧波其低壓繞組一般采用三角形，35kV可選擇自耦變壓器但出保護裝置簡單的考濾選擇雙繞組變壓器。
在《電力工程電氣設手冊》和相應的規(guī)程中指出變壓器各側阻抗值選擇必須從電力系統(tǒng)穩(wěn)定，潮流方向，無功分配，短路電流，系統(tǒng)內的調壓手段和并列運行等方面考慮。變壓器的主抗選擇實際上是指繞組在主變壓器鐵心中纏繞的位置。為限制短路電流采用降壓變壓器這樣可以不加限流電抗器可以減少電抗值。變壓器的連接方式必須和系統(tǒng)電壓一致，否則不能并列運行。連接方式有星型和三角型兩種我國110kV變電所及以上的電壓等級為大電流接地系統(tǒng)為取得中性點所以Y型而低壓側選擇△型所以聯(lián)接組別號為YN，d11，35kV采用Y/d-11接線。
2.5.9 變壓器的電壓繞組材料的選擇
作為電源側，為保證向線路末端供電的電壓質量在有10%電壓損失情況下線路末端的電壓應保證在額定值，所以電源側的主變壓器電壓按100%額定電壓選擇，降壓變壓器作為末端可以按額定電壓選，35kV側應選38.5kV，10kV側應選10.5kV變壓器的絕緣水平也稱絕緣強度由設備繞組最高相間電壓有效值 Um決定。繞組的材料為銅線。
2.5.10 主變壓器保護
電力變壓器是電力系統(tǒng)中大量使用的重要的電氣設備,它的故障將對供電可靠性和系統(tǒng)正常運行帶來嚴重的后果,同時大容量變壓器也是非常貴重的設備,因此必須根據變壓器的保護的容量和重要程度裝設性能良好、動作可靠的保護。
變壓器故障可分為油箱內部故障和油箱外部故障。油箱內部故障包括相間短路、繞組的匝間短路和單相接地短路；油箱外部故障包括引線及套管處會產生各種相間短路和接地故障。變壓器的不正常工作狀態(tài)主要由外部短路或過負荷引起的過電流、油面降低。
對于故障和不正常工作狀態(tài)變壓器應裝設如下保護：
1.為反應變壓器油箱內部各種短路和油面降低，對于0.8MVA及以上的油侵式變壓器和戶內0.4MVA以上變壓器,應裝設瓦斯保護。
2.為反應變壓器繞組和引線的相間短路,以及中性點直接接地電網側繞組和引線的接地短路及繞組匝間短路,應裝設縱差保護或電流速斷保護。對于6.3MVA及以上并列運行變壓器和10MVA及以上單獨運行變壓器, 以及6.3MVA及以上的所用變壓器,應裝設縱差保護。
3.為反應變壓器外部相間短路引起的過電流和同時作為瓦斯、縱差保護(或電流速斷保護)的后備應裝設過電流保護.例如,復合電壓起動過電流保護或負序過電流保護。
4.為反應大接地電流系統(tǒng)外部接地短路,應裝設零序電流保護。
5.為反應過負荷應裝設過負荷保護。
2.5.11 主變壓器及出線型號的選擇
（2）變壓器出線型號的選擇
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