变电站一次、二次设备的质量随着科学技术的发展有了很大的提升，为电力系统的可靠运行提供了基本的保障，这使简化变电站的主接线方式成为可能。例如，变电站的主要一次设备电压互感器，其制造工艺已日趋完善，工作运行的可靠性有了很大的发展，维护时间短，检修周期长。尤其 ABB 等知名高压电气设备制造公司生产的电压互感器可以实现 20 年不大修。在满足功能要求的前提下，提高资源利用率和经济效益，简化变电站的主接线方式成为可能。
2．使用技术先进的电气高压设备
新型、高性能的电气高压设备在近些年来有了很快的发展，采用油绝缘的设备越来越少。随着绝缘性能好、电负性高的六氟化硫气体广泛使用和设备价格逐渐降低，气体绝缘组合电器(GIS)的电压等级和负荷容量不断升高，性能不断完善。许多电力设计公司在新建变电站时优先考虑气体绝缘组合电器(GIS)。随着一次设备的档次的逐渐提升，配电系统的装置也趋向于少油化甚至无油化、真空断路器、六氟化硫断路器和机电一体化。
3．变电站综合自动化系统
21 世纪以来，变电站综合自动化系统是电力建设的核心任务。国内外均取得不俗的成果，变电站设计、建设和运行的各参与方在变电站实现综合自动化达成共识。
以美国变电站综合自动化系统建造为例，已经投运的主要有三类：第一类是基于 RTU 系统，实时采集电压、电流等数据，与计算机共同完成此功能，并实现与上级电网调度中心数据联系；第二类是基于通用 PC 数据采集系统，实时采集电压、电流和波形等数据并完成数据库的建立，并利用互联网与上级电网调度中心数据联系；第三类是基于 MODBUS-PLUS 系统，保护元器件利用特殊的转接器接入该系统，利用 RTU 系统与上级电网调度中心数据联系，PC 提供实时采集据、已储存的历史数据库和人机动态画面等。
在 20 世纪 80 年代中期，我国学者开始研究变电站综合自动化。1987 年，变电站综合自动化系统在我国最高学府清华大学问世，并在山东电力公司望岛变电站试运行，取得很好的成果。随着科学技术的发展，通信技术与控制系统快速发展，微控制芯片的研制成功以及现场总线的应用，变电站综合自动化系统得到了很大的升级与优化。目前，部分电网公司的变电站集中控制与 PC 监控使用率已经达到 100%。变电站综合自动化系统已然成为电力系统发展的新方向。
结合变电站的发展历程与用电需求，可以预见未来变电站在设计、建造维护运行等方面有以下特点：
1)变电站的数量随着用电负荷的增加而增多，而变电站的供电范围将逐渐减小；
2)变电站的占用空间受到限制，趋于小型化，布局合理化，资源最优化；
3)电力设备质量、设备监控、管理水平不断提升，那么在变电站设计、建造、运行与维护等工作方面会有相应的变化；
第二章 变电所系统的总体设计
2.1变电所的基本资料
此次变电所设计为一 10kV 终端变电所，以供给某大学综合楼的图书馆、教学楼、食堂以及宿舍楼的用电，还包括综合楼内部照明、消防以及公共设施的用电。该变电所由于综合楼内部所需用电设施较多，故采用以开闭站的形式来进行供配电。该综合楼由昆河变 911 线以及和平变 924 线两条 10kV 进线供电，经开闭站分配 10kV 高压侧再经电力电缆向各个供电设施经变压器提供 380V 电源线。由于该综合楼供电设施较多，故取开闭站、23#高层公寓楼以及综合楼（教学楼）来具体的设计和说明 10kV 变电所的供配电系统的电气设计包括一次接线图以及二次保护控制原理图。
2.2变电所的基本数据
2.2.1该综合楼的平面布局图
图 2.1 学校平面布局图
2.2.2 开闭站的基本数据
开闭站的负荷容量、功率因数、出线方式如表 2.1 所示。
表 2.1 开闭站基本数据
2.2.3 23# 高层公寓楼的基本数据
23#高层公寓楼的设备容量、功率因数、出线方式如表 2.2 所示。
表 2.2 23#高层公寓楼基本数据
续表 表 2.2 23#高层公寓楼基本数据 1
续表 表 2.2 23#高层公寓楼基本数据 2
2.2.4 综合楼的基本数据
综合楼的负荷容量、功率因数、出线方式如表 2.3 所示。
表 2.3 综合楼的基本数据
续表 表 2.3 综合楼的基本数据 1
续表 表 2.3 综合楼的基本数据 2
续表 表 2.3 综合楼的基本数据 3
2.3 变电所的系统示意图
本变电所的电压等级为10/0.4KV。高压分配由开闭站进行，有昆河变911、
和平变924两条进线，经开闭站分流后再由电力电缆分接至各个变压器。其系统示意图如图2.2所示：
图 2.2 系统示意图
第三章 负荷计算与变压器的选择
3.1负荷计算
负荷计算是变电站设计的重要工作之一，负荷计算是变压器容量和出线侧最
大持续工作电流的重要依据。
由于此次设计为10kV变电所供配电系统的电气设计，其内部用电设施以楼
宇用电为主，故负荷计算采用需要系数法进行计算。
3.1.1需要系数法
1)单台用电设备的计算
用电设备的负荷计算和负荷容量在额定工作状态下满足以下要求：
式中：
P N——用电设备的安装容量（kW）
tan——介质损耗因数正切值
U N——设备的额定电压（kV）
P C——有功计算负荷（kW）
Q C——无功计算负荷（kvar）
S C——视在计算负荷（kVA）
I C——计算电流（A）
2)用电设备组的计算负荷
如果是计算配电干线的负荷时，应该进行分组，计算各组的总安装容量Pi.N,在根据各组的需要系数Ki.d、功率因数icos以及功率因数正切值tani，那么
3)全区域内的计算负荷
全区域内的计算负荷需要根据上述求出的数据为基础，再配合同期系数K求出，其具体如下：
变压器的内部损耗如下所示：
3.1.2变电所负荷计算
根据已经得知的负荷计算，由式（3.1）、（3.2）、（3.3）、（3.4）可得：
1）23#公寓楼负荷计算23#公寓楼的具体设备分类、设备容量、需要系数、计算容量、功率因数、计算电流如下表所示。
表3.1 23#公寓楼负荷计算表
续表 表 3.1 23#公寓楼负荷计算表 1
续表 表 3.1 23#公寓楼负荷计算表 2
2）综合楼负荷计算
综合楼的具体设备分类、设备容量、需要系数、计算容量、功率因数、计算
电流如下表所示。
表 3.2 综合楼负荷计算表
续表 表 3.2 综合楼负荷计算表 1
续表 表 3.2 综合楼负荷计算表 2
续表 表 3.2 综合楼负荷计算表 3
3）开闭站的负荷计算
开闭站的具体负荷名称、低压侧负荷容量、变压器功率损耗、高压侧负荷容量、功率因数如下变所示。
表 3.3 开闭站的负荷计算表
续表 表 3.3 开闭站的负荷计算表
3.2无功功率平衡及无功补偿
首页 上一页 1 2 3 4 5 6 下一页 尾页 2/6/6
某大学城综合楼10kv-0.4kv-0.23kv变电所设计(二)由毕业论文网（www.huoyuandh.com）会员上传。
