重庆学院
毕业设计（论文）课题：变电站继电保护及综合自动化系统设计
专业：电气工程及其自动化
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指导老师：
重庆工学院成人教育学院
论文完成时间：年月
目录
摘要与关键词
目录 (2)
摘要 (3)
本次设计的内容是变电站设计，作为电气工程及其自动化专业本科生的毕业设计，它是本专业学生毕业前的最后一次综合性课程设计，同时，由于其深度和广度，又成为课程设计中最重要的一次设计。 (3)
Abstract (3)
1、绪论 (4)
1．1电力系统的构成 (4)
1．2对电力系统的基本要求 (5)
1．3我国目前电力工业的发展方针 (5)
1．4电力系统的保护 (5)
2、电气主接线设计 (6)
2.1主变选择 (6)
2.1.1主变容量和台数选择 (6)
2.1.2 主变型式的选择 (8)
2.2主接线设计 (9)
2.2.1 设计原则 (9)
2.2.2各电压等级的主接线设计 (10)
2.2.2.2 35KV的接线形式 (11)
2.3所用电设计 (12)
2.3.1台数确定 (12)
2.3.2所用电的引接设计 (12)
2.3.3所用电容量确定 (12)
2.4限流问题 (13)
2.5变压器中性点接地方式和中性点设计 (14)
2.5.1设计原则 (14)
2.5.2 电容电流计算 (14)
2.6无功补偿 (15)
3.6.1 无功补偿的意义 (15)
3.6.2 无功补偿方式 (16)
3.6.3并联电容器的选择 (16)
摘要
本次设计的内容是变电站设计，作为电气工程及其自动化专业本科生的毕业设计，它是本专业学生毕业前的最后一次综合性课程设计，同时，由于其深度和广度，又成为课程设计中最重要的一次设计。
变电站设计以实际工程技术水平为基础，以虚拟的变电站资料为背景，从原始资料的分析做起，内容涵盖《发电厂电气部分》、《电力系统分析》、《继电保护原理》等电气工程及其自动化本科教育期间的主要专业课。通过设计，使学生将书本上的知识融入到工程设计的实际运用之中。拉近了理论与实际的距离，同时也为今后走向工作岗位奠定了夯实的基础。
在设计过程中，初步体现了工程设计的精髓内容，如根据规程选择方案、用对比的方法对方案评价等。教会了我们在工程中运用所学的专业知识，锻炼了我们用实际工程的思维方法去分析和解决问题的能力。关键字：负荷分析、短路电流计算、保护整定。
Abstract
The content of this design is about an 110KV Substation in FY area. As the Graduation Design for Bachelor’s Degree of Electric Engineering (E.E), with its depth and width, it is considered to be the most synthetic design and which is of great importance.
The design of this substation based on the actual engineering technical standard, and settled in a fabricated substation. It covered many main specialized subject in the courses of E.E,such as:‘The Electric Part of
Generating Plant’、‘Analysis of Electric Power System’、‘The Principle of the Relay Protection’,etc.Students are able to tie the knowledge they’ve learned to the practice engineering work.
The process of designing ,shows the essence of the engineering technology on the whole .Like choosing the scheme obey the technical rules，and evaluating the scheme by comparing with one or more other scheme .
The design shortens the distance between theory and practice, and settles a sound base for our future work as well.
Key Words: Load Analysis, Short-circuit Calculation, Protective Setting.
一、我国电力系统概况
1、绪论
1．1电力系统的构成
电力系统是由发电机，变压器，输电线路，用电设备（负荷）组成的网络，它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备。电力系统中的这些互联元件可以分为两类，一类是电力元件，它们对电能进行生产（发电机），变换（变压器，整流器，逆变器），输送和分配（电力传输线，配电网），消费（负荷）；另一类是控制元件，它们改变系统的运行状态，如同步发电机的励磁调节器，调速器以及继电器等。
其中变电所是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。变电所根据它在系统中的地位，可分为下列几类：
（1）枢纽变电所：位于电力系统的枢纽点，连接电力系统高压和中压的几个部分，汇集多个电源，电压为330~500KV的变电所，称为枢纽变电所。全所停电后，将引起系统解列，甚至出现瘫痪。
（2）中间变电所：高压侧以交换潮流为主，起系统交换功率的作用，或使长距离输电线路分段，一般汇集2~3个电源，电压为220~330KV，同时又降压供当地用电，这样的变电所起中间环节的作用，所以叫中间变电所。全所停电后，将引起区域电网解列。
（3）地区变电所：高压侧一般为110~220KV，向地区用户供电为主的变电所，这是一个地区或城市的主要变电所。全所停电后，仅使该地区中断供电。
（4）终端变电所：在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧电压为110KV，经降压后直接向用户供电的变电所，即为终端变电所。全所停电后，只是用户受到损失。
1．2对电力系统的基本要求
（1）保证可靠的持续供电：供电的中断将使生产停顿，生活混乱，甚至危及人身和设备安全，形成十分严重的后果。停电给国民经济造成的损失远远超过电力系统本身的损失。因此，电力系统运行首先要满足可靠，持续供电的要求。
（2）保证良好的电能质量：电能质量包含电压质量，频率质量，和波形质量三个方面，电压质量和频率质量均以偏移是否超过给定值来衡量，例如给定的允许电压偏移为额定值的±5%，给定的允许频率偏移为±0.2—0.5%HZ等，波形质量则以畸变率是否超过给定值来衡量。所有这些质量指标，都必须采取一切手段来予以保证。
（3）保证系统运行的经济性：电能生产的规模很大，消耗的一次能源在国民经济一次能源总消耗占的比重约为1/3，而且电能在变换，输送，分配时的损耗绝对值也相当客观。因此，降低每生产一度电能消耗的能源和降低变换，输送，分配时的损耗，有极其重要的意义。
1．3我国目前电力工业的发展方针
（1）在发展能源工业的基本方针指导下发展电力工业。
（2）电力工业发展速度必须与国民经济发展速度相适应。
（3）发挥水电优势，加快水电建设。
（4）建设大型矿口电厂，搞好煤，电，运平衡。
（5）在煤，水能源缺乏地区，有重点有步骤地建设核电厂。
（6）政企分开，省为实体，联合电网，统一调度，集资办电。
（7）因地制宜，多能互补，综合利用，讲求利益。
（8）节约能源，降低消耗9.重视环境保护，积极防止对环境的污染。
1．4电力系统的保护
在电力系统中，除应采取各项积极措施或减少发生故障的可能性以外，故障一旦发生，必须迅速而有选择性地切除故障元件，这是保证电力系统安全运行的最有效方法之一。切除故障的时间常常要求小到十分之几甚至百分之几秒，实践证明只有装设在每个电气元件上的保护装置才有可能满足这个要求。这种保护装置直到目前为止，大多是由单个继电器或继电器与其附属设备的组合构成的，故称为继电保护装置。在电子式静态保护装置和数字式保护装置出现以后，虽然继电器以被电子元件或计算机所代替，但仍沿用此名称。在电业部门常用继电保护一词泛指继电保护技术或由各种继电保护装置组成的继电保护系统。继电保护装置一词，则指各种具体的装置。
我国电力工业自动化水平正在逐年提高。20万MW及以上大型机组以采用计算机监控系统，许多变电所以装设微机综合自动化系统，有些已实现无人值班，电力系
统已实现调度自动化。迄今，我国电力工业已进入了大机组，大电厂，大电力系统，高电压和高自动化的新阶段。
2、电气主接线设计
2.1主变选择
变压器是发电厂和变电所重要的元件之一，随着电力系统的扩大，电压等级的提高，电能输送和分配过程中，电压转换（升压和降压）层次有增多趋势，整个系统中变压器的总容量已有发电容量的4～5倍增至6～7倍，变压器的效率虽然很高（95%以上），但系统中每年变压器的总能量损耗仍是一个很大的数目，因此尽量减少变压层次，经济合理地利用变压器容量，改善运行方式和网络结构，提高变压器的可靠性，仍是当前变压器运行中的主要课题。
电力变压器可制成三相的，也可制成单相的，一台三相变压器比三台单相变压器组成的变压器组，其经济指标要好得多，所以单相变压器只用于容量很大，制造和运输困难的特殊场合。变压器可制成双绕组和三绕组，少数是四绕组的。在高压和超高压中性点直接接地系统中，已广泛使用自耦变压器，由于限制短路电流的需要，分裂变压器也得到应用。
变压器的主要参数有：额定电压、额定容量、额定变比、额定频率、阻抗电压百分数等。所谓额定值系指在给定的条件下（其中包括冷却介质和环境条件等），所规定的各种电气和机械容许量值。
主变压器的容量，台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构，它的确定除依据传递容量基本原始资料外，还应根据电力系统5~10年的发展规划，输送功率大小，馈线回路数，电压等级以及接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选择。主变容量一般应按5~10年规划负荷来选择，根据城市规划，负荷性质电网结构等综合考虑确定其容量。与系统具有强联系的枢纽变电站，在一种电压等级下，主变应不少于两台。
2.1.1主变容量和台数选择
2.1.1.1设计原则：
由文献【1】:
2．1．1条：主变的台数和容量，应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等条件综合考虑确定。
2．1．2条：在有一、二级负荷的变电所中宜安装两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上的主变压器。如果变电所可从中低压侧电网取得足够容量的备用电源时，宜可装设一台主变压器。
2．1．3条：装有两台及以上主变压器的变电所，当段开一台时，其余主变压器的容量不应小于全部负荷的60%，并应保证用户的一、二级负荷。
2．1．4条：具有三种电压的变电所，如通过主变压器各侧线圈的功率均达到该变压器容量的25%以上，主变压器宜采用三线圈变压器。
对大城市郊区的依次变电所在中低压构成环网的情况下装两台。
对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所应考虑装三台的可能。 对规划只装两台主变的变电所其主变基础按大于主变容量的1～2级设计以便主变发展时更换。
2．1．5条：电力潮流变化大和电压偏移大的变电所，如经计算普通变压器不能满足电力系统和用户对电压质量的要求时，应采用有载调压变压器。
又由《电力系统设计规程》
2．4．1条：降压变电所变压器的容量、台数、相数，绕组数及阻抗等主要规范的选择应根据电力负荷发展及潮流变化，结合系统短路电流，系统稳定，系统继电保护，对通信线路的危险影响，调相调压设备制造及运输等具体条件进行。
2．4．2条：同级电压的单台降压变压器的级别不宜太多，应从全网出发，推行系统化、标准化。
由文献【2，5-1】可知：
（1）主变压器一般按变电站建成后5—10年规划负荷选择，应适当考虑10—20年的发展。
（2）根据带负荷性质和电网结构来确定主变容量，对于重要的变电所一台停运，其余主变考虑过负荷后允许时间内应能保证用户的一，二级负荷；对于一般性的变电所，当一台停运，其余主变应能保证全负荷的70%--80%。
（3）同级电压的单台降压变压器容量级别不宜太多，应从全网出发，推行标准化系统化。
2.1.1.2 容量、台数选择校验
按以上条件应选两台主变压器，容量的选择条件是)(MVA S nS js e ≥其中，由前面计算结果按远景发展计算：
≥e S 48.442
1
?=22.24MVA
基于本变电站的情况，由国家标准容量系列R 10标准，宜选容量为31.5MVA 的变压器。
以一台变压器停运检修时，保证Ⅰ、Ⅱ级负荷不断电，按远期校验：
(1)0.7e js n S S -≥，
∑∑+≥-ⅡⅠS S S n e )1(； 带入数据:
131.50.70.744.48js S ?≥=?,满足；
由于一、二级负荷还占不了总负荷的0.7,所以按Ⅰ、Ⅱ级负荷不断电校验也符合要求。
按近期容量验证N js S S <'
，所以近期只上一台主变压器。
2.1.2 主变型式的选择
2.1.2.1相数选择
由文献【2，5-2】“主变形式的选择”可知：
当不受运输条件制约，在330KV以下的发电厂和变电所均应选用三相变压器。
本所为110KV变电所且交通便利，故采用三相变压器。
2.1.2.2绕组数量和连接组别
由文献【2，5-2】：
在具有三种电压等级的变电所中，如通过主变各侧绕组的功率达到该变容量的15%以上或低压侧虽无负荷，但在变电所内需装设无功补偿设备时主变宜采用三绕组变压器；
绕组连接方式：我国110KV及以上电压，变压器绕组都采用Y
连接；35KV亦采
用Y接，其中性点多通过消弧线圈接地；35KV以下电压，变压器绕组都采用△连接。
35KV侧：11.1
31.515%
2
>?=4.725,考虑到未来发展和系统负荷自身的波动近似
满足，但运行单位应注意通过经济运行方式降低近期因空载引起的较大损耗；
10KV侧：17.3
31.515%
2
≥?，满足。
按FY变电站情况，可采用三绕组变压器，其接线组别宜采用110KV：Y
接，中性点直接接地；35KV：Y接，中性点不直接接地；10KV：因在一个变压器中必须有一个△接来消除三次谐波，可采用△接。
2.1.2.3调压方式
由文献【2，5-3】：
对于110KV及以下的变压器，宜考虑至少有一级电压的变压器。
对于FY变电站的主变，可在高、中压侧进行有载调压。
2.1.2.4容量比
对于降压变，有国标，容量组合有两种可供选择100/100/100，100/100/50，由于变电所10KV侧为主要负荷，且两种的造价相近。
显然，选100/100/100为宜。
2.1.2.5主变阻抗选择
由文献【2，5-3】，阻抗的选择原则：
各侧阻抗值的选择必须从电力系统稳定、潮流方向、无功分配、继点保护、短路电流、系统内的调压手段和并联运行等方面进行综合考虑；并应以对工程起决定性作用的因素来确定。
对于三绕组的普通型和自耦变，其最大阻抗放在高、中压侧还是高、低压侧需按前条确定。
目前，我国过内生产的变压器有“升压型”和“降压型”两种：“升压型”的绕组排列顺序为自铁芯向外依次为中、低、高，所以高、中压侧阻抗最大；“降压型”的绕组排列顺序为：低、中、高，所以高、低压侧阻抗最大。
根据FY 变的实际情况，宜选降压型。
2.2主接线设计
2.2.1 设计原则
主接线设计代表了变电所电气部分的主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分。它直接影响运行的可靠性，灵活性，并对电器选择，配电装置布置，继电保护，自动装置和控制方式的抑定都有决定性的关系，对电气主接线的基本要求，概括的说包括可靠性，灵活性和经济性三方面。
电气主接线的设计原则是以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针，政策，技术规定为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠，调度灵活，满足多项技术要求的前提下，兼顾运行维护方便，尽可能节省投资，就地取材，力争设备元件先进性和可靠性，坚持可靠，先进，适用，经济，美观的原则。
由文献【2】，“主接线设计原则”
发电厂、变电所在电力系统中的地位和作用
电力系统的变电所有枢纽变电所、地区重要变电所和一般变电所三种类型。一般，系统枢纽变电所汇集多个大电源，进行系统功率交换和向中压供电，电压为330~500KV；地区重要变电所，电压为220~330KV;一般变电所，多为终端和分支变电所、电压为110KV，但也有220KV.
发电厂、变电站的分期和最终建设规模
变电站依据5~10年电力系统发展规划进行设计，一般装设两台(组)变压器；
当技术经济比较合理时，330～500KV枢纽变也可以装设3～4台(组)变压器；终端或分支变电所如只有一个电源时，可只装设一台主变。
负荷大小和重要性
对于Ⅰ级负荷必须有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证
对全部Ⅰ级负荷不间断供电；
对于Ⅱ级负荷，必须有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证全部或大部分的Ⅱ级负荷供电；
对于Ⅲ级负荷一般只需一个电源供电。
系统备用容量大小
装有两台(组)及以上变压器，其中一台(组)事故断开，其余主变容量应保证用
户的一级和二级负荷；
系统备用容量的大小将会影响运行方式的变化，如：检修母线或断路器时，是否允许线路、变压器或发电机停运，故障时允许切除的线路、变压器和机组的数量等。
系统专业对电气主接线提供的具体资料
○1出线的电压等级、回路数、出线方向、每回路输送容量和导线面积等；
○2主变的台数、容量和型式；变压器各侧的额定电压、阻抗、调压范围及各种运行方式下通过变压器的功率潮流、各级电压母线的电压波动值及谐波含量值。
○3调相机、静止补偿装置|、并联电抗器、串联电容器补偿装置等的型式、数
量、容量和运行方式的要求；
○4系统的短路容量或归算的电抗值，注明最大最小运行方式的正、负、零序电抗值，为了进行非周期分量短路电流计算，尚需系统的时间常数或电阻R、电抗X值。
○5变压器中性点接地方式及接地点的选择
○6系统内过电压数值及限制内过电压的措施
○7为保证大系统的稳定性，提出对大机组超高压、电气主接线可靠性的特殊要求。○8初期及最终发电厂、变电所与系统的连接方式(包括系统单相接地和地理接线)及推荐的初期和最终主接线方案。
2.2.2各电压等级的主接线设计
2.2.2.1设计原则
由文献【1】
第3.2.1条：变电站主接线应根据变电站在电网中的地位，出线回路数，设备特点及负荷性质等条件确定，并应满足供电可靠性，运行灵活，操作检修方便，节约投资和便于扩建等需要。
第3.2.2条：当满足运行要求时，变电站高压侧宜采用QF较少或不用QF的接线。
第3.2.3条：35～110KV超过两回，宜采用扩大桥型单母线或分段单母线的接线。35～63KV线路为8回及以上时，亦可采用双母线接线。
第3.2.4条：在采用单母线，分段单母线和双母线的35～110KV主接线中，当不允许停电检修QF时，可以设置旁路设施。
第3.2.5条：当变电站装有两台主变时，6～10KV侧宜采用分段单母线。线路12回及以上亦可采用双母线。当不允许停电检修QF时，可设置旁路设施，当6～35KV 配电装置采用手推式高压开关柜时，不宜采用旁路设施。
第3.2.6条：需限制变电站6～10KV线路的短路电流时，可采用下列措施之一：变压器分裂运行
采用高阻抗变压器
在变压器回路中装设电抗器
第3.2.7条：接在母线上的避雷器和电压互感器，可合用一组隔离开关，对接在变压器引出线上的避雷器，不宜装设QS。
由文献【2】，有关旁母及旁路隔离开关的设置原则
(适用于110～220KV配电装置)：
对110～220KV线路输送功率较多、送电距离教远、停电影响较大，并且110及220KV少油断路器平均年检修时间约5～7天，停电时间较长，因此一般需设旁母、或旁路隔离开关；
设置旁母时，首先采用以母联或分段断路器兼作旁路断路器，但在下列情况下，则装设专用旁路断路器：
当110KV出线为7回及以上，220KV出线回数为5回及以上，一般装设专用旁路断路器。
对于在系统中居重要地位的配电装置，110KV为6回及以上，220KV出线回数及以上时，可装设专用旁路断路器。变电所主变的110～220KV侧断路器，宜接入旁母，宜接入旁母，发电厂主变的110～220KV侧断路器，可随发电机停机检修，一般不接入旁母。
具备下列条件时，可不设置旁母：
采用可靠性高，检修周期长的SF
断路器或采用可以迅速替换的手车式断路器
6
时；
系统条件允许线路停电检修时；
接线条件允许断路器停电检修时。
在下列情况下，可以采用简易旁母隔离开关代替旁母：
当110KV配电装置为屋内型时，为节约配电楼的建筑面积，出现断路器检修时，可把一组母线作为旁路母线，以母联断路器作为旁路断路器，通过该回路的旁路隔离开关供电。
110～220KV屋外配电装置的最终出线回路数较少，不需设专用旁路断路器时，也可采用简易的旁路隔离开关代替旁母。
2.2.2.2 35KV的接线形式
出线回路数为8回，根据上述规范采用单母线分段或单母线分段带旁母。
35KV采用手车式高压开关柜，不宜设置旁路母线，使用手车式开关即可克服检修断路器时不对重要用户停电的缺点。
2
2.3所用电设计
所用电主要维持本所设备仪器的正常运转、供给、照明，再事故情况下仍能持续供电，因此必须安全可靠。
由文献【1】：
第3.3.1条：在有两台及以上主变的变电所中，宜装设两台容量相同可互为备用的所用变压器，如能从变电所外入一个可靠的低压备用所用电源时，亦可装设一台所用变。
第3.3.2条：所用变的直流母线宜采用单母线或分裂单母线的接线，采用分段接线时，蓄电池应能切换到任意一母线。
第3.3.3条：重要变电所的操作电源，宜采用一组110KV和220KV固定铅酸蓄电池组。作为充电、浮充电用地硅整流装置宜合用一套。其他变电所的操作电源，宜采用成套的小容量镉镍电池装置或电容储能装置。
第3.3.4条：蓄电池组的容量，应满足下列要求：
全所事故停电一小时的放电容量；
事故放电末期最大冲击负荷容量。
小容量镉镍电池装置中的镉镍电池容量，应满足分闸、信号和继电保护的要求。
第3.3.5条：变电所宜设置故定的检修电源。
2.3.1台数确定
由文献【2，3-10】：
枢纽变电站总容量为60MVA及上的变电站，装有水冷式或强迫油循环冷却的主变以及装有同步调相机的变电站，均装设两台所用变压器。采用整流操作电源或无人值守的变电站均装设两台所用变，分别装在不同等级的电源或独立电源上。
所以应装设两台容量相同的变压器互为备用。
2.3.2所用电的引接设计
由文献【2，3-10】:
当所内有较低电压母线时，一般均由这类母线引接1~2个所用电源。这一所用电源引接具有经济性和可靠性较高的特点。
所用变压器低压侧多采用单母线，当有2台所用变时，采用单母线分段接线方式，平时分段运行，以限制故障范围，提高供电可靠性。
所以应该可以从10KV母线侧引出两个所用电源，分别接两台所用变。
2.3.3所用电容量确定
所用变负荷计算采用换算系数法，不经常断续运行、不经常连续的负荷均不列入计算负荷，当有备用所用变时，其容量应与工作变相同。 所用变容量换算下式计算：
∑∑+≥2
11P P K S
——S ：所用变容量（KVA ）
——1K 所有动力负荷换算系数，一般取0.85 ——∑1P ：所用动力负荷之和（KW ） ——∑2P :电热照明负荷之和
KW P P K S 7.3310)5.1031525.121.115.0162(85
.0211=+++++?++??=+≥∑∑可以选用S
6—50/10型所用变,电压6-10/0.4KV ；连接组别Y,y 。
2.4限流问题
电力系统运行中常发生短路，短路电流直接影响电器的安全，危害系统的安全运行、破坏稳定性。
限制变电所短路电流不超过16～31.5KA,以便采用价廉的轻型电器。并且使选用的电缆截面不致过大，一般采用下列措施：
1、变压器分裂运行：在变电所中，母线分段电抗器的限流作用小，故采用简便的两台变压器分裂运行法来限制短路电流。优点：○1低压侧发生短路时，短路电流只通过一台变压器，其值较两台变压器并联时的大为减少，从而在许多情况下允许低压侧装设轻型断路器。○2使无故障母线能维持较高的剩余电压。缺点：○1变压器负荷不平衡时，使能量损耗较并列运行时增大。○2一台变压器故障时，该分段母线在分段断路器接通前要停电，但此缺点可由分段断路器装设自动投入装置以解决。
2、在变压器回路装设电抗器或分裂电抗器：当变压器容量增大，分裂运行还不能满足限制短路电流要求时。
2.5变压器中性点接地方式和中性点设计
2.5.1设计原则
由文献【2，2－7】：
电力网中性点的接地方式，决定了主变压器中性点的接地方式。电力网中性点的接地方式有：
a.中性点非直接接地、
b.中性点经消弧线圈接地、
c.中性点经高阻抗接地、
d.中性点直接接地；
主变压器的110～500KV 侧采用中性点直接接地方式。直接接地的单相短路电流很大，线路或设备须立即切除，增加了QF 的负担，降低了供电连续性，但由于过电压降低，绝缘水平可下降，减少了设备造价，特别是在高压和超高压电网中经济效益显著。所有普通变压器的中性点都应经隔离开关接地，以便于运行调度灵活选择接地点。110KV 侧采用中性点直接接地方式，中性点的设备有：中性点刀闸，避雷器，间隙，零序CT 。
6～63KV 侧采用中性点不接地或中性点经消弧线圈接地方式。6～63KV 电网采用中性点不接地方式，但当单相接地故障电流大于30A （6～10KV ）或10A （20～63KV ）时，中性点应经消弧线圈接地。装消弧线圈时,它可直接接到35KV 侧中性点,且两台主变可共用一台消弧线圈。10KV 侧由于是“⊿”型接线，无中性点，故需加接地变，将中性点引处，以接消弧线圈，接地变的容量应大于消弧线圈的容量，一般，应在6—10KV 级的每一段母线上安装型号一样，容量相同的接地变。
但是电容电流不能超过允许值，否则接地电弧不易自熄，易产生较高的弧光间隙接地过电压，波及整个电网，所以可采用消弧线圈补偿电容电流，即经消弧线圈接地。
电网的电容电流，应包括有电气连接的所有输电线路、电缆线路、发电机、变压器以及母线和电器的电容电流，并考虑电网5—10年的发展。
2.5.2 电容电流计算
电网的电容电流计算应包括电气连接的所有架空线路、电缆回路、发电机、变压器以及母线和电器的电容电流，并考虑电网5～10年的发展。
架空线路的电容电流可按下式计算：
3(2.7~3.3)10c e I U L -=?
2.7—适用于无架空地线的线路；
3.3—适用于有架空地线的线路。
同杆双回线路的电容电流为单回路的1.3～1.6倍。
由文献【2，6－9】，表6－46，变电所增加的接地电容电流 35KV ：附加值13％；10KV ：附加值16％。 2.5.2.1 35KV 侧：
由于出线为架空线路，故有：
A L U I e c 4.1010)1012101417171515(357.2107.233=?+++++++??=?='
--
35KV 侧增加接地电容电流后的值：
A A I I c c 108.11%)131(>=+'
=，所以需加装消弧线圈接地装置。
消弧线圈容量计算：
KVar U KI Q e c
3203
358.1135.13
=?
?==，K —补偿系数，取1.35
消弧线圈选XDJ —550/35，其具体参数为下：
额定容量：550KVar ；线电压：35KV ；额定电流：12.5—50A 。
3.5.2.2 10KV 侧
由于仅在出线上有一小段电缆，故而可近似考虑成架空出线： 33
(116%) 2.710(116%)
2.710(52 2.5213 1.53)10 1.1630c
c
e
I I U L A
--'=+=??+=???+?+?++??<
所以不用加装消弧线圈接地。
2.6无功补偿
3.6.1 无功补偿的意义
电压是电能质量的重要指标，电压质量对电力网络安全经济运行，对保证用户的安全用电和产品质量是非常重要的。根据统计，用户消耗的无功功率是它有功功率的50%～100%。同时，电力系统本身消耗的无功功率可以达到用户的25%～75%，无功功率不足，将造成电压的下降，电能损耗增大，电力系统稳定的破坏，所以电力系统的无功电源和无功功率必须平衡，系统的无功功率不仅靠发电机供给，而且调相机并联电力系统的无功补偿可以采用分散补偿的方式，因为电力系统的无功负荷主要是感性功率，所以具体无功补偿就是高压网上的低压侧并联电容器，利用阶梯式调节的容性无功补偿感性无功，所以无功补偿意义为：补偿变压器的无功损耗，补偿高压网的无功缺额。
因为在系统中，除消耗有功外，还需消耗大量无功，可达到有功的25～75%。无功和有功都可由发电机提供，而且是有功的唯一电源。所以如果只用输电线输送发电机的无功将导致不能输送太多的有功，因此应采用无功补偿，减少电网有功损耗和提高电网电压。
配电站装设的并联电容器装置的主变目的是为了改善电网的功率因数，并联电容器装置向电网提供可阶梯调节的容性无功以补偿多余的感性无功，减少电网有功损耗和提高电压。
3.6.2 无功补偿方式
无功补偿包括在系统侧的高压集中补偿和用户侧的低压分散补偿两种方式。本所采用并联电容器补偿，使用双星形接线。
分为两大类：串联补偿装置和并联补偿装置。
○1对于110KV及以下电网中的串联电容补偿装置：用以减少线路电压降、降低受端电压波动，提高供电电压，在闭合电网中，改善潮流分布，减少有功损耗。
○2在变电所中，并联电抗补偿装置常接在主变压器的低压侧。
对调相机，并联电容补偿装置和静止补偿装置都直接连接或通过变压器并接于需补偿无功的变电所、换流站的母线上，也可接在变电所110KV电压母线上。
补偿装置设置于发电厂、变电所、配电所、换流站或开关站中，大部分连接在这些变电站的母线上，也有的补偿装置是并联或串联在线路上。
3.6.3并联电容器的选择
由文献【7】，：
1.0.2电容器装置的设计需执行国家的技术经济政策，并根据安装地点的电网条件、谐波水平、自然环境、运行和检修要求等，合理的选择接线方式、布置型式和控制、保护方式，做到安全可靠、经济合理和运行检修方便。
3.6.3.1并联电容器装置的分组
1、分组原则：并联电容器装置的分组主要由系统专业根据电压波的负荷变化，谐波含量等因素确定。配电所装设改善电网的功率因数，此时为保证一定的λ，各组应能随负荷的变化实现自动投切，负荷变动不大时，可按主变台数分组，手动投切。
2、分组方式：采用带总断路器的等容量分组。
3.6.3.2 并联电容器装置的接线：
由文献【7】:
2.1.3电容器装置装设在主变压器的低压侧或主要负荷侧；
2.2.1小电流接地系统的电容器装置应采用中性点不接地的星形或双星型接地；
2.2.2电容器装置每相的电容器，应采用先并联后串联的连接方式；
2.2.3单台电容器的容量选择按电容器组单相容量和每相电容器的串并联台数确定，每相各串联段中电容器的并联台数宜小于最大并联台数。
并联电容器组基本接线为双“Y”型，电容器组每组内部接线采用先并后串接线方式，该接线方式优点在于当一台故障电容器用熔断器退出运行后，对该相容量的变化和故障电容器并联的电容器承受的工作电压的变化影响较小，同时RD的选择只考虑与单台电容器相配合。
熔断器，优先选喷涎式
3.6.3.3中性点接地方式：
双“Y ”型接线的并联电容器组宜选Y 0接法，即中性点直接接地方式。 3.6.3.4电容器台数的确定： 由文献【7】知：
电容器装置的总容量应根据电力系统无功规划设计、调相调压计算及技术经济比较确定。对35～110KV 变电所中电容器装置的总容量，按照无功功率就近平衡的原则，可按主变压器的容量的10％～30％考虑。
地区无功缺额较少或距电源点较近的变电所应取较低值，无功缺额较多或距发电厂较远的变电所应取较高值。
对于本所中电容器装置的总容量可取15％的主变容量。 计算如下：
S ec =15%3150015% 4.725var e S M ?=?= 查文献【5】， 可以选用 11003
11
2---BWF 型电容器；
B —可调式电容器； WF —介质代号； 2—设计序号； 100—额定容量； 1—相数。
由于采用双星型接线，每相上电容电器容量：4.7253)0.788MVAR ?= 每相上并联电容器个数7881007.88n ==≈个 实际补偿容量8231004800KVar ???=。
1.1主变压器容量及台数选择
选择主变压器必须从台数、相数、绕组数、绕组连接方式以及容量五个方面选择。
1.1.1变压器的台数的选择（2台）
为了保证供电的可靠性，主变压器必须在两台以上，但考虑到经济性的要求，所以选择两台主变压器。
1.1.2 相数的选择（三相）
选择主变压器的相数，需考虑如下原则：
（1）当不受运输条件限制时，在330KV及其以下的发
电厂和变电所，均选用三相变压器。
（2）当发电厂与系统连接的电压等级为500KV时宜
技术经济比较后，确定选用三相变压器、两台半
容量三相变压器或单项变压器组。对于单机容量
为300MW、并直接升压到500KV的，宜采用三
相变压器
（3）对于500KV的变电所，除需考虑运输条件外，尚
应根据所供负荷和系统情况分析一台或一组变压
器故障或停电检修时对系统的影响。尤其在建设
初期，若变压器为一组时，当一台单相变压器故
障，会使整组变压器退出，造成全所停电；如用
总容量相同的多台三相变压器，则不会造成全所
停电。为此要经过技术经济论证，来确定选用单
相变压器还是三相变压器。
由于本所的电压等级只有35KV和10KV的所以只需要用三相变压器。
1.1.3绕组数的选择（双绕组）
由于变电站有35KV以及10KV两个电压等级，为了保证供电的可靠性，应选择两台三相双绕组的变压器。
1.1.4绕组连接方式的选择
根据手册的规定，110KV以下的电网可采用中性点不接；35KV 的电网采用星形连接10KV的电网采用三角形连接。故绕组的连接方式为Y d 11 。
1.1.6容量的选择
选择的原则：两台主变压器时，每台的容量为总负荷的80%，当前系统总容量为：
S总= P
=97
.0
5600
=5773.2 KV A （1.1）
则S单总=
8.0
CO S
Φ
P
=4618.6KV A （1.2）
则选变压器为：SZ9-5000/35
2.1电气主接线形式选择
电气主接线是是传输强电流、高电压的网络，故又叫一次接线或电气主系统由各种电气设备如发电机、变压器、短路器、隔离开关、互感器、母线、电缆、线路等按照一定的要求和顺序连接起来，完成电能输送和分配的电路。
2.1.1单母线分段接线
所谓单母分短接线就是为了提高供电可靠性和灵活性，采用加装分段短路器将单母线进行分段。
2.1.1.1单母线分段接线优点：
（1）、对重要用户可以从不同段引出两回路，有两个电源供电；
（2）、当一段母线发生故障，分段短路器自动将故障切除，保证正常母线不间断供电和不致使重要用户停电。
缺点：
（1）、当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期内停电；
（2）、当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越；
（3）、扩建时需向两个方向均衡扩建。
2.1.1.2单母线分段接线使用范围：
（1）、6—10KV：出线回路数为6回及以上时；
（2）、35—63KV：出线回路数为4—8回时；
（3）、110——220KV：出线回路数为3—4回时.