110kV变电站设计

110KV变电所电气设计说明

所址选择：

首先考虑变电所所址的标高，历史上有无被洪水浸淹历史；进出线走廊应便于架空线路的引入和引出，尽量少占地并考虑发展余地；其次列出变电所所在地的气象条件：年均最高、最低气温、最大风速、覆冰厚度、地震强度、年平均雷暴日、污秽等级，把这些作为设计的技术条件。

主变压器的选择：

变压器台数和容量的选择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，还应依据电力系统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。

选择主变压器型式时，应考虑以下问题：相数、绕组数与结构、绕组接线组别（在电厂和变电站中一般都选用YN，d11常规接线）、调压方式、冷却方式。

由于本变电所具有三种电压等级110KV、35KV、10KV，各侧的功率均达到变压器额定容量的15%以上，低压侧需装设无功补偿，所以主变压器采用三绕组变压器。为保证供电质量、降低线路的损耗此变压器采用的是有载调压方式，在运行中可改变分接头开关的位置，而且调节范围大。由于本地区的自然地理环境的特点，故冷却方式采用自然风冷却。

为保证供电的可靠性，该变电所装设两台主变压器。当系统处于最大运行方式时两台变压器同时投入使用，最小运行方式或检修时只投入一台变压器且能满足供电要求。

所以选择的变压器为2×SFSZL7-31500/110型变压器。

变电站电气主接线：

变电站主接线的设计要求，根据变电站在电力系统中的地位、负荷性质、出线回路数等条件和具体情况确定。

通常变电站主接线的高压侧，应尽可能采用短路器数目教少的接线，以节省投资，随出线数目的不同，可采用桥形、单母线、双母线及角形接线等。如果变电站电压为超高压等级，又是重要的枢纽变电站，宜采用双母线带旁母接线或采用一台半断路器接线。变电站的低压侧常采用单母分段接线或双母线接线，以便于扩建。6~10KV馈线应选轻型断路器，如SN10型少油断路器或ZN13型真空断路器；若不能满足开断电流及动稳定和热稳定要求时，应采用限流措施。在变电站中最简单的限制短路电流的方法，是使变压器低压侧分列运行；若分列运行仍不能满足要求，则可装设分列电抗器，一般尽可能不装限流效果较小的母线电抗器。

故综合从以下几个方面考虑：

1 断路器检修时，是否影响连续供电；

2 线路能否满足Ⅰ,Ⅱ类负荷对供电的要求；

3大型机组突然停电对电力系统稳定运行的影响与产生的后果等因素。

主接线方案的拟定：

对本变电所原始材料进行分析，结合对电气主接线的可靠性、灵活性及经济性等基本要求，综合考虑。在满足技术、经济政策的前提下，力争使其技术先进，供电可靠，经济合理的主接线方案。此主接线还应具有足够的灵活性，能适应各

种运行方式的变化，且在检修、事故等特殊状态下操作方便、调度灵活、检修安全、扩建发展方便。故拟定的方案如下：

方案Ⅰ：110KV侧采用内桥接线，35KV采用单母分段，10KV单母接线。

方案Ⅱ：110KV侧采用单母分段，35KV采用单母分段带旁母，10KV采用单母分段。

由以上两个方案比较可知方案Ⅰ的110KV母线侧若增加负荷时不便于扩建，35KV、10KV出线的某一回路出现故障时有可能使整个线路停止送电，所以很难保证供电的可靠性、不便于扩建检修，故不采用。方案Ⅱ的110KV母线侧便于扩建，35KV线路故障、检修、切除或投入时，不影响其余回路工作，便于倒闸操作，10KV侧某一线路出现故障时不至于使整个母线停电，满足供电可靠、操作灵活、扩建方便等特点，所以采用方案Ⅱ，主接线图如图所示。

高压断路器和隔离开关的选择：

1 断路器种类和型式的选择

按照断路器采用的灭弧介质可分为油断路器、压缩空气断路器、SF6断路器、真空断路器等。

2 额定电压和电流选择

Im

Un≥Uns，In≥as

式中Un、Uns—分别为电气设备和电网的额定电压，KV

Im—分别为电气设备的额定电流和电网的最大负荷电In、as

流，A。

3 开断电流选择

高压断路器的额定开断电流Inbr，不应小于实际开断瞬间的短路电流周期分量Ipt，即

Inbr≥Ipt

4 短路关合电流的选择

为了保证断路器在关合短路电流时间的安全，断路器的额定关合电流iNel不应小于短路电流最大冲击值ish。

iNel≥ish

5 断路热稳定和动稳定的校验

校验式

I t2≥Q

，i es≥i sh

k

隔离开关的选择：

隔离开关也是发电厂和变电所中常用的开关电器。它需与断路器配套使用。但隔离开关无灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流和短路电流。

隔离开关与断路器相比，额定电压、额定电流的选择及短路动、热稳定的项目相同。但由于隔离开关不用来接通和切断短路电流，故无需进行开断电流和短路关合电流的校验。

互感器的选择：

互感器是电力系统中测量仪表、继电保护等一次设备获取电气一次回路信息的传感器。互感器将高电压、大电流按比例变成低电压（100、100/）和小电流（5、1A）。电流互感器的二次侧绝对不能够开路。电压互感器的二次侧绝对不能够短路

1 种类和型式的选择

选择电流互感器时，应根据安装地点（如屋内、屋外）和安装方式（如穿墙式、支持式、装入式）选择其型式。当一次电流较小时，宜优先采用一次绕组多匝式，弱电二次额定电流尽量采用1A，强电采用5A。

2 一次回路额定电压和电流的选择

Im

Un≥Uns，In≥as

式中Un、Uns—分别为电气设备和电网的额定电压，KV

In 、as Im —分别为电气设备的额定电流和电网的最大负荷电

3准确级和额定容量的选择

互感器所选定准确级所规定的额定容量s N 2应大雨等于二次册所接负荷Z I L n 22

2，即

s N 2≥Z I L n 22

2

4 热稳定和动稳定的校验

I

t

2≥Q k

，i es ≥i sh

I

t

2为电流互感器1S 通过的热稳定电流，i es 为电流互感器的动稳定电流。

裸导体的选择：

导体截面可按照长期发热允许电流或经济电流密度选择。

对年负荷利用小时数大（通常指T max >5000h ），传输容量大，长度在20m 以上的导体，如发电机、变压器的连接导体其截面一般按经济电流密度选择。而配电装置的汇流母线通常在正常运行方式下，传输容量大，可按长期允许电流来选择。

1 按导体长期发热允许电流选择

as Im ≤k I al

2 按经济电流密度选择

S

j

=J

I max 3 电晕电压校验

U cr

>U

MAX

4 热稳定动稳定校验

S min =

C

1

K Q f k 按电压损失要求选择导线截面（一般用于10KV 以下）：

为保证供电质量，导线上的电压损失应低于最大允许值，通常不超过5%。因此，对于输电距离较长或负荷电流较大的线路，必须按允许电压损失来选择或校验导线截面。

设线路允许电压损失为△Ual%