城市110kV变电站一次系统设计

城市110kV变电站一次系统设计

摘要：随着经济技术、科学文化的发展和进步，对电力的需求和要求也愈加剧烈和严格。电力是国家建设和发展必不可少的基础和保障，城市110kV电网的建设是国家电网建设和规划中很重要的一部分，力求通过合理规划和开发，来为民众提供安全可靠的电能。变电站的一次系统在整个变电站设计中处于基础部分也是必不可少的重要部分，任务书中给定了假设的城市，并给定了环境条件，负荷状况等，我将通过负荷计算、变压器选型、电气主接线的选择、短路电流的计算以及一些电气设备的型号选择来完成该市的110kV变电站一次系统的设计。

关键词： 110kV；变电站；一次系统设计；

前言

我国经济的快速发展，必然归功于电力事业的发展。“十三五”期间我国虽然下调了经济增长速率，但作为经济大国，经济总量依然是巨大的，因此即使下调了经济增长速率，经济增长量依然是惊人的。电力作为国家基础工业，更是经济命脉，必要要优先于经济的发展。

变电站是整个电力系统中一个不可或缺的组成部分,对电力系统的安全运行发挥着重要作用。社会经济的持续发展离不开电力建设,城市电网建设是电力建设的重要组成部分。

1变电站的原始资料

变电站的建设背景：随着经济改革的发展和乡镇企业高速发展，B县的电力负荷需求大大增加，在该县的C开发区新建第二个降压变电所。

1.1变电站的基本数据

1.1.1110kV侧基本数据

2回进线。

1.1.2 10kV侧和站用负荷基本数据

侧8回出线，备用1回，功率因数为0.9，负荷见下表：表1 10kV侧负荷参数表

1.1.3 35kV侧基本数据

35kV侧6回出线，备用2回，功率因数为0.9，负荷见下表：

表2 负荷情况表

1.2 站址情况

地理位置方面：变电所在C开发区西南2km，110kV侧进线由西侧进，35kV 侧出线向北，10kV侧出线向东。

气象方面：年最高气温38.6摄氏度，平均温度20摄氏度，年最低气温17.9摄氏度，月平均最高气温30摄氏度，冻土0.5米，导线5覆冰毫米，零下五摄氏度，月最低平均温度零下八摄氏度，海拔高度250米，西北和西南风向最多，地耐力，地震等级小于6级，地壤电阻率。

变电站户外布置，将110kV配电装置、变压器置于户外，35kV、10KV 配电装置置于综合楼内。

系统情况

C县该110kV变电站的电压等级为110kV/35kV/10kV，为降压变压器。主变压器容量为250MW，无功补偿为250000kvar容量。

2负荷计算

2.1 负荷计算的原因

负荷计算是整个电力系统规划的基础，关系到电气设备和线缆的选择是否经济、合理。如果电力负荷计算不准确，比如计算的负荷过大，会造成不必要的浪费，对金属资源更是一种滥用。如果计算的负荷过小，更会使电气设备和线路过快老化和损坏，甚至烧毁引发火灾造成不可估量的后果和损失。所以我们得首先正确计算电力系统负荷。

2.2 负荷计算过程

为了得出各线路的最大持续工作电流、站用变压器容量、主变压器容量，就得先计算出本设计中35kV侧、10kV侧负荷。

电力系统负荷计算所用公式如下：

（2.2.1）

此式中，各字符意义如下：

——该电压等级的计算负荷；

——同时系数；

——用户端负荷；

——功率因素；

——线损率（一般情况下5%）。

2.2.1 35kV侧负荷计算

由已知原始资料和公式2.2.1可得35kV侧计算负荷为：

2.2.2 10kV侧负荷计算

由已知原始资料和公式2.2.1可得10kV侧计算负荷为：

3 变压器的选择

3.1 主变的台数以及容量选择

原始资料给出的主变压器类型的选择方案为：2台50MW的变压器。接下来我

们来验证该选择方案是否合理。

对于该变电站，为县区某一开发区的降压变电站，有工厂这些重要负荷，因

此主变选择两台是较为合理的，理由是当两台中的任何一台主变压器发生短路或

者短路等故障或者处于停检情况时，剩下的一台变压器可以在容许时间内保证电

力负荷的正常。

给出的方案中，两台主变的容量均为50MW，分析：

总负荷:

当两台中的一台停运，剩下一台的容量为50MWA，而总负荷的百分之七十为：

总负荷的80%为：

因为：

即

可知，另一条主变压器可以负荷总负荷的，所以主变压器选择是合理的，且具有较大的安全裕度，对于110kV城市变电站来说，

较大的安全裕度会使该电力系统更加的安全和稳定。

3.2 主变压器的型号的选择

主变压器相数的确定：由原始资料可知，该主变压器的容量为50MW，该变电

站电压等级为110kV，因为该容量≤300MV，且电压等级≤330kV，所以可以选用

三相变压器。

主变压器绕组数及其接线形式的选择：该主变压器有三个电压级别（110、35、10kV），且该变电站设置有无功补偿装置，于是最适合选择三绕组类型的主

变压器；依据接线与电力系统电压的相位一致的原则，且考虑谐波抑制等因素，

连接形式可采用Y，D11的常规接线形式最为适宜。所以110kV选用Y0形连接形式，10kV选用△形连接形式，35kV选用Y形连接形式，且采取中性点经消弧线

圈接地的方法来减少电力系统。

3.3 调压方式的选择

主变压器调压方法采取有载调压，主要考量了稳定性方面的原因：1、该调

压方式的调整范围大于15%，调整方便；2、该调压方式可以减少电力系电压统波动。

冷却方式的确定：由原始资料给出的主变压器的布置位置，均在通风良好，

且气温无极端情况，考虑经济因素，已经维护成本，人员工作量，采用自然风冷

的冷却方式。

综上4个方面，由各参数。在《选型手册》中选择了以下型号的主变压器：

变压器型号为：SFSZ7-40000/110KVA

变压器额定电压：高110±8×1.25%kV；中38.5±2×2.5%kV；低 10.5kV

变压器阻抗电压：高——中10.5%；高——低 17%~18%；中——低 6.5%

变压器空载电流：1.3%

变压器连接组标号；YN,yn0，d11

变压器损耗：空载损耗60.2KW；短路损耗210kW

参考文献

［1］任志毅，城市110kV变电站电气一次设计的分析，科学实践，2009.

［2］叶玉龙，110kV变电站一次系统设计，机电信息，2014（18）.

［3］零秋敏. 110kV 变电站一次电气部分设计技术分析. 电力与能源，2013.

［4］赵宏宇，王倩，220kV变电站一次电路设计，河南科技，2010.

［5］张雪莹，220kV高压变电站一次设计探讨，机电信息，2014（3）441