110KV升压变电所电气一次设计

华北电力大学成人教育毕业设计（论文）毕业设计题目：110KV变电站电气部分设计学院：华北电力大学专业班级：发电12837姓名：牛志强学号：1123202921指导教师：古丽巴哈2014年6月15日摘要本论文是110kV变电所电气一次部分设计，论证分析了永宁110kV变电所的电气主接线方式的各种优点，对设备的选型作了详细的说明和计算，短路电流的计算有严格的计算书。

按照电网发展规律，提出了电气主接线方式应符合可靠性、灵活性、经济性的要求，设备的选择必须满足电网长远发展和各种事故条件下安全可靠运行的要求。

针对该110kV变电所的要求，结合实际工作经验，本文提出了110kV母线采用单母线不分段母线接线、35kV母线采用单母线分段接线、10kV母线采用单母分段的接线方式，主变采用三相三绕组变压器， 110kV、35kV、10kV断路器选用SF6和真空开关，主变保护的配置按规程规定进行配置，以满足电网发展及安全稳定经济运行的需要。

关键词：变电所；电气主接线；短路电流计算；电气设备选择目录摘要 (1)关键词 (1)Abstract………………………………………………………………………………错误！未定义书签。

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引言 (3)1 主变压器选型 (4)1.1 概述 (4)1.2 主变台数的选择 (4)1.3 主变压器容量的确定 (4)1.4 主变压器形式的选择 (6)2 电气主接线设计 (8)2.1. 电气主接线设计的基本要求 (8)2.2 各电压级主接线型式选择 (8)3 短路电流计算 (12)3.1 短路电流计算的意义 (12)3.2 短路电流计算的一般规定 (12)3.3 短路电流计算 (13)4 电气设备的选择 (22)4.1 导体和电气设备选择的一般条件 (22)4.2 断路器的选择 (24)4.3 隔离开关的选择 (27)4.4 高压熔断器的选择 (29)4.5 互感器的选择 (30)4.6 所用变压器的选择 (35)4.7 母线的选择 (36)4.8 10KV高压开关柜的选择 (37)结语 (42)参考资料 (43)附图 (44)引言本次设计的课题是一个110KV变电站一次电气设，该站建成后与110KV电网相连，具有110KV、35KV、10KV等三个电压等级，35KV、10KV线路以接受区域风电为主，区域风电大部分向110KV主网输送，小部分就地消化。

本站位于额敏县，地势平坦，交通便利，无环境污染，站址工程地质良好。

工程本期建设，110KV出线1回，预留1回110KV出线位置。

35KV电源进线3回，分别为额冬线、额铁线、上湾线、。

预留2回35KV电源进线位置，即：立新线、燕子崖线。

10KV电源进线5回，分别为阡陌线、双山线、营盘圩线、滁洲线、营盘乡线。

预留2回10KV电源进线位置，即：清秀线、川桃线。

10KV负荷出线2回。

35KV、10KV线路侧电源进线及负荷出线将大致均匀地分布于各分段母线上。

10KV侧装设两台站用变压器，分别接于两分段母线上，平时两台站用变压器分列运行，当一台站用变出现故障，分段断路器由自投装置动作合闸，实现备用。

由于本站35KV、10KV线路所接的机组大部分为同步电机，具有调相功能，故不考虑无功补偿问题。

本变电站配电装置采用普通中型配电装置，110KV及35KV采用断路器单列布置，将隔离开关放置母线下，使其与另一组隔离开关电器距离增大，缩短配电装置的纵向距离。

主变中性点及出线均装设避雷器，中性点经隔离开关直接接地，并装设有两段零序保护及放电间隙保护。

本变电站110KV配电装置（朝向），35KV配电装置（朝向），主变位于于二者之间，其间有行车大道，环形小道，电缆沟盖板作为巡视小道。

110KV配电装置有间隔，35KV配电装置有间隔。

本次设计论文是以我国现行的各有关规范、规程和技术标准为依据。

此设计是一个初步设计，主要根据任务书提供的原始资料，参照有关资料及书籍，对各种方案进行比较而得出的。

1 主变压器选型1.1 概述变压器是变电所中的主要电器设备之一，它的主要作用是变换电压以利于功率的传输，电压经升压变压器升压后，可以减少线路损耗，提高经济效益，达到远距离送电的目的。

而降压变压器则将高电压降低为用户所需的各级低电压，以满足用户的需要。

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。

因此，主变的选择除依据基础资料外，还取决于输送功率的大小，与系统的紧密程度，同时兼顾负荷的增长速度等方面，并根据电力系统5—10年发展规划，综合分析，合理选择，否则，将造成经济技术上的不合理。

所以在选择变压器时，要根据原始资料和所设计的变电站的自身特点，在满足变压器可靠性的前提下，充分考虑到经济性来选择主变压器。

1.2 主变台数的选择由原始资料可知，我们本次设计的变电站是一个位于县郊的110kV升压变电站，主要是接受35kV和10kV线路的电能，通过主变向110kV电网输送，是一个较为重要的区域性升压变电站。

由于35KV、10KV进线回路多，汇聚到变电站的容量大，停电后对小水电电力生产及整个电力系统的稳定运行造成重大影响。

因此，选择主变台数时，要确保供电的可靠性。

为了提高供电的可靠性，防止因一台主变故障或检修时影响整个变电站的供电，变电站中一般装设两台主变压器，互为备用，可以避免因主变检修或故障而造成对用户的停电。

考虑到两台主变同时发生故障的几率较小，适合远期小水电电力供应的增长和扩建的需要，而当一台主变压器故障或检修时由另一台主变压器可输送全部小水电电力的65%以上（远期为55%以上），能保证正常供电，故可选择两台主变压器。

1.3 主变压器容量的确定参照依据《发电厂变电所电气部分》[2]，《电力工程电气设计手册》[3]，《35—110变电站设计规范》[1]。

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，它的确定除根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。

对重要变电站，应考虑一台主变停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力允许时间内，应满足Ⅰ类和Ⅱ类负荷供电，并且考虑当一台主变停运时，其余变压器容量应能满足全部负荷的70%-80%。

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。

因此装设两台变压器后的总的容量Se=2×0.7×Pm=1.4Pm 。

当一台变压器停运时,可保证对70%负荷的供电。

考虑到变压器的事故过负荷能力为40%，则可保证98%负荷供电。

该区域小水电电力经变电站35kV 和10KV 侧进线引进，经高压侧110kV 母线外送至主网，因此，主变压器的容量为Se=0.7（S 35+S 10-S 近区负荷）。

（S 35+S 10为考虑了上网同时率后35KV 、10KV 侧的总的上网变电容量，S 近区负荷为近区用电负荷与计算容载比的积）。

1.3.1 上网负荷110KV 侧负荷：110KV 侧电源容量为1000MVA35KV 侧负荷：1.3.2 上网容量计算2010年用电负荷217.4KW,2012年用电负荷增至450.9KW （该部分用电负荷不经过主变）。

上网同时率取值为0.8，则2010年电上网总容量为：P 2010∑= (P 1 +P 2 +P 3 +P 4 +P 5 +P 6 + P 8 +P 9 +P 10 +P 11 +P 12)×0.8-217.4=(2600+6500+2460+3400+18000+1050+2900+1700+1590+3000)×0.8-217.4 =34.3426(MW)2012年水电上网总容量为：P2012∑= (P1+P2+P3+P4+P5+P6+P7+ P8+P9+P10+P11+P12+P13+P14)×0.8-450.9=(2600+6500+2460+3400+18000+2000+4000+1050+2900+1700+1590+3000+100 0+1200)×0.8-450.9=40.669 (MW)1.3.3 主变压器容量的确定主变容量按35KV、10KV侧总的上网容量的70%来选择,计算容载比取值为1.4:11）本期 S= P2010∑×1.4×0.7=34.3426×1.4×0.7=33.656(MVA) 故本期主变容量为31500KVA。

2）远期 S= P2012∑×1.4×0.7=40.669×1.4×0.7=39.856(MVA) 故远期主变容量为40000KVA。

考虑到远期两台主变同时投入运行的时间较多，仅在故障或检修时一台主变运行，可输送全部负荷的55%，而主变的故障率是很低的，主变检修时间可合理安排在平水或枯水季节，故侧重于经济上节省投资的原则，最后确定主变压器的容量为31500KVA。

1.4 主变压器形式的选择1.4.1主变相数的选择依据《电力工程电气设计手册》[3]（电气一次部分）第5-2节“主变形式的选择”依据的原则：当不受运输条件限制时，在330kV及以下的变电所均应选用三相变压器。

依据以上原则：该110kV变电站应选用三相变压器。

1.4.2 绕组数量和连接方式的选择绕组数量选择：本变电站有三个电压等级110KV、35KV与10KV，所以主变应选三绕组变压器。

绕组连接方式：系统电压相位一致，否则不能并列运行。

电力系统采用的绕组连接方式只有“Y”和“△”。

高中低三侧绕组如何组合，要根据具体工程来定。

我国110kV及以上电压，变压器绕组都采用“Y”型连接。

35kV以下电压变压器绕组都采用“△”型连接，本变电站电压等级为110/35/10kV，连接方式采用YN,yn0,d11接线方式。

1.4.3 主变调压方式的选择主变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头，从而改变变压器变比来实现的。

切换方式有两种：一是不带电切换，称为无激磁依据《电力工程电气设计规范》[3]第2.2.4条，变压器绕组的连接方式必须和调压，调整范围常在±5%以内，二是带负荷切换，称为有载调压，调整范围可达30%。

本次设计的变压器采用有载调压方式。

1.4.4 容量比的选择根据原始资料计算可知，35KV和10KV侧上网容量都比较大，所以容量比选择为100/100/100。

1.4.5 主变冷却方式的选择主变压器一般采用冷却方式有自然风冷却、油浸风冷却、强迫油循环风冷却、强迫油循环水冷却、强迫导向油循环冷却。