110千伏变电站设计

前言目前，我国的城市电力网正在进行大规模的改造，与此相应，城乡变电站也必须进行更新换代。

我国电力网得现实情况是常规变电站所依然存在，小型变电所、微机监控变电所、综合自动化变电所相继出现，并得到迅速发展。

城网、农网改造得主要目的是建设现代化的电力网络，与当今世界先进电力网络接轨。

所谓接轨，也就是和世界先进电力网指标接轨。

这些指标可以提高电力网得供电可靠性，降低线路损耗，改善电能质量，增加电力企业得经济效益。

本设计正是结合当前我国城乡电网建设与改造工程得实际，追踪国内外变电所中应用应用的最新科技而设计了11okv降压变电站。

由于本人水平有限，设计中难免有所疏漏，错误之处，敬请老师指点斧正。

目录1、变电站地理位置选择 (1)2、负荷分析 (5)3、主变压器选择 (7)4、电气主接线选择 (8)5、短路电流计算 (10)6、高压电气设备选择 (15)7、继电保护配置 (18)8、配电装置规划 (21)9、防雷设计 (23)10、绘制设计图纸 (25)11、英文翻译 (27)12、参考文献 (27)第一章变电站地理位置选择第一节站址选择的要求1）靠近负荷侧。

2）节约占地或少占耕地及经济效益高的工地。

3）与城乡或矿企业规划相协调便于架空和电缆线路的引如和引出。

4）交通运输方便。

5）周围环境不应有明显的污秽，设在受污秽影响较小的地方。

6）具有适宜的地质，地形和地貌条件。

第二节站选择地址的地理和气象条件本市以及附近地区工矿企业发达，市区及生活用电匮乏，且发展迅猛。

为满足用电要求，促进地区经济发展，改善经济面貌，提高整体生活水平和生活质量，迫切需要建设一座110KV变电所。

这样，不但可以供给本区负荷，对兼顾市区周围用户的供电要求也起到良好作用。

本站位于市区西侧边缘，邻近市区变、食品厂、开关厂、玻璃厂等重要负荷。

变电所西侧有煤矿、化肥厂及乡镇等用电负荷。

1) 最高温度40℃。

2) 最低温度–30℃。

3) 最热月平均最高温度35℃。

4) 风速30m/s。

5) 覆冰厚度10mm。

6) 基本风压0.35kn/㎡。

7) 基本雪压0.25kn/㎡。

8) 地震设防烈度8度及以下。

9) 海拔高度≤100m。

10) 地质条件分布均匀稳定，无不良地质现象。

11) 地基承受力准值150kn/㎡。

12) 冻土深度1m。

13) 地下水位在基础砌置深度以下，无侵蚀性防污等级2级污秽。

第二章负荷分析本变电站为三电压等级变电站，电压等级为110/35/10kV，线路回数为：110kV为4回；35kV为6回；10kV为8回。

变电站的主要负荷有：化肥厂、开关厂、电线电缆厂、食品厂、市区、煤矿、乡镇等。

其中的一级负荷占总负荷的20%～30%，二级负荷占总负荷的30%左右。

1．负荷计算：110KV：S JS=K t(∑P imax/COSΦi)·(1+α%) 其中 S JS——110KV级计算负荷K t——同时系数，取0.8P iamx——各负荷的最大有功功率COSΦi——各负荷功率因数S JS=K t(∑P imax/COSΦi)·(1+α%)=0.8*(10\0.8+10\0.8)*(1+5%)=21 MVA35KV：S JS=K t(∑P imax/COSΦi)·(1+α%)其中 S JS——35KV级计算负荷K t——同时系数，取0.95P iamx——各负荷的最大有功功率COSΦi——各负荷功率因数则：S js=0.95×(2.6/0.9＋ 2.5/0.9＋ 2.5/0.9＋2.5/0.9+1.2/0.9+2/0.75)×(1＋5%)=12.52MVA10KV：S JS=K t(∑P imax/COSΦi)·(1+α%)其中 S JS——10KV级计算负荷K t——同时系数，取0.85P iamx——各负荷的最大有功功率COSΦi——各负荷功率因数则：S js=0.85×17.395×(1＋5%)=18.27MVA总的计算负荷：S js=51.79MVA第三章主变压器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。

第一节主变容量与台数的选择1、容量选择按变电所所建成5～10年的规划选择并适当考虑远期10－20年的发展，对城郊变与城郊规划结合。

根据变电所负荷性质和电网结构来确定，对有重要的负荷的变电所应考虑一台主变停运时，其余主变容量在计及过负荷能力后的允许时间内能保证用户1～2级负荷。

对于一般性变电所，当一台主变停运后嗣，期于主变应保证全部负荷的70%～80%。

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、台数确定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。

根据以上准则确定选用2台主变为宜。

（1）选择的条件nS e≥S js(MVA)（2）n=2即 2S e≥51.79MVA 那么 S e≥25.9MVA第二节主变型号选择1、相数选择和绕组数主要考虑变压器制造条件，可靠性要求及运输条件等因素。

当不受运输条件限制时，在330KV及以下的发电站或变电所均应选用三相变压器。

连接方式在具有三种电压等级的变电所中，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上或低压侧绕组虽无负荷，但在变电所内需装设无功补偿设备时宜采用三绕组变压器。

2、连接方式变压器绕组的连接方式必须和系统的相位一致，否则不能并列运行，对110KV及以上电压，变压器绕组都采用Y型连接并直接接地，35KV亦采用Y连接，可采用消弧线圈接地或不接地，10KV电压级变压器中绕组都采用三角形型连接。

3、调压方式当一次电压波动时为了得到稳定的二次电压，一次绕组励磁作相应调整。

以维持每励电势不变，即维持铁芯磁通密度不变，宜采用有载调压并在高中压侧带有分接头的调压方式。

4、变压器阻抗选择原则阻抗的大小主要取决于变压器结构和采用材料，各侧阻抗值选择必须从电力系统稳定、潮流方向、无功分配等综合考虑，为限制短路电流以采用轻型电器，采用降压结构以增大变压器阻抗。

（1）容量比采用三个电压等级容量比为100/100/100的等容量比（2）冷却方式强迫油循环风冷的冷却方式。

（3）自耦变由于本身有磁和电的联系，高压侧出现的过电压波能直接传到中压侧，使结构复杂，且自耦变三绕组的中性点都必须直接接地，当低压侧绕组接有电容器组并向高压侧送出或吸收无功时，高低压绕组间阻抗偏大，使调相机无功发不出去或在吸收大量无功时低压侧母线电压偏低，从而使无功设备不能充分发挥，更重要的是，变压器的保护整定比较困难，所以110KV主变不能选。

（4）电压的选择考虑到35KV的输电距离较远为保证电压波动在正负5%范围内，35KV 侧应选38.5KV，而10KV负荷邻近变电所，因此采用10.5KV即可。

因此采用121KV/38.5KV/10.5KV。

（5）绝缘半绝缘当主变正常运行时，中性点电位接近零，采用全绝缘时，将增加工程造价，故中性点设备采用半绝缘。

总结以上原则以及依照原则所作出的决定，现拟选用主变压器为主变型号： SFSL1—31500/110110+8×1.25%/38.5±2×2.5%/10.5参数标幺值（S j＝100MVA）U X1—2%=18.0 U X1—3%=10.5 U X2—3%=6.5X X1—2=0.333 X X1—3=0.26 X X2—3=0.031三绕组的连接方式为： Y N，yn,d11第四章电气主接线选择电气主接是构成电力系统的主要环节，也是变电站电气设计的主要部分。

主接线的确定于电力系统整体及变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备的选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大的影响。

对电气主接线的设计应满足供电可靠性，运行灵活，操作简便，节约投资少占良田以及扩建的可能性，另外还应严格按照国家的方针政策。

变电所的主接线，应根据变电所在电力网中的地位、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、运行灵活、操作检修方便、节约投资及便于扩建等要求。

当能满足要求时，变电所高压侧宜采用断路器较少或不用断路器的接线。

35～110kv线路为两回及以下时，宜采用桥形线路变压器组成线路分支接线，超过两回时，宜采用扩大桥形单母线或分段单母线接线，110kv 线路为6回及以上时，宜采用双母接线。

在采用单母线时，分段单母线或双母线的35～110kv主接线上不允许停电检修断路器时，可设置旁路设施。

当有旁路母线时，首先宜采用分段断路器或母联断路器兼作旁路断路器的接线。

当变电所装有两台主变时，6～10kv侧宜采用分段单母线，线路为12回以上时，亦可采用双母线，当不允许停电检修断路器时可设置旁路设施。

需限制变电所6～10线路的短路电流时，采用下列措施之一：1：变压器分裂运行2：采用高阻抗变压器3；在变压器回路中装设电抗器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，不宜装设隔离开关。

第一节各电压等级接线选择1、110KV：110KV出线4回，采用单母分段。

为此，本站采用单母分段为达到经济合理，现选两种方案进行比较：2、35KV：为减少占用良田的面积，并顺应电力系统自动化及远程控制的大趋势，拟采用全屋内式配电装置。

1）、35～63KV配电装置出线回路数为4～8回时，宜采用单母线分段接线。

2）、35～63KV配电装置当出线回路数超过8回时，或连接电源较多，负荷较大时，宜采用双母线。