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ImUn≥Uns，In≥as式中Un、Uns—分别为电气设备和电网的额定电压，KVIm—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≥Ipt4 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≥ish5 断路热稳定和动稳定的校验校验式I t2≥Q，i es≥i shk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ImUn≥Uns，In≥as式中Un、Uns—分别为电气设备和电网的额定电压，KVIn 、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 222，即s N 2≥Z I L n 2224 热稳定和动稳定的校验It2≥Q k，i es ≥i shIt2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 al2 按经济电流密度选择Sj=JI max 3 电晕电压校验U cr>UMAX4 热稳定动稳定校验S min =C1K 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%即 [ P （rl ）+Q （xl ）]/10Un 2≤△Ual%补偿装置的选择：电力系统的无功功率平衡是系统电压质量的根本保证。

在电力系统中，整个系统的自然无功负荷总大于原有的无功电源，因此必须进行无功补偿。

通常情况下110KV 的变电所是在35KV 母线和10KV 母线上进行无功补偿，本变电所是在10KV 母线上并联电容器和可调节的并联电抗器为主要的无功补偿（并联电容器和并联电抗器是电力系统无功补偿的主要常用设备，予优先采用），既将功率因数由0.8提高至0.92，合理的无功补偿和有效的电压控制，不仅可以提高电力系统运行的稳定性、安全性和经济性，故所选的电容器型号为TBB 310-1500/50。

避雷装置的选择： 避雷针：单根接地电阻不大雨10Ω，应布置单根垂直接地体，P=50Ω/m ，L=2.5m ，d=0.05m 的钢管，由60*6的扁钢连接，埋入地下3m 处。

接地电阻Rc=dL L P 4ln 2 =22.9Ω。

避雷器：对于本变电所来说，采用氧化锌避雷器，110KV 线路侧一般不装设避雷器，主变压器低压侧的一相上宜装设一台Y5W-12.7/42型避雷器，35KV 出线侧装设Y10W5-42/142型避雷器。

接地网：变电所内必须安装闭合的接地网，并装设必需的均压带，接地网采用水平接地为主，辅以垂直的封闭复合式接地网。

主接地网电阻R≤4Ω；避雷针设独立接地体，它于主接地网地中距离T≥5m ，其接地电阻R≤10Ω。

接地网有均压、减少接触电势和跨步电压的作用，又有散流作用。

在防雷接地装置中，可采用垂直接地体作为避雷针、避雷线和避雷器附近加强集中接地和散泄电流的作用。

变电所不论采用何种接地体应敷设水平接地体为主的人工接地网。

人工接地网的外缘应闭合，外缘的各角应做成圆弧行，圆弧半径不宜小于均牙带间距的一半，接地网内敷设水平的均压带。

接地网一般采用0.6m ～0.8m ，在冻土地区应敷设在冻土层以下。

均压带经常有人出入的走道应铺设沥青面（采用高电阻率的路面结构层），接地装置敷设成环形，目的是防止应接地网流过中性点的不平衡电流在雨后地面积水成泥污时，接地装置附近的跨步电压引起行人和牲畜的触电事故。

此接地网水平接地体采用的是60*6的扁钢敷于地下0.8m 处，垂直接地体为φ50 ，L=2.5m 的圆钢，自地下0.8m 处与水平接地体焊接，接地体引上线采用25*4的扁钢与设备焊接。

接地网的工频电阻R ＜0.5Ω。

敷设在大气和土壤中有腐蚀的接地体和接地引下线，需采取一定的防腐措施（热镀锌，镀锡）。

所用变的设置：为保证重要变电所的安全用电，所以需装设两台所用变，以备用。

为了保证供电的可靠性应在35KV 和10KV 母线上各装设一台变压器。

若只在10KV 母线上引接所用电源，由于低压线路故障率较高，所以不能保证变电所的不间断供电。

故所用变采用的型号是S6-50/10、S6-50/35。

接线图如下所示：Ⅰ变电所的自动化控制：本变电所采用综合自动化设备，远动信息按四遥配置。

1.遥测35KV线路有功功率、电流和电能；10KV 线路有功功率、电流和电能；10KV电容器电流和电能；110KV、35KV、10KV各段母线电压；主变压器高、中、低侧有功功率、电流和电能；所用电和直流系统母线电压；2.遥信110KV、35KV、10KV线路断路器、隔离开关、PT隔离刀闸位置；主变三侧断路器、隔离开关、中性点接地位置；主变瓦斯动作信号；差动保护动作信号；复合电压闭锁过电流保护动作信号；低频减载动作信号；35KV、10KV系统接地信号、保护动作信号；断路器控制回路断线总信号；变压器油温过高信号；主变压器轻瓦斯动作信号；变压器油温过低总信号；微机控制系统交流电源消失信号；微机控制系统下行通道信号；直流系统绝缘监测信号；遥控转为当地控制信号；3.遥调变压器档位调节4.遥控110KV及以下断路器分合、预告信号复归。

电缆设施及防水：该变电所配电设有电缆沟，电缆沟沿主建筑物至主变区配合装置。