110千伏变电站设计

110千伏变电站设计
一、设计依据:
随着经济改革的不断深化，工农业的发展也步入了快车道，电力负荷的需求量大大的增加，预计到2006年负荷将达到120000千伏安。

新建110千伏变电站。

110千伏线路又北侧进线，35千伏线路由南侧出线，10千伏线路向西出线。

走廊充裕，所址平坦，无洪水之忧，距公路近，交通方便，附近无污染。

系统按无穷大系统考虑，且系统至110千伏变电站的阻抗标么值X?=0.189 10千伏线路预计负荷 35千伏线路预计负荷出线 5000 出线 25000 出线 7000 出线 50000 出线 9000
出线 3000
出线 4000
二、电气线路
1. 变压器的选择
(1) 选择单项变压器还是三项变压器
因为单项变压器相对讲投资大、占地多，运行损耗大，同时配电装置结构复杂，增加了维修的工作量，所以在330千伏及以下电压系统中，一般都选择三项变压器。

(2) 选择双绕组还是三项绕组变压器
因为变电站有110千伏、35千伏和10千伏三种电压，所以主变压器采用三绕组普通变压器。

(3) 选用具有带负荷调压分接头或具有普通分接头的调压变压器选用带负荷调压接头的变压器价格比普通分接线头的的调压变压器价格贵，且变压器只从系统接受功率，功率潮流方向固定，所以选用普通分接线头的调压变压器。

(4) 选择常规式接线组别还是全星型接线组别变压器
由于全星型变压器三次谐波无通路，将会引起正弦波电压的畸变，并对通讯设备发生干扰，同时对继电器保护整定的准确度和灵敏度均有影响，所以选用常规式接线组别的变压器。

根据规划，预计电力负荷将达到120000千伏安，变压器的容量可选择为150000千伏安，所以综合以上因素，变电站的主变压器的型号选为SFPSZ9-150000/110 2. 电气主接线的选择
(1) 对电气主接线的基本要求
保证必要的供电可靠性和电能质量
安全可靠的是电力生产的主要任务，保证供电可靠和电能质量是对主接线的最基本的要求。

? 具有一定的灵活性和方便性
主接线应能适应各种运行状态，并能灵活的进行运行方式的转换。

不仅正常运行时能安全可靠地供电，而且在系统故障和设备检修及故障时，也能适应调度地要求，并能灵活、简便、迅速地倒换运行方式，使停电时间最短，影响范围最小。

显然复杂地接线不会保证操作方便，反而使误操作机率增加。

具有经济性
具有发展和扩建的可能性
(2) 本站的电气主接线
该变电站的属于终端变电站，最终规划为两台主变压器，所以最终110千伏、35千伏、10千伏电压等级的电气主接线均设计为双母线接线。

采用双母线的优点有:
检修任一母线时，不会停止对用户的连续供电
检修工作母线，可把全部电源和线路倒换到备用母线上;当检修任一组母线隔离开关时，只需断开此隔离开关所属的一条电路和此隔离开关相连的改组母线，其他电路均可通过令一组母线连续运行。

运行调度灵活
通过倒换操作可以形成不同的运行方式。

即可作为单母线运行，也可作为单母线分段运行。

? 线路断路器检修，可临时用母联断路器代替
在特殊需要时，可以用母联断路器代替
虽然双母线带旁路可以使运行更加灵活，旁路母线也多用于10千伏以上系统中，但一般只有在电压为10千伏而出线在8回以上、35千伏出线在6回以上、110千伏出现在4回以上的屋外配电作业装置中才加设旁路母线。

另外当采用可靠性较高的SF6断路器时，可以不装设旁路母线。

再有本站的断路器拟全部采用性能较高的SF6断路器，所以三个电压等级均不再加设旁路母线。

以上是最终实现的主接线，而在初期因为只有一台变压器和一条110千伏电源进线，为了尽量使设备投资费用和运行费最少，同时，由于自由带点作业技术的成功和发展，母线检修和母线隔离开关的的检修均可带点进行，母线故障的或然率本来就很小，因此从母线本身来讲，用不着考虑备用，即可不用双母线，三种电压等级的母线全部为单母线。

此外为了节省断路器和运行的方便，110千伏电源进线可不用断路器，110千伏电源进线进站经过一组刀闸后直接与110千伏母线连接。

(3) 主接线中设备的配置
A:隔离开关的配置
接在变压引出线或中性点上的避雷针可不装设隔离开关;
接在母线上的避雷器和电压互感器宜合用一组隔离开关:
断路器的两侧均应配置隔离开关，以便在断路器检修时隔离电源:
中性点直接接地的普通型变压器均应通过隔离开关接地。

B.接地刀闸的配置
为保证电气和母线的检修安全，10千伏及以上每段母线根据长度宜装设1~2组接地刀闸，两组接地刀闸间的距离应尽量保持适中。

母线的接地刀闸宜装设在母
线电压互感器的隔离开关上的母联隔离开关上，也可装于其他回路母线隔离开关的基座上。

必要时可装设独立式母线接地:
千伏及以上配电装置的断路器两侧开关和线路隔离开关的线路侧宜配置接地刀闸。

C.电压互感器的配置
电压互感器的数量和配置于主接线方式有关，并应满足测量、保护、同期和自动装置的要求。

电压互感器的配置应能保证在运行方式改变时，保护装置不得失压: ?6-110千伏电压等级的每组主母线的三项上应装设电压互感器: 当需要监视和检测线路侧有无电压时，出现的一相上应装设电压互感器: ? 当需要在330千伏及以下主变压器回路提取电压时，可尽量利用变压器电容式套管上的
电压提取装置。

D.电流互感器的配置
凡装有断路器的回路均应装设电流互感器。

其数量应满足测量仪表、保护和自动装置的要求;
在未设断路器的下列地点也应装设电流互感器:变压器的中性点、变压器的出口等。

?对直接接地系统，一般按三项配置，对非直接接地系统，依具体要求按两项和三项配置。

E.避雷器的配置
配电装置的每组母线上，应装设避雷器，但进出线都装设避雷器除外;
110千伏及以下变压器到避雷器的电器的电气距离超过允许值时，应在变压器附近增设一组避雷器;
三项绕组变压器低压侧的一相上宜设置一台避雷器;
下列的变压器中性点应装设避雷器;
a. 直接接地系统中，变压器中性点为分级绝缘且装有隔离开关时;
b. 直接接地系统中，变压器中性点为全绝缘，但变电所为单进线且为单台变压器运行时。

三、短路电流计算
按变电站最终两台主变考虑，且电源为无穷大系统，110千伏、35千伏、10千伏母线分别发生三相短路计算。

各参数分别为:无穷大系统的电抗X?=0.189，#1主变与#2主变参数相同，
UB=110?2*2.5%/121/38.5千伏，SB=150MVA,UD1-2%=14.0%,Ud1-3%=23.0%Ud2-
3%=7.0%
系统接线图如下所示:
取S=1000MVA,U=U=1.05U,则#1#2变压器各侧阻抗标么值为: jJPe
X=X=0.5×(U-+ U-- U-)S/S14d12%d13%d23%je
=0.5×(0.14+0.23-0.07) × 1000/150=1
X=X=0.5×(U-+ U-- U-)S/S25d22%d23%d13%je
=0.5×(0.14+0.07-0.23) ×1000/150=0.0667
X=X=0.5×(U-+ U-- U-)S/S36d13%d23%d12%je
=0.5×(0.23+0.07-0.14) ×1000/150=0.0667
所以系统阻抗图为:
因为电源是按无穷大系统考虑,所以可以认为短路电流周期分量在整个短路过程中保持不变,及短路电流不衰减.
当110千伏母线,d1点短路时,系统阻抗为:
所以X=0.189 d1
当35千伏母线,即点d点短路时,系统阻抗图为为: 2
所以X=X+(X+X+X+X+X)/2 ?d2I2345
=0.189+(1.000-0.0667+1.000-0.067)/2=0.656
当10千伏母线,即d3点短路时,系统阻抗为:
所以,各短路电流周期分量起始标么值为:
I”=1/0.189=5.29 I”=1/0.656=1.524 I”=1/0.956=5.29 d1*d2*d3* 110千伏系统基准电流为:
I=S/(×U)=1000/(1.732×230)kA=2.51 kA 3jjj
35千伏系统基准电流为:
I=S/(3×U)=1000/(1.732×115)kA=5.02 kA jjj
10千伏系统基准电流为:
I=S/(3×U)=1000/(1.732×37)kA=15.604kA jjj
所以，三项短路电流分量起始有效值为:。