110KV降压变电所设计

原始资料建设性质及规模为满足某铁矿生产生活的供电要求，决定新建一个110KV降压变电所电压等级：110/10KV线路回数：110KV: 2回；10KV出线:24回，所址.负荷及电力系统资料等，详见下文。附注：（1）图中系统容量，系统阻抗均相当于最大运行方式。（2）最小运行方式时：S=2000MV A. Xs=1.10; (3) 系统可保证本站110KV母线电压波动在±5%以内。

1. 表中空缺负荷数据可自行分析

2. 10kV 负荷受电端的力率均就地补偿至0.9以上，表中给出为原始自然力率。

4．所址条件：地形，地质，水文，气象等条件所址位于某山区一个南北狭长山谷中，地形平缓，土质贫瘠，平均海拔400米，邻近负荷中心，水源充足，交通便利。土质为含砂黏土，土壤热阻系数度ρT=120℃•CM/W ，土温20℃，地震烈度8度。年最高气温+40℃，所最低气温-22℃，最热月平均最高温度+32℃。风速32m/s ，主导风向西北，覆冰厚度15mm 。微风风速3.5m/s,属于我国Ⅷ类标准气象区。

三、设计任务（一）电气一次部分1、变电站总体分析该变电所是为满足铁矿生产生活用电，有原始材料可知有两个110kv 和10kv 等级。变电站主要是提供铁矿供电，110kv 配电装置出线2回，一回备用，可采用单母线分段接线形式，对重要用户可以从不同段引出回馈线路，有两路电源供电；10kv 配电装置出线13回，备用两回，且负荷以Ⅰ、Ⅱ类负荷为主，对供电可靠性要求较高，拟采用单母线分段或双母线接线；负荷会增加，所以对主变压器要求较大容量，满足未来几年的发展需要；为保障Ⅰ、Ⅱ类负荷的需要，以及将来扩建的需要，至少需要安装两台主变压器以提高对负荷供电的可靠性。

2、负荷分析计算与主变压器选择（1）变压器容量的选择。计算10kv 侧的计算负荷，

由公式%)1(cos 1αϕ

+=∑=n

i t

c P

K S ，其中C S —某电压等级的计算负荷t K — 同时系数（10kv 取0.85）α%—该电压等级电网线损，一般取5%P 、cos ϕ—各用户的负荷和功率因数

10S =0.85*(2/0.72+3/0.78+3/0.78+4/0.75+2/0.72+0.15/0.75+1.5/0.8+2/0.78+1/0.78+1/0.78)*(1+5

%)=19.6MV A 变电站主变压器容量一般应按5～10年规划负荷来选择。对于重要变电站，需

要考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及负荷能力允许时间内，应满足Ⅰ、Ⅱ类负荷的供电；对一般性变电站，当一台主变压器停运时，其余变压器应能满足全部负荷的70%～80%。所以一台变压器各自承担9.8MV A ，当一台停运时，另一台则承担70%为13.72MV A 的负荷，又Ⅰ、Ⅱ类负荷为15.9MV A ，此时不能保障对Ⅰ、Ⅱ类负荷的供电，故变压器的容量应满足：

MVA S

9.15n

≥，故选用两台20MV A 的变压器。

（2）变压器型式的选择 相数的选择：电力系统中大多数为三相变压器，三相变压器较之于同容量的单相变压

器组，其金属材料少20%~25%，运行电能损耗少12%~15%，并且占地面积少，因此考虑优先采用。本变电站所处地理位置交通便利，不受运输条件限制，所以采用三相变压器。

绕组数与结构的选择：本变电站共两个电压等级，110kv 和10kv ，采用双绕组变压器即可，保障了供电的经济性，如采用三绕组变压器，不仅不经济，而且供电可靠性能降低。我国110kv 及以上高压电力系统皆采用中性点直接接地系统，绕组高压110kv 侧采用星形接法，低压10kv 侧采用三角形接法，以抑制线路产生的3次谐波。根据110KV 变电所设计指导，以上选择符合系统对变电所的技术要求，两台相同的变压器同时投入时，可选择型号为

3、电气主接线设计；变电站主接线应满足下列要求：断路器检

修时是否影响供电；设备和线路故障检修时，需要停电的用户数目的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。主接线正常运行时可以根据调度的要求灵活的改变运行方式，达到调度的目的，而且在各种事故或设备检修时，能尽快地退出设备。切除故障停电时间最短、影响范围最小，并且再检修在检修时可以保证检修人员的安全。（3）操作应尽可能简单、方便主接线应简单清晰、操作方便，尽可能使操作步骤简单，便于运行人员掌握。复杂的接线不仅不便于操作，还往往会造成运行人员的误操作而发生事故。但接线过于简单，可能又不能满足运行方式的需要，而且也会给运行造成不便或造成不必要的停电。（4）经济上合理主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上，还应使投资和年运行费用小，占地面积最少，使其尽地发挥经济效益。（5）应具有扩建的可能性

由于我国工农业的高速发展，电力负荷增加很快。因此，在选择主接线时还要考虑到具有扩建的可能性。变电站电气主接线的选择，主要决定于变电站在电力系统中的地位、环境、负荷的性质、出线数目的多少、电网的结构等110kv 侧电气主接线。由于该变电站Ⅰ、Ⅱ类负荷所占比重较大，对供电可靠性要求较高。110kv出线2回，一回备用，可采用单母线分段接线或双母线接线两种方案，当不允许停电检修断路器时，可设置旁路设施，但装设SF6断路器时，检修周期可长达5~10年甚至20年，可以不设旁路设施。10kv侧电气主接线。10kv 出线13回，两回备用，可采用单母线分段或双母线接线两种方案高压110kv侧，采用单母线分段接线，优点是经济灵活，接线简单，操作方便，缺点是可靠性一般；采用双母线接线，优点是供电可靠，扩建方便，缺点是投资有所增加，且占地面积大，由于负荷距离比较近，经过综合比较采用单母线分段接线。10kv侧，单母线分段接线经济灵活，操作方便，但是可靠性一般；双线接线优点是供电可靠，调度灵活，扩建方便，有较高的可靠性，缺点是投资有所增加。鉴于用电负荷多为Ⅰ、Ⅱ类负荷，对可靠性要求较高，故采用双母线接线。

4、短路电流算及电气设备选择；

4.1 短路电流计算条件⑴因为系统电压等级较高，输电导线的截面较大、电阻较小、电抗较大，因此在短路电流的计算过程中忽略R、只计及X。

⑵计算短路电流时所用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式（即最大运行方式），而不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。⑶计算容量按无穷大系统容量进行计算。⑷短路种类一般按三相短路进行计算。⑸短路计算点如下a. d-1—110kV母线短路时的短路计算点； c．d-2—10KV母线短路时的计算点。

4.2 短路电流计算方法与步骤4.2.1方法在工程设计中，短路电流的计算通常采用实用运算曲线法。

4.2.2短路电流计算的步骤选择计算短路点；画出等值网络（次暂态网络）图首先去掉系统中的所有负荷分支、线路电容、各元件的电阻，发电机用次暂态电抗X d”；选取基准容量S j和基准电压U j（kV）（一般取各级的平均电压），计算基准电流I j= S j/√3U j（kA）；

a.计算各元件换算为同一基准值的标么电抗；绘制等值网络图，并将各元

件统一编号，分子标各元件编号，分母标各元件电抗标么值；化简等值网络图为

计算不同短路点的短路电流值，需将等值网络分别化简为以短路点为中心的辐射

形的等值网络；求出各电源与短路点之间的电抗，即转移电抗X nd；求计算电抗X js，