110KV降压变电站电气部分设计毕业设计

110KV降压变电站电气部分设计摘要本文首先依据设计任务书，结合我单位正在建设中的110KV李村变电站，分析负荷发展趋势。

通过对负荷的分析，从安全、经济、可靠性方面考虑，确定了110KV，35KV,10KV及站用电主接线。

然后又通过负荷计算及供电范围确定主变压器台数、容量和型号。

最后，根据最大持续工作电流及短路电流计算的结果，对断路器、隔离开关、母线、绝缘子和穿墙套管、PT、CT进行了选型及继电保护配置，综合以上绘制了电气主接线图、保护配置图、10KV配电装置图、短路电流计算及设备选型等相关设计图纸，从而完成了110KV李村变电站电气部分的设计。

本文由郑州电力高等专科学校电力工程系郭琳老师精心指导，所设计的内容力求概念清楚，层次分明，在此，谨对老师表示最崇高的敬意和最诚挚的感谢！由于本人水平有限，错误和不妥之处在所难免，敬请各位老师批评指正。

关键词：变电站变压器接线短路电流保护第一部分110kV变电站电气部分设计说明书第一章概述1、地区电网的特点和待建站的作用由于该地区近期负荷发展需要（现运行一座35KV简易站）及按照电力先行的原则，依据远期负荷发展，决定在本区兴建1中型110kV 变电所。

该变电所建成后，主要对本区用户供电为主，尤其对本地区大用户进行供电。

改善提高供电水平。

同时和其他地区变电所联成环网，提高了本地供电质量和可靠性。

2、环境条件(1)当地年最高温度为35℃, 年最低温度为-7℃；(2)当地海拔高度为70米；(3)当地雷暴日数为60日/年；(4)本变电站所处本地区无污秽，土壤电阻率200Ω.m3、变电站的负荷情况(1)变电站类型：110kV 变电工程(2)主变台数：最终两台(要求第一期工程全部投入)(3)电压等级：110kV、35kV、10kV(4)出线回数及传输容量①110kV 有两个系统供电S1 本变—漯河变 5kmS2 本变—西皋变 10km备用两回②35kV 出线6回本变—万金变 10MVA 20km本变—肉联厂 6MVA 8km本变—召陵变 15MVA 5km本变—纸厂 4MVA 3km备用两回③10kV 出线8 回本变—啤酒厂 1000KVA 3km本变—化工厂 3000KVA 3km本变—医院 500KVA 5km本变—机械厂 1500KVA 4km备用四回④站用电100KVA4、系统作无穷大电源考虑：漯河变 Xmax=0.4331，Xmin=0.5153.西皋变 Xmax=0.2396，Xmin=0.5055.第二章电气主接线设计现代电力系统是一个巨大的、严密的整体。

各类发电厂、变电站分工完成整个电力系统的发电、变电和配电的任务。

其主接线的好坏不仅影响到发电厂、变电站和电力系统本身，同时也影响到工农业生产和人民日常生活。

因此，发电厂、变电站主接线必须满足以下基本要求。

1、运行的可靠断路器检修时是否影响供电；设备和线路故障检修时，停电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。

2、具有一定的灵活性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。

2.1 110kV电气主接线由于此变电站是为了某地区电力系统的发展和负荷增长而拟建的。

那么其负荷为地区性负荷。

变电站110kV侧和10kV侧，均为单母线分段接线。

110kV～220kV出线数目为5回及以上或者在系统中居重要地位，出线数目为4回及以上的配电装置。

在采用单母线、分段单母线或双母线的35kV～110kV系统中，当不允许停电检修断路器时，可设置旁路母线。

2.1及图2.2所示。

图2.1单母线分段带旁母接线图2.2双母线带旁路母线接线对图2.1及图2.2所示方案Ⅰ、Ⅱ综合比较，见表2-1。

表2-1 主接线方案比较表在技术上（可靠性、灵活性）第Ⅱ种方案明显合理，在经济上则方案Ⅰ占优势。

鉴于此站为地区变电站应具有较高的可靠性和灵活性。

经综合分析，决定选第Ⅱ种方案为设计的最终方案。

2.2 35kV电气主接线电压等级为35kV～60kV，出线为4～8回，可采用单母线分段接线，也可采用双母线接线。

为保证线路检修时不中断对用户的供电，采用单母线分段接线和双母线接线时，可增设旁路母线。

但由于设置旁路母线的条件所限（35kV～60kV出线多为双回路，有可能停电检修断路器，且检修时间短，约为2～3天。

）所以，35kV～60kV采用双母线接2.4所示。

图2.3单母线分段带旁母接线图2.4双母线接线对图2.3及图2.4所示方案Ⅰ、Ⅱ综合比较。

见表2-2表2-2 主接线方案比较经比较两种方案都具有易扩建这一特性。

虽然方案Ⅰ可靠性、灵活性不如方案Ⅱ，但其具有良好的经济性。

鉴于此电压等级不高，可选用投资小的方案Ⅰ。

2.3 10kV电气主接线6～10kV配电装置出线回路数目为6回及以上时，可采用单母线分段接线。

而双母线接线一般用于引出线和电源较多，输送和穿越功率较大，要求可靠性和灵活性较高的场合。

上述两种方案如图2.5及图2.6所示。

2.5单母线分段接线图2.6双母线接线对图2.5及图2.6所示方案Ⅰ、Ⅱ综合比较，见表2-3表2-3 主接线方案比较经过综合比较方案Ⅰ在经济性上比方案Ⅱ好，且调度灵活也可保证供电的可靠性。

所以选用方案Ⅰ。

2.4 站用电接线一般站用电接线选用接线简单且投资小的接线方式。

故提出单母线分段接线和单母线接线两种方案。

上述两种方案如图2.7及图2.8所示。

图2.7单母线分段接线图2.8单母线接线对图2.7及图2.8所示方案Ⅰ、Ⅱ综合比较，见表2-4。

表2-4 主接线方案比较经比较两种方案经济性相差不大，所以选用可靠性和灵活性较高的方案Ⅰ。

第三章负荷计算及变压器选择3.1 负荷计算要选择主变压器和站用变压器的容量，确定变压器各出线侧的最大持续工作电流。

首先必须要计算各侧的负荷，包括站用电负荷（动力负荷和照明负荷）、10kV负荷、35kV负荷和110kV侧负荷。

由公式s C=k t∑(P/cosϕ)(1+а%)式中s C——某电压等级的计算负荷k t——同时系数（35kV取0.9、10kV取0.85、35kV各负荷与10kV 各负荷之间取0.9、站用负荷取0.85）а%——该电压等级电网的线损率，一般取5%P、cosϕ——各用户的负荷和功率因数3.1.1 站用负荷计算S站=0.85×100×(1+5%)=89.25KVA≈0.089MVA3.1.2 10kV负荷计算S10KV=0.85×(1+3+0.5+1.5)×(1+5%)=5.355MVA3.1.3 35kV负荷计算S35KV=0.9×(10+6+15+4)×(1+5%)=33.075MVA3.1.4 110kV负荷计算S110KV=0.9×(6+35)×(1+5%)+ S站=37.895+0.089=38.834MVA3.2 主变台数、容量和型式的确定3.2.1变电所主变压器台数的确定主变台数确定的要求：1.对大城市郊区的一次变电站，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电站以装设两台主变压器为宜。

2.对地区性孤立的一次变电站或大型专用变电站，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。

考虑到该变电站为一重要中间变电站，与系统联系紧密，且在一次主接线中已考虑采用旁路呆主变的方式。

故选用两台主变压器，并列运行且容量相等。

3.2.2变电所主变压器容量的确定主变压器容量确定的要求：1.主变压器容量一般按变电站建成后5～10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期10～20年的负荷发展。

2.根据变电站所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。

对于有重要负荷的变电站，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在设计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷：对一般性变电站停运时，其余变压器容量就能保证全部负荷的60～70%。

S e=38.834MVA由于上述条件所限制。

所以，两台主变压器应各自承担19.417MVA。

当一台停运时，另一台则承担70%为27.184MVA。

故选两台31.5MVA的主变压器就可满足负荷需求。

3.2.3 变电站主变压器型式的选择具有三种电压等级的变电站中，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%以上或低压侧虽无负荷，但在变电站内需装设无功补偿设备时，主变压器采用三饶组。

而有载调压较容易稳定电压，减少电压波动所以选择有载调压方式，且规程上规定对电力系统一般要求10K V及以下变电站采用一级有载调压变压器。

故本站主变压器选用有载三圈变压器。

我国110kV及以上电压变压器绕组都采用Y 连接；35kV采用Y连接，其中性点多通过消弧线圈接地。

35kV以下电压变压器绕组都采用Δ连接。

故主要参数如下：3.3 站用变台数、容量和型式的确定3.3.1站用变台数的确定对大中型变电站，通常装设两台站用变压器。

因站用负荷较重要，考虑到该变电站具有两台主变压器和两段10kV母线，为提高站用电的可靠性和灵活性，所以装设两台站用变压器，并采用暗备用的方式。

3.3.2站用变容量的确定站用变压器容量选择的要求：站用变压器的容量应满足经常的负荷需要和留有10%左右的裕度，以备加接临时负荷之用。

考虑到两台站用变压器为采用暗备用方式，正常情况下为单台变压器运行。

每台工作变压器在不满载状态下运行，当任意一台变压器因故障被断开后，其站用负荷则由完好的站用变压器承担。

S站=89.25/(1-10%)=99.2KVA3.3.3 站用变型式的选择考虑到目前我国配电变压器生产厂家的情况和实现电力设备逐步向无油化过渡的目标，可选用干式变压器。

故站用变参数如下：因本站有许多无功负荷，为了防止无功倒送也为了保证用户的电压，以及提高系统运行的稳定性、安全性和经济性，应进行合理的无功补偿。

电容器装置应设置在主变压器的低压侧或主要负荷侧，电容器装置宜用中性点不接地的星型接线。