110KV中间变电站的设计及实现

　　摘要：变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用，是电力系统的重要组成部分。该文主要通过负荷分析，进行电压等级选择，并根据短路点和电压等级的额定电压和最大持续工作电流，计算出短路电流，并进行设备选择，从而设计了一座110KV降压变电站。
　　关键词：负荷分析；电压等级；短路电流
　　中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)08-1933-02
　　变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用，是电力系统的重要组成部分。本变电站是南阳市方城县区110kV变电所负荷中心的新建变电站，除供给县区工业及生活用电外，还向周围乡镇工业企业及农业供电。本文主要通过负荷分析，进行电压等级选择，并根据短路点和电压等级的额定电压和最大持续工作电流，计算出短路电流，并进行设备选择，从而设计一座性能稳定、安全性高的110KV降压变电站。
　　1变压器设计
　　变压器是变电站的重要设备，其容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构，为保证供电可靠性，变电所一般设有两台主变压器。它们采用暗备用方式，即一台变压器停止运行时，另一台变压器能保证全部负荷的60%。设计中的110KV及以上电压，变压器绕组都采用Y0连接；35KV亦采用Y连接，而35KV及以下电压，变压器绕组都采用△连接。
　　在变压器中，无功补偿是保证电压质量、减少网络中的有功功率的损耗和电压损耗的重要环节。同时对增强系统的稳定性有重要意义。目前无功补偿装置主要有两大类：串联补偿装置和并联补偿装置。其中采用并联的电力电容器可按三角形和星形接法连接在变电所母线上，既可集中安装，又可分散装设来接地供应无功率，运行时功率损耗亦较小。此外，由于它没有旋转部件，维护也较方便。为了在运行中调节电容器的功率，也可将电容器连接成若干组，根据负荷的变化，分组投入和切除。根据用户侧装设的电容器，需要进行无功补偿的容量可有公式（1）实现：
　　Qc=αS(tanφ1-tanφ2)=0.8*27.37*(tan(arccos0.8)-tan(arccos0.9))=1.418Mvar（1）
　　αS -负荷功率因数，tancosφ2-变压器功率因数
　　电气主接线是对电力系统整体本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备配电装置选择，继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此本着以上原则，采用分段单母线配电装置，其接线简单清晰，设备少，操作方便，便于扩建和采用成套配电装置，检修与其相连的任一回线的断路器时，该回路均可以不停电，可以提高供电的可靠性。原理图如图1所示。
　　主接线线路中主要有隔离开关、断路器、电流互感器、电压互感器等设备组成。中小型发电机出口一般应装设隔离开关；容量为220MW及以上大机组与双绕组变压器为单元连接时，其出口不装设隔离开关，但应有可拆连接点。另外为保证电器和母线的检修安全，35KV及以上每段母线根据长度宜装设1—2组接地刀闸或接地器，每两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和母联隔离开关上，也可装于其他回路母线隔离开关的基座上。必要时可设置独立式母线接地器。
　　3短路电流计算
　　短路电流计算目的是为了电气主接线比选；选择导体和电器；确定中性点接地方式；计算软导线的短路摇摆；确定分裂导线间隔棒的间距；验算接地装置的接触电压和跨步电压；选继电保护装置，进行整定。因此短路电流计算是电力系统设计环节中必不可少的。该电力系统接线简图如图2所示。
　　图2电力系统接线简图3. 1双电源供电设计
　　当系统选用双电源供电设计时，其系统短路等效电路图如图3所示。取基准容量Sd=100MVA，基准电压Ud1=115kV、Ud2= 37kV，Ud3=10.5kV，则
　　Id1=Sd /图3系统短路等效电路图
　　通过系统计算，最大运行方式短路电流如表1所示。
　　表1最大运行方式短路电流参数
　　3.2单电源供电设计
　　因为在最大运行方式下，双电源供电时系统容量最大，提供的短路电流也最大，所以在单个系统运行时只需要计算其最小运行方式下的短路电流。由此得：
　　最小运行方式下Xsmax＝0.175+0.167＝0.342（2）电源计算电抗：Xjs1=0.342×=4.42；（3）
　　推演得出：短路电流：If0.2=0.424×6.53=2.77KA和冲击电流：
　　4结论
　　通过对电气主接线方案的论证以及短路电流的计算和保护，设计了一座110KV降压变电站。该电站性能稳定、安全性高，完成了变电站变换和分配电能的工作，对以后的工作和生活起到了良好的辅助作用。
　　参考文献：
　　[1]孙丽华.电力工程气工程电气设备手册.（上册下册）[M].电力工业部西北电力设计院.
　　[2]电力系统设计技术规程（试行）SD131-84[M].北京:中国电力