110kV某变电站方案设计

李先国

摘要：电力网络是电能传输的载体，通过分析变电站的原始数據，并通过对该方案的可靠性，灵活性和经济性分析和相应的负荷分析计算，确定可选择的电气主接线方案，为设计的110千伏变电站确定电气主接线方案。根据短路电流计算，选择110kv变电站的主要设备，主要设备通过电气设备的短路稳定性和热稳定性验证。最后，为该110kV变电站的防雷和继电保护配置提高了方案。

关键词：电气主接线 负荷分析 短路电流计算 保护配置

1电气主接线设计和变压器选择

1.1  电气主接线的设计原理

主接线应符合可靠性、灵活性、经济性和发展性[1]。

1、灵活性：

完成电网系统规定的预期功能，除此之外主接线的布置形式应该非常的简便，具有良好的灵活性。

2、经济性：

在保证主接线具有良好灵活性和运行可靠性的前提下，应当尽量做到节约成本。

1）需要对电流进行合理的约束，为了寻找价格合理的电气设备，在终端分路电站中采用直降式（110kV～10kV）变压器。

2）占地面积小：电气设备主接线应当尽量紧凑，为电网系统中其他设备的安装提供有力条件，除此之外，紧凑的布局形势有利于控制成本费用。

1.2  主接线方案的拟定

1.2.1  10kV侧主接线方式拟定

如图2-1所示，灵活性强、稳定性牢固、能够方便进行延伸。

1.2.2  110kV侧主接线方式

根据原始信息得出，110kV进出线为由上级枢纽变电站引来的两路架空线路，所以，变电站110KV侧可以使用最原始的单母线连接方式，或单母线分段接线方式，以提供相对较强的供电可靠性性。

1.3 110kV变电所主接线方案与比较

1.3.1  110kV变电所主接线方案

方案一：

110kV侧母线为单母线接线;10kV侧为单母线分段接线方式。

方案二：

110kV及10kV侧均采用单母线分段接线。

1.3.2  110kV变电所主接线方案的比较

尽管负荷不算高，然10kV侧出线有10回。当采用单母线接线方式进行连接时电网系统接线具有简单明了等优势，除此之外所应用的设备较少，且操作起来非常方便。而使用单母线分段接线在运行的过程中，操作非常的简便、灵活性强，且成本相较于不分段接线提升不大，又能提高一定可靠性。

分段母线的优势在于确保所用电能可从不同的出线中得到电源，同时当一段母线出现问题时断路器会自动将故障减掉，此时可保证母线正常供电。

对单母线和分段母线在实际应用中的优缺点进行比较后可知，单母线的可靠性地，方案二经济性稍微的比方案一的经济性要低一些，操作灵活性也不低，按照原始信息得出，方案二能够得到标准，而且按照其可靠性、经济性、灵活性，方案二更加的满足此次设计所有的要求，因此，选择方案二。

1.3.3  110kV变电所主接线图

1.4  变压器的选择

主接线的形式与配电装置的结构受到了主变的容量、台数的直接影响，主变的容量、台数的选择不仅需要参照相应的基础资料，除此之外也取决于输送功率的大小，同系统之间具有密切的相关性，由此可知，变压器的型号选择和台数确定对于电网系统是否能够正常运行而言十分重要。

1.4.1  主变台数的确定

1、选择原则

1）通常在变电站装设两点变压器;

2）对大型工业专用变电站，考虑装三台变压器;

3）为了方便符合发展，可进行二次设计，更换变压器容量。

2、主变台数的选择

根据已有的数据资料可知，本变电所是110KV一般性终端变电站，按照分析结果，选择两台共40MVA变压器，一次性设计并建成。

1.4.2  变压器型号的确定

1、选择原则

1）变压器的容量需要根据变电站未来5-10年的负荷规划来进行设计，除此之外在进行选择时还要考虑事故时期变压器的过载能力。

2）必须考虑变压器存在需要停止运行的情况，从普通变电站的角度来看，如果主变压器因事故或检查而关闭，剩余的变压器容量应能够容纳所有负载的70%至80%，而本设计根据原始资料要求，要能满足最大容量95%的满负荷。

3）同一电压等级的单台降压变压器的级别不应该太复杂，实施系列化，标准化。

2、主变压器容量确定

按照选择原则与已经确定采用的两台主变压器，而且设计每台变压器有30%过负荷能力，如果一台变压器单独运行的时候，按原始任务书所提出的应该确保满负荷95%的供电能力。再考虑未来5-10年的负荷发展情况，取15%发展裕量

通过变压器容量计算：S=17.355×（1+15%）=19.958MVA

根据原始资料最大负荷为95%满负荷，故一台主变应承担的系统容量为： =19.958×0.95=18.9601MVA

2 短路计算

2.1 短路电流计算的目的

（1）短路电流计算可为主接线方案提供更好的理论依据。

（2）有利于电力设备的校验和选择。

（3）可更为方便的完成继保配置，为后续计算提供依据。

（4）可为电网规划提供条件。

（5）有利于消除短路的影响，

2.2 短路电流计算的规定、假设条件和步骤

2.2.1 短路电流计算的一般规定

（1）在进行短路计算时选择短路情况下所能产生的最大电流运行方式进行计算。

（2）容量不仅包含现有容量还要考虑负载情况，同时要适应变电站未来一段时间的发展需求。

2.2.2 短路电流计算的一般步骤

（1）短路点合理选择。

（2）根据实际接线情况选择电路图，求出电路不同部分的阻抗。

（3）求取短路电流有名值

（4）求取冲击值

（5）求取冲击电流有名值

（6）分析计算结果

结论

增建新的变电站以减少每个变电站的供电半径能有效提高用户的用电质量。所以针对特定区域的110kV变电站方案设计具有实际意义。根据短路电流计算，选择110kv变电站的主要设备，主要设备通过电气设备的短路稳定性和热稳定性验证。最后，为该110kV变电站的防雷和继电保护配置提高了方案。毕竟机械反面是需要严谨的态度，不能做事马虎，那样一件事才能做好，学会理解别人，学会多虚心向别人学习和合作，相互理解包容。这次的设计已经告一段落。纵观此次完成毕业设计的过程，避免不了的是存在较多的不足。但是，通过自身不断努力与老师的悉心指导，解决了许多遇到的问题并完善自己的不足。通过此次设计，我更加清晰的懂得了设计变电站的流程，并且加强了大学期间学到的各个课程之间的联系。我发现问题、解决问题的能力得到了提升，考虑问题也更加全面。

参考文献：

[1]  卓乐友.电力工程电气设计200例[M].北京：中国电力出版社，2004.

（作者身份证号码：430821198201054219）