110KV降压变电所设计方案

第一章原始资料分析 1.1变电所性质与规模

本110kv变电站就是为满足用户某市区生产及生活的供电建议新建的一个110kv升压变电所；该变电站设计装2台主变压器。电压等级：110/10kv 线路回数：110kv；3回，备用1回；10kv；16回，备用2回； 1.2负荷概况

本变电所是10kv出线，出线回路数为16回，备用2回，每回的最大输送容量为4mw，负荷功率因数cosφ=0.8，同时率为0.85；远景合计负荷30mw；负荷均有一级、二级负荷。 1.3所址地理及气象条件

所址地区平均海拔高度200m，地势平坦，属于轻震区。年最高气温+40℃，年最低气温-18℃，年等值气温+15℃，最热月平均最高气温+32℃，最大风速为28m/s，主导风向西北，最大覆冰厚度b=10mm。微风风速为3.5m/s，属于我国ⅷ类标准气象区。土壤热阻率为120℃cm/w,土温20℃。 1.4系统情况

（1）最大运行方式时：s1=550mva，xs1=0.7；s2=1350mva，xs2=0.55；（2）最小运行方式时：s1=500mva，xs1=0.75；s2=1300mva，xs2=0.6； （3）系统可以确保本所110kv母线电压波动在±5%以内。 1.5设计内容

1.电气一次部分。①变电所总体分析；②负荷分析与主变压器挑选；③电气主接线设计；④短路电流排序；⑤电气设备挑选；⑥配电装置与电气总平面设计；⑧防火维护设计。 2.电气二次部分。①110kv线路保护整定计算；②10kv线路保护整定计算；③变压器保护整定计算；④110kv母线保护整定计算；⑤变压器保护、控制、测量、信号及端子排设计计。 -1-

第二章电气主接线设计

把变压器、断路器等按预期生产流程连成的电路，称作电气主接线。电气主接线就是由高压电器通过连接线，按其功能建议共同组成拒绝接受和分配电能的电路，沦为传输弱

电流、低电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。用规定的设备文字和图形符号并按工作顺序排列，详尽地则表示电气设备或机械设备装置的全部基本共同组成和相连接关系的单线接线图，表示居多接线电路图。 2.1电气主接线的设计原则和要求

电气主接线的基本原则就是以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、、技术规定、标准为准绳，融合工程实际情况，在确保供电可信、调度有效率、满足用户各项技术建议的前提下，兼具运转、保护便利，尽可能地节省投资，就近贴近生活，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，秉持可信、一流、适用于、经济、美观的原则。 (1)接线方式：对于变电站的电气接线，当能满足运行要求时，其高压侧应尽可能采用断路器较少或不用断路器的接线，如线路―变压器组或桥形接线等。若能满足继电保护要求时，也可采用线路分支接线。在110kv～220kv配电装置中，当出线为2回时，一般采用桥形接线；当出线不超过4回时，一般采用分段单母线接线。在枢纽变电站中，当110～220kv出线在4回及以上时，一般采用双母接线。

（2）设计主接线的基本建议：在设计电气主接线时，应当并使其满足用户供电可信，运转有效率和经济等项基本建议。①可靠性：安全可靠就是电力生产的首要任务，确保供电可信就是电气主接线最基本的建议。电气主接线的可靠性不是绝对的。同样形式的主接线对某些发电厂和变电站来说就是可信的，而对另外一些发电厂和变电站则不一定能够满足用户可靠性建议。所以，在分析电气主接线的可靠性时，必须考量发电厂和变电站在系统中的地位和促进作用、用户的负荷性质和类别、设备生产水平及运转经验等诸多因素。 ②灵活性：电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活地进行运行方式的转换。灵活性包括以下几个方面：

a、并作的方便性b、调度的方便性c、改建的方便性

③经济性：在设计主接线时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。通常设计应在满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理。经济性主要从以下几方面考虑： a、节省一次投资b、占地面积太少c、电能损耗太少 2.2电器气主接线设计步骤

电气主接线的具体内容设计步骤如下：（1）分析完整资料 -2-

①工程情况：主要包含变电站类型，设计规划容量（近期，远景），主变台数及容量等。

②电力系统情况：电力系统近期及远景发展规划（5～10年），变电站在电力系统中的位置和作用，本期工程和远景与电力系统连接方式以及各级电压中性点接地方式等。 ③负荷情况：包含负荷的性质及其地理位置、电网电压等级、出线回去路数及运送容量等。

④环境条件：包括当地的气温、湿度、覆冰、污秽、风向、水文、地质、海拔高度及地震等因素，对主接线中电气设备的选择和配电装置的实施均有影响。

⑤设备供货情况：这往往就是设计若想设立的关键前提，为圣戈当县设计的主接线具备可行性，必须对各主要电气设备的性能、生产能力和供货情况、价格等资料汇聚并分析比较。确保设计的先进性、经济性和可行性。(2)制订主接线方案

根据设计任务书的要求，在原始资料分析的基础上，可拟定出若干个主接线方案。因为对出线回路数、电压等级、变压器台数、容量以及母线结构等考虑不同，会出现多种接线方案。应依据对主接线的基本要求，结合最新技术，确定最优的技术合理、经济可行的主接线方案。

（3）短路电流排序

对拟定的主接线，为了选择合理的电器，需进行短路电流计算。（4）主要电器选择 包含高压断路器、隔绝控制器、母线等电器的挑选。（5）绘制电气主接线图 将最终确定的主接线，按工程要求，绘制工程图。 2.3本变电站电气主接线设计 （1）110kv侧主接线

从完整资料所述，110kv母线存有4回去进线，4回去出线。110kv～220kv出线数目为5林蝠以上或者在系统中居关键地位，出线数目为4林蝠以上的配电装置。在使用单母线分段或双母线的35kv～110kv系统中，当不容许停水检修断路器时，可以设置旁路母线。方案（一）：使用单母线分段拎旁路接线断路器经过长期运转和阻断数次短路电流后都须要检修。为了能够并使使用单母线分段的配电装置检修断路器时，不中断供电，可以加设旁路母线。

单母线分段带有专用的旁路断路器的旁路母线接线极大的提高了可靠性，但是这也增加了一台断路器和一条母线的投资。方案（二）：双母线接线优点：

（1）供电可信，通过两组母线隔绝控制器的滤除操作方式，可以轮流检修一组母线而

不至于供电中断，一组母线故障后能迅速恢复供电，检修任一组的母线隔

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离开关时只停该回路。

（2）改建便利，需向双母线的左右任何一个方向改建，均不影响两组母线的 电源和负荷的平均分配，不会引起原有回路的停电，以致连接不同的母线段，不会如单母线分段那样导致交叉跨越。

（3）易于试验，当个别电路须要时单独展开试验时可以将该架路分离，单独接至 一组母线上。缺点：

（1）减少一组母线和每电路须要减少一组母线隔绝控制器，投次大。 （2）当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器容易误操作，为了避免 隔绝控制器误操作可于隔绝控制器和断路之间装设连锁装置。

对于110kv侧来说，因为它要供给较多的一类、二类负荷、因此其要求有较高的可靠性。

对照以上两种方案，双母线接线供电可靠性低，但并无旁路母线检修断路器时须要停水而且双母线接线繁杂，采用设备多、投资很大；使用单母线分段拎旁路的电气接线可以将i、ii类负荷的双回电源线相同的分段母线上，当其中一段母线故障时，由另一段母线提供更多电源，从而可以确保供电可靠性；而且拎旁路可以在检修断路器时对用户展开供电。故经过综合考量使用方案（一）。 （2）10kv侧主接线 方案（一）:使用单母线接线

优点：接线简单清晰、设备少、投资少、运行操作方便、且有利于扩建。缺点：可靠性、灵活性差，母线故障时，各出线必须全部停电。方案（二）：单母线分段优点： (1)母线出现故障时，仅故障母线暂停供电，非故障母线仍可以稳步工作，增大母线故障影响范围。

(2)对双回线路供电的重要用户，可将双回路接于不同的母线段上，保证对重要用户的供电。

缺点：当一段母线故障或检修时，必须断裂在该段上的全部电源和带出线，这样增加了系统的供电量，并使该电路供电的用户停水。

单母线接线可靠性低，当母线故障时，各出线须全部停电，不能满足i、ii类负荷供电性的要求，故不采纳；将i、ii类负荷的双回电源线不同的分段母线上，当其中一段母线故障时，由另一段母线提供电源，从而可保证供电可靠性。故采用方案（二） -4-

第三章负荷计算及变压器选择 3.1负荷排序

负荷计算是供电设计计算的基本依据和方法，计算负荷确定得是否正确无误，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。对供电的可靠性非常重要。计算负荷由公式sc?kt?i?1np?1??%?cos?式中sc――某电压等级的计算负荷 kt―同时系数（这里挑0.85） ?%――该电压等级电网的线损率，取5% p、cos?――各用户的负荷和功率因数 10kv侧计算负荷：

近期负荷：p近10=0.8+4+1.5+1.2+2.5+3.5+0.4+1.3+1.5+1.2=17.9mw远期负荷：p离10=1.5+6+3+3+4+5+1+2+2.5+2+21+1=52mw则10kv两端排序负荷

36?3?4?5?1?2?2.5?2?21?1??1.5s10=0.85*1?5%??58.21mva0.750.780.8??3.2主变压器的选择

主变的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构，它的挑选依据 除了依据基础资料外，还取决于输送功率的大小，与系统联系的紧密程度。另外主变选择的好坏对供电可靠性和以后的扩建都有很大影响。总之主变的选择关系到待建变电站设计的成功与否，所以对主变的选择我们一定要全方面考虑。既要满足近期负荷的要求也要考虑到远期。一、变电所主变压器的选择有以下几点原则

（1）在变电所中，通常装设两台主变压器；终端或分支变电所，例如只有一个电源进线，可以只装设一台主变压器；对于330kv、550kv变电所，经技术经济为合理时，可以装设3~4台主变压器。（2）对于330kv及以下的变电所，在设备运输不受到条件管制时，均使用三相变压器。500kv变电所，应当经技术经济论证后，确认就是使用三相变压器，还是单相变压器组，以及与否成立水泵的单相变压器。

（3）装有两台及以上主变压器的变电所，其中一台事帮停运后，其余主变压器的容量应保证该所全部负荷的70%以上，并应保证用户的一级和全部二级负荷的供电。 -5-