（完整word版）110KV变电站设计,110kv,35kv,10kv，三个电压等级 第1章原始资料及其分析
1.1 绪论
电⼒⼯业是国民经济的⼀项基础⼯业和国民经济发展的先⾏⼯业，它是⼀种将煤、⽯油、天然⽓、⽔能、核能、风能等⼀次能源转换成电能这个⼆次能源的⼯业，它为国民经济的其他各部门快速、稳定发展提供⾜够的动⼒，其发展⽔平是反映国家经济发展⽔平的重要标志。
由于电能在⼯业及国民经济的重要性，电能的输送和分配是电能应⽤于这些领域不可缺少的组成部分。所以输送和分配电能是⼗分重要的⼀环。变电站使电⼚或上级电站经过调整后的电能输送给下级负荷，是电能输送的核⼼部分。其功能运⾏情况、容量⼤⼩直接影响下级负荷的供电，进⽽影响⼯业⽣产及⽣活⽤电。若变电站系统中某⼀环节发⽣故障，系统保护环节将动作。可能造成停电等事故，给⽣产⽣活带来很⼤不利。因此，变电站在整个电⼒系统中对于保护供电的可靠性、灵敏性等指标⼗分重要。 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。这就要求变电所的⼀次部分经济合理，⼆次部分安全可靠，只有这样变电所才能正常的运⾏⼯作，为国民经济服务。
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变电站是汇集电源、升降电压和分配电⼒场所，是联系发电⼚和⽤户的中间环节。变电站有升压变电站
和降压变电站两⼤类。升压变电站通常是发电⼚升压站部分，紧靠发电⼚，降压变电站通常远离发电⼚⽽靠近负荷中⼼。这⾥所设计得就是110KV降压变电站。它通常有⾼压配电室、变压器室、低压配电室等组成。 变电站内的⾼压配电室、变压器室、低压配电室等都装设有各种保护装置，这些保护装置是根据下级负荷的短路、最⼤负荷等情况来整定配置的，因此，在发⽣类似故障是可根据具体情况由系统⾃动做出判断应跳闸保护，并且，现在的跳闸保护整定时间已经很短，在故障解除后，系统内的⾃动重合闸装置会迅速和闸恢复供电。这对于保护下级各负荷是⼗分有利的。这样不仅保护了各负荷设备的安全有利于延长使⽤寿命，降低设备投资，⽽且提⾼了供电的可靠性，这对于提⾼⼯农业⽣产效率是⼗分有效的。⼯业产品的效率提⾼也就意味着产品成本的降低，市场竞争⼒增⼤，进⽽可以使企业效益提⾼，为国民经济的发展做出更⼤的贡献。⽣活⽤电等领域的供电可靠性，可以提⾼⼈民⽣活质量，改善⽣活条件等。可见，变电站的设计是⼯业效率提⾼及国民经济发展的必然条件。
1.2 原始资料
待建变电站是该地区农⽹改造的重要部分，预计使⽤3台变压器，初期⼀次性投产两台变压器，预留⼀台变压器的发展空间。
1.2.1 电压等级
变电站的电压等级分别为110kV、35kV、10kV。
110kV ：2回
35kV ：5回(其中⼀回备⽤)
10kV ：12回(其中四回备⽤)
1.2.2 变电站位置⽰意图：
图1-1 变电站位置⽰意图
1.2.3 待建变电站负荷数据(表1-1)：
表1-1 待建成变电站各电压等级负荷数据
注：
(1).35kV,10kV负荷功率因数均取cos￠=0.85
(2).负荷同时率：35kV kt=0.9
10kV kt=0.85
(3).年最⼤负荷利⽤⼩时数均为Tmax=3500⼩时/年
(4).⽹损率为 A%=8%
(5).站⽤负荷为 50kW cos￠=0.87
(6).35kV侧预计新增远期负荷20MV 10kV侧预计新增远期负荷6MV
1.2.4 地形地质
站址选择在地势平坦地区，四周皆为农⽥，地质构造皆为稳定区，站址标⾼在50年⼀遇的洪⽔位以上，地震烈度为6度以下。 1.2.5 ⽔⽂⽓象
年最低⽓温为5度，最⾼⽓温为40度，⽉最⾼平均⽓温为31度，年平均⽓温为22度，降⽔量为2000毫⽶，炎热潮湿。
1.2.6 环境
站区附近⽆污染源
1.3 原始资料分析
要设计的变电站由原始资料可知有110千伏，35千伏，10千伏三个电压等级。由于该变电站是在农⽹改造的⼤环境下设计的，所以⼀定要考虑到农村的实际情况。农忙期和农闲期需电量差距较⼤，⽽且考虑到城镇地区的经济发展速度很快，所以变压器的选择考虑⼤容量的，尽量满⾜未来⼏年的发展需要。为了彻底解决农⽹落后的情况，待建变电站的设计尽可能的超前，采⽤⽬前的⾼新技术和设备。待建变电站选择在地势平坦区为以后的扩建提供了⽅便。初期投⼊两台变压器，当⼀台故障或检修时，另⼀台主变压器的容量应能满⾜该站总负荷的60%，并且在规定时间内应满⾜⼀、⼆级负荷的需要。站址选择在地势平坦地区，四周皆为农⽥，地质构造皆为稳定区，站址标⾼在50年⼀遇的洪⽔位以上，地震烈度为6度以下。
第2章负荷分析
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2.1 负荷分析的⽬的
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。如计算负荷确定过⼤，将使电器和导线选得过⼤，造成投资和有⾊⾦属的消耗浪费，如计算负荷确定过⼩⼜将使电器和导线电缆处过早⽼化甚⾄烧毁，造成重⼤损失，由此可见正确负荷计算的重要性。负荷计算不仅要考虑近期投⼊的负荷，更要考虑未来⼏年发展的远期负荷，如果只考虑近期负荷来选择各种电⽓设备和导线电缆，那随着经济的发展，负荷不断增加，不久我们选择的设备和线路就不能满⾜要求了。所以负荷计算是⼀个全⾯地分析计算过程，只有负荷分析正确⽆误，我们的变电站设计才有成功的希望。
2.2 待建变电站负荷计算
2.2.1 35kV 侧
近期负荷：P 近35=15+10+15+20=60MW (2.1) 远期负荷：P 远35=20MW (2.2)
∑=n
i Pi 1
=60+20=80MW (2.3) P 35＝
∑=n i Pi 1
k ˊ(1+k")=80*0.9*(1+0.08)=77.76MW (2.4)
Q 35＝P ·tg φ＝P ·tg(cos －10.85)=48.20 MVar (2.5) 视在功率 S g35＝
湿电除雾器φ
cos P
=
85
.076.77=91.482 MVA (2.6)
I N35 =N
U S 3=353482橡皮弹
.91?=1.509kA (2.7)
2.2.2 10kV 侧
近期负荷：P 近10=0.56+0.5+0.63+0.42+0.8+0.78+0.9+0.7=5.29MW (2.8) 远期负荷：P 远10=6MW (2.9) ∑=n
i Pi 1=5.29+6=11.29MW (2.10)
P 10＝∑=n
i Pi 1
k ˊ(1+k")=11.29*0.85*(1+0.08)=10.364MW (2.11)
Q 10＝P ·tg φ＝P ·tg(cos －10.85)=6.423 MVar (2.12) 视在功率
S g10＝φcos P
=85.0364
.10=12.192 MVA (2.13) I N10 =N U S
3=103192
.12?=0.7039kA (2.14)
2.2.3 站⽤电容量
S g 所＝cos φP ＝87.005
液压缸位移传感器.0＝0.057MVA (2.15)
2.2.4 待建变电站供电总容量
S ∑=S g35+S g10+S g 所= 91.482+12.192+0.057＝103.731(MVA) (2.16) P ∑=P 35+P 10+P 所=77.76+10.364+0.05＝
88.174(MW) (2.17)
第3章变压器的选择
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，它的选择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。
3.1 变电所主变压器的选择有以下⼏点原则：
(1).在变电所中，⼀般装设两台主变压器；终端或分⽀变电所，如只有⼀个电源进线，可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，在设备运输不受条件限制时，均采⽤三相变压器。500kV变电所，应经技术经济论证后，确定是采⽤三相变压器，还是单相变压器组，以及是否设⽴备⽤的单相变压器。
(3).装有两台及以上主变压器的变电所，其中⼀台是当停运后，其余主变压器的容量应保证该所全部负荷的60%以上，并应保证⽤户的⼀级和全部⼆级负荷的供电。
(4).具有三种电压等级的变电所，如各侧的功率均达到主变压器额定容量的15%以上，或低压侧虽⽆负荷，但需装设⽆功补偿设备时，主变压器⼀般先⽤三绕组变压器。
(5).与两种110kV及以上中性点直接接地系统连接的变压器，⼀般优先选⽤⾃耦变压器，当⾃耦变压器的第三绕组接有⽆功补偿设备时，应根据⽆功功率的潮流情况，校验公共绕组容量，以免在某种运⾏⽅式下，限制⾃耦变压器输出功率。
(6).500kV变电所可选⽤⾃耦强迫油循环风冷式变压器。主变压器的阻抗电压(即短路电压)，应根据电⽹情况、断路器断流能⼒以及变压器结构选定。
(7).对于深⼊负荷中⼼的变电所，为简化电压等级和避免重复容量，可采⽤双绕组变压器。
3.2 主变台数的确定
由原始资料可知，待建变电站是在农⽹改造的⼤环境下建设的。负荷⼤，出线多，且农⽤电受季节影响⼤，所以考虑初期⽤两台⼤容量主变。两台主变压器，可保证供电的可靠性，避免⼀台变压器故障或检修时影响对⽤户的供电。随着未来经济的发展，可再投⼊⼀台变压器。
3.3 主变压器容量的确定
主变压器容量⼀般按变电所建成后5～10年规划负荷选择，并适当考虑到远期10～20年的负荷发展，对于城市郊区变电所，主变压器应与城市规划相结合。此待建变电站坐落在郊区，10kV主要给某开发区供电，35kV主要给下⾯乡镇及⼏个⼤企业供电。考虑到开发区及其乡镇的发展速度⾮常快，所以我们选择⼤容量变压器以满⾜未来的经济发展要求。
确定变压器容量:
(1).变电所的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%，即:
/
S=S∑60%=103.731×60%＝62.241(MVA)
B
(2).单台变压器运⾏要满⾜⼀级和⼆级负荷的供电需要
⼀，⼆级负荷为:15+10+0.63+0.42+0.78=26.83MVA
所以变压器的容量最少为62.241MVA
3.4 变压器类型的确定
3.4.1 相数的选择
变压器的相数形式有单相和三相，主变压器是采⽤三相还是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。⼀台三相变压器⽐三台单相变压器组成的变压器组，其经济性要好得多。规程上规定，当不受运输条件限制时，在330kV 及以下的发电⼚⽤变电站，均选⽤三相变压器。同时，因为单相变压器组相对来讲投资⼤、占地多、运⾏损耗也较⼤，⽽不作考虑。因此待建变电站采⽤三相变压器。3.4.2 绕组形式
绕组的形式主要有双绕组和三绕组。
规程上规定在选择绕组形式时，⼀般应优先考虑三绕组变压器，因为⼀台三绕组变压器的价格及所⽤的控制电器和辅助设备，⽐两台双绕组变压器都较少。对深⼊引进负荷中⼼，具有直接从⾼压变为低压供电条件的变电站，为简化电压等级或减少重复降压容量，可采⽤双绕组变压器。
三绕组变压器通常应⽤在下列场合：
(1).在发电⼚内，除发电机电压外，有两种升⾼电压与系统连接或向⽤户供电。
(2).在具有三种电压等级的降压变电站中，需要由⾼压向中压和低压供电，或⾼压和中压向低压供电。
(3).在枢纽变电站中，两种不同的电压等级的系统需要相互连接。
(4).在星形-星形接线的变压器中，需要⼀个三⾓形连接的第三绕组。
本待建变电站具有110kV,35kV,10kV三个电压等级所以拟采⽤三绕组变压器。
3.4.3 普通型和⾃耦型的选择
⾃耦变压器是⼀种多绕组变压器，其特点就是其中两个绕组除有电磁联系外，在电路上也有联系。因此，当⾃耦变压器⽤来联系两种电压的⽹络时，⼀部分传输功率可以利⽤电磁联系，另⼀部分可利⽤
电的联系，电磁传输功率的⼤⼩决定变压器的尺⼨、重量、铁芯截⾯积和损耗，所以与同容量、同电压等级的普通变压器⽐较，⾃耦变压器的经济效益⾮常显著。由于⾃耦变压器的结构简单、经济，在110kV级以上中性点直接接地系统中，应⽤⾮常⼴泛，⾃耦变压器代替普通变压器已经成为发展趋势。因此，综合考虑选⽤⾃耦变压器。
3.4.4 中性点的接地⽅式
电⽹的中性点的接地⽅式，决定了主变压器中性点的接地⽅式。
本变电站所选⽤的主变为⾃耦型三绕组变压器。规程上规定：凡是110kV-500kV 侧其中性点必须要直接接地或经⼩阻抗接地(⼤电流接地系统)；主变压器6-63kV采⽤中性点不接地(⼩电流接地系统)。
中性点直接接地系统主要优点是发⽣三相短路时，未故障相对地电压不升⾼，因此，电⽹中设备各相对地绝缘⽔平取决于相电压，使电⽹的造价在绝缘⽅⾯的投资越低，当电压越⾼，其经济效益越明显，因此我国规定电压⼤于或等于110kV的系统采⽤中性点直接接地。
所以主变压器的110kV侧中性点采⽤直接接地⽅式，35kV，10kV侧中性点采⽤不接地⽅式。
3.4.5 变压器类型的确定
综上所述和查有关变压器型号⼿册所选主变压器的技术数据如下表：
表3-2 变压器型号
电动卷帘门结构图
豫公网安备41160202000603
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