110kV降压变电所电气设计华中科技大学Word文件下载.docx
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其中，一类负荷2回；
二类负荷2回
低压负荷每回容量2000kW,cos0.95,Tma治5000h;
其中，一类负荷_0—回；
二类负荷2—回
负荷同时率0.75
当地年最高气温400C,年最低气温-200C,最热月平均最高气温350C,年最低
气温-50C
110kV线路：
最长100km，最短50km
35kV线路：
最长60km，最短20km
、确定变电站各电压等级的合计负荷及负荷类型
1、各电压等级的合计负荷和符合类型
35kV侧的总负荷：
S35=5000X9X0.75kVA=33750kVA
10kV侧的总负荷：
Sio=2000x11天0.75/0.95kVA=17368.4kVA110kV的负荷不经过站内变压器，故经过变压器合计负荷
S=33750+17368.4=51118.4kVA
其中一期负荷为：
^期=25000+16000/0.95=41842.1kVA
、主变压器选择
根据《电力工程电气设计手册》的要求，并结合本变电所的具体情况和可靠性
的要求，选用两台同型号的无励磁调压三绕组自耦变压器。
变压器的最大负荷为Pm=K迅P,对具有两台主变的变电所，其中一台主变的容量应大于等于70%勺全部负荷或全部重要负荷。
两者中取最大值作为确定主变的容量依据。
考虑到变压器每天的负荷不是均衡的，计及欠负荷期间节省的使用寿命,可用于在过负荷期间中消耗，故可选较小容量的主变作过负荷能力计算，以节省主变投资。
最小的主变容量为
拟选用两台SFS—31500/110型三相绕组变压器，其容量比为：
100/100/50;
电压比为：
110±
2X2.5%/38.5±
5%/11KV接线方式为YNyn0,d11（即Y0/Yn/△
-12-11）;
阻抗电压为：
Uk*1^10.5%，513=18%，Uk*23=6.5%。
那么,
（1）若一台主变压器停运，另一台承担全部负荷，其负荷率为162.3%,应采取措
施减负荷。
正常并列运行时的负荷率为81.15%。
（2）第一期工程主变压器负荷率为
P=（5000X5+2000/0.95X8）X0.75/31500X100%=99.6%
（3）事故情况下，变压器过载能力的校验
原则：
1）二台主变，停一台，应承担全部负荷70%~80%
2）
变压器过载能力：
过负荷倍数<
100MVA过负荷倍数1.5
>
100MVA过负荷倍数1.3
过载能力校验：
51118.4X0.7/31500=1.136<
1.5
51118.4X0.8/31500=1.298<
1.5，满足条件
4）绕组数量的确定
确定原则：
在具有三种电压的变电所中，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，但在变电所内需设无功补偿设备时，主变压器宜采用三绕组变压器。
故选三绕组变压器。
5）三绕组变压器各侧容量选择：
要求：
各侧容量均应》15%
所以，变压器容量比为：
100/50/50
6）接地方式110kV:
110KV及以上电压系统为大电流接地系统,所以主变压器110KV及以上电压
级中性点接地方式均应该选择中性点直接接地方式。
我国110kV及以上电
压、变压器都采用丫0连接。
35kV:
35KV为小电流接地系统,中性点应选择不接地或经消弧线圈接地（通过对地
电容电流的大小计算决定）。
我国35kV采用丫连接，其中性点经消弧线圈接地。
10kV：
为了提高供电可靠性，其中性点不接地。
即使有单相接故障，三相线电压仍
然对称，用户可不受影响，但不可以长期运行，一般不能超过两个小时。
由于短路故障多为金属性接地故障，运用自动重合闸技术可以恢复线路在正常运行状态。
户可不受影响，但不可以长期运行，一般不能超过两个小时。
我国35kV以下电压变压器绕组都采用△连接。
根据选择原则可确定所选择变压器绕组接线方式为丫0/丫/△接线。
三、电气主接线选择
1、对电气主接线的基本要求
1）首先是保证供电的可靠性。
2）灵活性，即电气主接线是否能适应各种运行方式（包括正常、事故和检修
运行方式）并能够方便的通过操作实现运行方式的变换而且在基本一回路检修时，不影响其他贿赂继续运行，还有能考虑到将来扩建时的可能性。
（3）操作安全、方便：
主接线应该简明清晰、运行维护方便、设备切换所需的操作步骤少。
4）经济性，即在满足可靠性、灵活性、操作方便安全这三个基本要求的前提
下，应力求投资节省、占地面积小、电器数量少、选用轻型电器是节约投资的重要措施。
2、各种主接线的比较
1）单母线
使用于出线回路比较少，用户对供电可靠性要求不高的场合。
2）单母分段
可以减少停电范围，通常以2到3分段为宜，使用于6到10kV的出现和
110~220kV出现为3到4回的接线。
但供电可靠性低，当母线出线故障时，用户全部断电。
3）单母分段加旁路
检修进出线变压器时可以不停电检修。
适用于中小型发电厂和35~110kV变电
站。
4）双母线接线
与单母线相比，选择双母线运行方式可使其中一个母线出现故障或者检修时仍
能供电，而且双母接线具有扩延优点。
供电可靠，调度灵活。
但占地面积大，且用很到隔离开关。
5）双母带旁路
综合了3、4的优点，检修母线或者断路器时不停电，母线出线故障时仍能后运行。
缺点是隔离开关多、占地面积大。
6）一台半接线
主要用于330kV以上的超高压系统，供电可靠性非常高，但由于需要很多昂贵的断路器，在220kV以下系统中很少使用。
（7）桥型接线
只适用于两进线两出线的情况下，而本设计中的出线均大于两回，故不予考虑桥型接线。
3、可供选择的的接线方案110kV侧接线的选择
方案
（一）：
双母线接线优点：
（1）供电可靠，通过两组母线隔离开关的倒换操作，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离开关时只停该回路。
（2）扩建方便，可向双母线的左右任何一个方向扩建，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）便于试验，当个别回路需要时单独进行试验时可将该架路分开，单独接
至一组母线上。
缺点：
（1）增加一组母线和每回路需增加一组母线隔离开关，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
免隔离开关误操作需在隔离开关和断路之间装设连锁装置。
对于110kV侧来说，其要求有较高的可靠性。
方案
（二）：
单母线分段优点：
（1）母线发生故障时，仅故障母线停止供电，非故障母线仍可继续工作，缩小母线故障影响范围。
（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。
当一段母线故障或检修时，必须断开在该段上的全部电源和引出线，这样减少了系统的供电量，并使该回路供电的用户停电。
对比以上两种方案，单母线分段接线可靠性和灵活性较好，但与双母线接线的供电可靠性的差一点。
且双母线有利于以后扩建，但双母线接线复杂，使用设备多、投资较大；
110kv母线放置较高，只要相与相之间距离大，因而各种小动作不能造成故障，不会遭受雷击，因此综合考虑后采用方案
（一）：
双母线接法。
35KV侧接线方式选择
单母线分段带旁路优点：
（1）母线发生故障时，仅故障母线停止供电，非故障母线仍可继续工作，同时可以通过旁路缩小母线故障影响范围。
考虑经济和实际情况：
单母线分段带旁路多采用2个隔离开关，且双母线能提
供更可靠的性能，保障35kV侧重要负荷的持续供电，故35kV侧采用方案
（二）：
双母线接线方式。
10kV侧主接线选择
（1）用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同母线段引出两个回路,用两个电路供电。
（2）当一段母线故障时，分段断路器自动切除故障母线保证正常段母线不间
（1）当一段母线或母线隔离开关检修时该母线各出线须停电。
2）当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。
3）扩建时需向两个方向均衡扩建。
具有单母线分段的全部优点，并在检修断路器时不至于中断对用户供电。
与单母线分断的缺点相比少了缺点。
方案（三）：
2）调度灵活，各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵
活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。
3）扩建方便可向双母线的左右任何一个方向扩建，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。
4）便于试验，当个别回路需要时单独进行试验时可将该架路分开，单独接
（1）增加一组母线和每回路需增加一组母线隔离开关。
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
对比以上三种方案，以上三种方案均能满足主接线要求，但采用双母线接线要多用隔离开关，采用单母线带旁路要多用断路器，它们的经济性能较差，单母线分段接线既能满足负荷供电要求又能节省大量资金，是一种较理想的接线方式，但
10kV侧重要负荷较多，为确保可靠性，本次选用方案
（二）：
单母线分段带旁路。
综上所述，采用的主接线方式如下：
110kV侧：
双母线接线方式35kV侧：
双母线接线方式10kV侧：
单母线分段带旁路
四、电气主接线图（见图纸）
五、短路电流，工作电流计算
5.1.1短路电流计算
（1）主变压器各侧阻抗的百分值
Uk-1=
-（10.5+18-6.5）%=11%
2
Uk-2
1
=-（10.5+6.5—18）%~02
Uk-3
=—（18+6.5—10.5）%=7%
其标幺值为
Xn
基准电流为
（2）短路点的选取及其计算
分别计算各级母线在最大运行方式下和一台检修另一台运行时的两种情况下的短路电流。
I/O.27
kl
2/0.35
3/0.22
S5>
<
在最大运行条件下的各点短路电流、冲击电流、短路容量;
K1点：
lk1=
Xfi
Idl=
Jx0.502kA=1.86kA
0.27
ishi=1.8\/2|ki
=1.8y2x1.86kA=4.73kA
S"
孑
Xf1
Sd
丄天100MVA=370.4MVA
K2点：
lk2=
Xf2
1dn
0.27+0.35P0.35'
"
^56^"
3.51kA
ish2
=1.8血1；
=1.872x3.51kA=8.92kA
SL
0.27+0.35P0.3「100Mg224.7MVA
K3点：
|；
3
Xf3
Idm
0.27+（0.35+0.22）/2
x5.5kA=9.91kA
S<
^—Sd=x100MVA=180.2MVA
Xf30.27+（0.35+0.22）/2
（3）短路计算时间
热稳定计算时间也成为短路持续时间，为继电保护时间与断路器全开断时间之
和，即继电保护动作时间+断路器灭弧时间+非周期分量热效应的等效时间。
电弧
燃烧时间，少油断路器为0.05-0.06S,SF6和压缩空气断路器为0.02-0.04S
Sn
Imax"
.05InT。
5?
^
因此
110kV
进线为：
3.0+0.05+0.1=3.15s
主变侧为：
2.5+0.05+0.1=2.65s
出线为：
35kV
2+0.05+0.15=2.2s
1+0.05+0.15=1.2s
10kV
1.5+0.05+0.2=1.75
0.5+0.05+0.2=0.75s
附表1
短路点
编号
短路电流计算值（kA）
热稳定计算参数
Sk（MVA）
H
Ik
IoC
■
ish
等效时间（s）
110kV母线
k1
370.4
1.86
4.73
3.15
35kV母线
k2
224.7
3.51
8.92
2.20
10kV母线
K3
180.2
9.91
25.23
1.75
5.1.2各回路的工作电流三相变压器回路
主变压器110kV侧：
I,=1.05X31500A=173.6A
J3XII0
主变压器35kV侧:
l2=1.05x丄1500A=496.0A丁3x38.5
J5xii
主变压器10kV侧：
l3=1.05x31500/2A=868.0A
馈电线路
110kV母线：
l8=l1X2+I6咒1=173.6X2+64.2X1=411.4A
35kV母线按35kV侧的总负荷的60%+算;
10kV母线按10kV侧的总负荷的60%+算;
35kV母线：
l9=15x9x0.6=82.5X9X0.6=445.5A
10kV母线：
ho=14咒11咒0.6=121.5X11X0.6=801.9A
分段断路器和母联断路器的选择
Imax一般为该段母线上所连接的发电机和变压器中单台容量最大设备的持续电
流.故而选择三相变压器回路中的工作电流
5.2各电压等级出线的电流计算（按一台变压器运行、一台检修的运行方式计算）
3422
k3
附表2
Ki
K2
系统阻抗
电压等级
最大运行方
［、
2.51
2.44
5.98
0.20
最小运彳亍方
1.67
2.11
5.39
0.30
主运行方式
2.01
2.26
5.67
0.25
主要电气设备的选取
1、设备选择原则
电气设备选取的一般原则：
电气设备应能满足正常、短路、过压和特定条件下
的安全可靠的要求。
并力求技术的先进和经济的合理。
通常电气设备选择分两步走,第一按正常工作条件选择，第二按短路情况校验其热稳定性和电动力作用下的动稳定性。
2、开关电器的选择1.断路器、隔离开关选取原则a.电压：
Un>
Ug（电网工作电压）
b.电流：
InEigmax（最大持续工作电流）
C.开断电流：
Ibr>
ldt（断路器实际开断时间t秒的短路电流周期分量，t为继电保护主动作时间与断路器固有分闸时间之和）
d.动稳定性：
imax>
ish（断路器极限通过电流峰值大于等于三相短路电流冲击值）
e.热稳定性：
l2t>
1戈22.断路器和隔离开关的选择
（1）变压器110kV侧断路器，110kV分段断路器和隔离开关选择型号及有关参数
如表附3。
表附3
设备型号
SW8-110G/1200型断路器
GW4-110/600型隔离开关
项目
设备参数
使用条件
额定电压
额定电流
1200A
82.28A
600A
热稳定
22
15.8X4kA•s
1.86X3.15kA•
14X5kA•s
1.86X3.15kA•s
动稳定
41kA
4.73kA
50kA
4.56kA
开断电流
15.8kA
1.86kA
操动机构
CD5-XG
CS-14
4。
（2）110kV出线断路器和隔离开关选择型号及有关参数如表附
表附4
设备型
SW8-110G/1200型断路器
额定电
开断电
._-22
一22
⑶110kV进线断路器和隔离开关选择型号及有关参数如表附
表附5
操动机
5。
SW3-35型断路器
GW2-35G/60（型隔离开关
496.0A
CC22
6.6X4kA•s
2.52^1.2kA2•s
14^5kA2•s
17kA
6.41kA
6.6kA
2.52kA
CD3-X
CS8-3
（4）变压器35kV侧断路器和隔离开关选择型号及有关参数如表附
6。
表附6
SW3-35/600型断路器
GW2-35/600型隔离开关
82.5A
6.6^4kA2•s
3.51^1.2kA2•s
3.51^1.2kA2•s
8.92kA
3.51kA
（5）35kV出线断路器，母联兼分段断路器和隔离开关如表附
7。
表附7
（6）变压器10kV侧断路器和隔离开关选择型号及有关参数如表附
&
表附8
SN3-10/2000型断路器
GN2-10/2000-85型隔离开关
2000A
868.0kA
302^5kA2•s
6.55^1.75kA2-s
51^5kA2•s
6.55^1.75kA2-s
75kA
16.67kA
85kA
29kA
6.55kA
（7）10kV出线断路器，分段断路器和隔离开关选择型号及有关参数如表附
9。
表附9
SN810-10II/600型断路器
GN8-10T/600型隔离开关
使
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