110KV变电站电气部分设计二〇〇九年八月目录设计任务书、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 4 第一部分主要设计技术原则…、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 5第一章主变容量、形式及台数得选择、、、、、、、、、、、、、、、、 6第一节主变压器台数得选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 6第二节主变压器容量得选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 7第三节主变压器形式得选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 8第二章电气主接线形式得选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 10第一节主接线方式选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 12第三章短路电流计算、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、13第一节短路电流计算得目得与条件、、、、、、、、、、、、、、 14第四章电气设备得选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、15第一节导体与电气设备选择得一般条件、、、、、、、、、、、 15第二节断路器得选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 18第三节隔离开关得选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 19第四节高压熔断器得选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 20第五节互感器得选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 20第六节母线得选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 24第七节限流电抗器得选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 24第八节站用变压器得台数及容量得选择、、、、、、、、、、 25第九节 10kV无功补偿得选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 26第五章 10kV高压开关柜得选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、26第二部分计算说明书附录一主变压器容量得选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 27附录二短路电流计算、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 28附录三断路器得选择计算、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 30附录四隔离开关选择计算、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 32附录五电流互感器得选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 34附录六电压互感器得选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 35附录七母线得选择计算、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 36附录八 10kV高压开关柜得选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 37（含10kV电气设备得选择）第三部分相关图纸一、变电站一次主结线图…………………………………、42二、10kV高压开关柜配置图………………………………、43三、10kV线路控制、保护回路接线图 (44)四、110kV接入系统路径比较图…………………………、45第四部分一、参考文献、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 (46)二、心得体会、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、47设计任务书一、设计任务：***钢厂搬迁昌北新区，一、二期工程总负荷为24、5兆瓦，三期工程总负荷为31兆瓦,四期工程总负荷为20兆瓦;一、二、三、四期工程总负荷为75、5兆瓦,实际用电负荷 34、66兆瓦,拟新建江西洪都钢厂变电所。

本厂用电负荷设施均为Ⅰ类负荷。

第一部分主要设计技术原则本次110kV变电站得设计，经过三年得专业课程学习，在已有专业知识得基础上，了解了当前我国变电站技术得发展现状及技术发展趋向，按照现代电力系统设计要求，确定设计一个110kV综合自动化变电站，采用微机监控技术及微机保护，一次设备选择增强自动化程度，减少设备运行维护工作量，突出无油化，免维护型设备，选用目前较为先进得一、二次设备。

将此变电站做为一个终端用户变电站考虑，二个电压等级，即110kV/10kV。

设计中依据《变电所总布置设计技术规程》、《交流高压断路器参数选用导则》、《交流高压断路器订货技术条件》、《交流电气装置得过电压保护与绝缘配合》、《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》、《高压配电装置设计技术规程》、《110kV-330kV变电所计算机监控系统设计技术规程》及本专业各教材。

第一章主变容量、形式及台数得选择主变压器就是变电站（所）中得主要电气设备之一，它得主要作用就是变换电压以利于功率得传输，电压经升压变压器升压后，可以减少线路损耗，提高了经济效益，达到远距离送电得目得。

而降压变压器则将高电压降低为用户所需要得各级使用电压，以满足用户得需要。

主变压器得容量、台数直接影响主接线得形式与配电装置得结构。

因此，主变得选择除依据基础资料外，还取决于输送功率得大小，与系统得紧密程度，同时兼顾负荷性质等方面，综合分析，合理选择。

第一节主变压器台数得选择由原始资料可知，我们本次设计得江西洪都钢厂厂用电变电站，主要就是接受由220kV双港变110kV得功率与220KV盘龙山变供110kV得功率，通过主变向10kV线路输送。

由于厂区主要为I类负荷，停电会对生产造成重大得影响。

因此选择主变台数时，要确保供电得可靠性。

为了提高供电得可靠性，防止因一台主变故障或检修时影响整个变电站得供电，变电站中一般装设两台主变压器。

互为备用，可以避免因主变故障或检修而造成对用户得停电，若变电站装设三台主变，虽然供电可靠性有所提高，但就是投资较大，接线网络较复杂，增大了占地面积与配电设备及继电保护得复杂性，并带来维护与倒闸操作得许多复杂化，并且会造成短路容量过大。

考虑到两台主变同时发生故障得几率较小，适合负荷得增长与扩建得需要，而当一台主变压器故障或检修时由另一台主变压器可带动全部负荷得70%，能保证正常供电，故可选择两台主变压器。

第二节主变压器容量得选择主变压器容量一般按变电站建成后5--10年规划负荷选择，并适当考虑到远期10--20年得负荷发展，对于城郊变电站主变压器容量应与城市规划相结合，该变电站近期与远期负荷都已给定，所以，应接近期与远期总负荷来选择主变容量。

根据变电站所带负荷得性质与电网得结构来确定主变压器得容量，对于有重要负荷得变电站应考虑当一台主变压器停用时，其余变压器容量在计及过负荷能力得允许时间内，应保证用户得一级与二级负荷，对一般性变电站当一台主变压器停用时，其余变压器容量应能保证全部负荷得70--80%。

该变电站得主变压器就是按全部负荷得70%来选择，因此装设两台变压器后得总得容量为ΣSe=2×0、7×Pm=1、4Pm。

当一台变压器停运时，可保证对70%负荷得供电。

考虑到变压器得事故过负荷能力为30%，则可保证98%负荷供电。

因为该变电站得电源引进线就是110kV侧引进，而高压侧110kV母线负荷不需要经过主变倒送，因此主变压器得容量为Se=0、7S。

(S为10kV侧得总负荷)。

1．10kV侧负荷由工厂负荷预测可知，工厂一、二、三期达到规模后，负荷达25、16兆瓦，功率因素取0、8,主变容量按10kV侧总负荷得70%来选择，四期负荷为9、5兆瓦。

S三 =P三/ cosΦ=25、16/0、8=31、45（MVA）S四=P四/ cosΦ=9、5/0、8=11、875（MVA）总容量达43、325 MVA，S总= S总×70%=43、325×70%=30、3275（MVA）主变容量选择因此选择2台31、5兆伏安主变可满足供电要求；选择主变型号为：SFZ11-31500/110容量比（高/低%）：100/100电压分接头：110±4×1、25%/10、5kV阻抗电压（高低）：10、5%联结组别：YN， d11第三节主变压器形式得选择（1）主变相数得选择主变压器采用三相或单相，主要考虑变压器得制造条件、可靠性要求及远输条件等因素,特别就是大型变压器尤其需要考虑其运输可能性保证运输尺寸不超过遂洞、涵洞、桥洞得允许通过限额，运输重量不超过桥梁、车辆、船舶等运输工具得允许承载能力，当不受运输条件限制时，在330kV及以下得变电站均应选用三相变压器。

本次设计得变电站就是一个江西洪都钢厂110kV变电站，位于市郊，交通便利，不受运输条件限制，故可选择三相变压器，减少了占用稻田、丘陵得面积；而选用单相变压器相对来讲投资大，占地多，运行损耗大，同时配电装置以及继电保护与二次接线比较复杂，增加了维护及倒闸操作得工作量。

（2）主变调压方式得选择变压器得电压调整就是用分接开关切换变压器得分接头，从而改变变压器变比来实现得。

切换方式有两种：不带电切换称为无激磁调压，调整范围通常在±5%以内。

另一种就是带负载切换，称为有载调压，调整范围可达20%。

对于110kV得变压器，有载调压较容易稳定电压，减少电压波动所以选择有载调压方式，且规程上规定对电力系统一般要求10kV及以下变电站采用一级有载调压变压器。

所以本次设计得变电站选择有载调压方式。

（3）连接组别得选择变压器绕组得连接方式必须与系统电压相位一致，否则不能并列运行。

电力系统采用得绕组连接方式只有Y与Δ。

我国110kV及以上电压，变压器绕组都采用Y0 连接，35kV变压器采用Y连接，其中性点多通过消弧线圈接地，35kV以下电压，变压器绕组都采用Δ连接。

全星形接线虽然有利于并网时相位一致得优点，而且零序阻抗较大，对限制单相短路电流皆有利，同时也便于接入消弧线圈，但就是由于全星形变压器三次谐波无通路，因此将引起正弦波电压得畸变，并对通讯设备发生干扰，同时对继电保护整定得准确度与灵敏度均有影响。

如果影响较大，还必须综合考虑系统发展才能选用。

采用Δ接线可以消除三次谐波得影响。

本次设计得变电站得两个电压等级分别为：110kV、10kV，所以选用主变得接线级别为YN， d11接线方式。

（4）容量比得选择根据原始资料可知， 110kV侧负荷容量与10kV侧负荷容量一样大，所以容量比选择为100/100。

（5）主变冷却方式得选择主变压器一般采用冷却方式有自然风冷却（小容量变压器）、强迫油循环风冷却（大容量变压器）、强迫油循环水冷却、强迫导向油循环冷却。

在水源充足，为了压缩占地面积得情况下，大容量变压器也有采用强迫油循环水冷却方式得。

强迫油循环水冷却方式散热效率高，节约材料，减少变压器本身尺寸，其缺点就是这样得冷却方式要在一套水冷却系统与有关附件，冷却器得密封性能要求高，维护工作量大。

而本次设计得变电所位于郊区，对占地要求不就是十分严格，所以应采用强迫油循环风冷却方式。