变电所一次设备课程设计要求

课程设计 - 总体分析和负荷分析

一、总体分析

? 分析所设计的发电厂、变电所的类型、性质、规模，在电力系统中所处的位置及所

担负的任务等，从而明确其对电气主接线可靠性、灵活性、经济性的具体要求，这是影响主接线设计的首要因素。

? 了解分期建设计划、系统逐年电力电量平衡以及系统装机容量、备用容量、最大单

机容量等状况，对于变电所，应根据电力系统5-10年发展规划及本所负荷资料，确定主变压器台数、容量及分期装设计划。

? 研究变电所与电力系统连接的方式，采用的电压等级以及各电压级近期与远景出线

回数等。当变电所接入系统环网中时，应了解环网中的潮流变化、调压要求等。对系统主干线路、系统联络线，必须保证供电可靠性，检修其线路断路器时不应停电。对同名双回线路，应分别接在两段母线上。

? 综合：性质、类型、规模、在系统中的地位、电压等级、出线回路数、负荷情况、

建所条件等。

二、负荷分析

? 负荷大小和类别影响主接线形式、主变台数和容量。应分析由本厂（所）供电的主

要负荷生产特点，电力、电量需要，功率因数和保安负荷要求，各电压级负荷水平（最大值、最小值）及逐年增长情况等。

? 电力负荷按其重要性可分为三类。在设计主接线时，对于一类负荷必须要由两个独

立的电源供电，并且当任何一个电源失去后，能保证对全部一类负荷不间断供电；对于二类负荷，一般要由两个独立电源供电，并且当任何一个电源失去后，能保证对大部分二类负荷的供电；对于三类负荷，一般只需一个电源供电。

? 综合：各电压级负荷名称、最大负荷功率、功率因数、线路回数、长度，Tmax、同

时率、线损率、生产工艺或设备特点、负荷组成（I、II、III类负荷百分比）、有无特殊供电要求及其它供电电源等。

课程设计-主变选择与电气主接线设计 一、主变选择

选择内容：台数、容量、型式

? 台数选择

变电所中一般装设两台主变压器，以免一台主变故障或检修时中断供电。对大型超高压枢纽变电所，可根据具体情况装设3~4台主变压器，以便减小单台容量。对个别的终端变电所只一个电源供电可只装一台。

? 容量选择

? 选择条件（按远景负荷选择）

所选择的n台主变压器的容量nSN ，应该大于等于变电所的最大综合计算负荷Smax ，即 nSN≥Smax

? 校验条件（按远景负荷校验）

装有两台及以上主变压器的容量一般应满足60%（220kV及以上电压等级的变电所中，当其中一台主变压器停运时，其余主变压器的变电所应满足70%）的全部最大综合计算负荷，以及满足全部I类负荷SI和大部分II类负荷SII（ 220kV及以上电压等级的变电所，在计及过负荷能力后的允许时间内，应满足全部I类负荷SI和II类

负荷SII）即(n-1)SN≥(0.6~0.7)Smax 和(n-1)SN≥ SI + SII ? 近期只上一台的校验 S?SNmax?近? 最大综合计算负荷的计算

n

Smax?Kt()(1??%)

cos?ii?1

式中 Pimax——各出线的远景最大负荷；cosΦi——各出线的自然功率因数；

Kt——同时系数，其大小由出线回路数决定，出线回路数越多其值越小，一般在0.8~0.95之间；

α%——线损率，取5%。

? 若为三绕组变压器还应该考虑中、低压侧间的负荷同时系数，中、低压侧的最大综

合计算负荷分别按上式计算，总的最大综合计算负荷为它们之和再乘以中、低压侧间负荷的同时系数。 ? 型式选择

主变压器型式的选择主要包含有：相数、绕组数、电压组合、容量组合、绕组结构、冷却方式、调压方式、绕组材料、全绝缘还是半绝缘、连接组别、是否选择自耦变、主变中性点接地方式等。 ? 重要说明

《河南电网发展技术原则》规定： 第一类地区：3×63兆伏安；

第二类地区：3×63兆伏安或3×50兆伏安； 第三类地区：3×50兆伏安； 县城区： 3×50兆伏安；

工业聚集区： 3×63兆伏安或3×50兆伏安； 重要乡镇： 3×50兆伏安、 3×40兆伏安。

二、电气主接线设计概述

? 电气主接线应满足的基本要求 ? 可靠性

1)断路器检修时，能否不影响供电。

2)断路器或母线故障以及母线或母线隔离开关检修时，停运的回路数的多少和停电的时间的长短，能否保证对I类负荷和大部分II类负荷的供电。 3)发电厂、变电所全部停运的可能性。

4)大机组和超高压的电气主接线能否满足对可靠 性的特殊要求。

? 灵活性 1)调度灵活

2)检修安全、方便 3)扩建方便

? 经济性

节约投资，限制短路电流措施、占地面积小和年 运行费用小。

? 影响主接线设计方案的因素

1) 变电所在系统中所处的地位、作用、规模 2) 负荷性质及要求

?Pimax 3) 电压等级及线路回数

4) 主要设备特点(如六氟化硫断路器 ) 5) 厂（站）址条件

6) 配电装置选型(屋内或屋外)

? 主接线设计的基本内容

1) 初期与远景工程的主变压器配置 2) 各电压级主接线的形式 3) 6~10kV电压级的限流措施 变电所限制短路电流的措施有：

? 变压器分列运行；

? 在变压器回路装设电抗器或分裂电抗器； ? 装设出线电抗器。 ? 4) 站用电的选择

? 5) 中性点接地方式的确定 (选做) ? 6) 无功补偿 (选做)

三、各电压级主接线设计

在进行电气主接线设计时，一般根据设计任务书 的要求，综合分析有关基础资料，拟定出2~3个技术 上能满足要求的较好方案进行详细技术经济比较， 最后确定最佳方案。

经济比较中，一般只比较各个方案的不同部分， 因而不必计算出各方案的全部费用。 接线名称 接线简图 可靠性 灵活性 方案一 方案二 备 注 经济性

? 初步方案提示：

110kV：最终出线回路数2~4 回、主变压器2~3 台 时，可采用线路变压器组、桥形、扩大桥形、单母 线、单母线分段接线。

35kV： 宜采用单母线分段接线。 10kV： 宜采用单母线分段接线。 四、站用电设计

在有两台及以上主变压器的变电站中，宜装设两台容量相同可互为备用的站用变压器。 每台站用变压器容量按全站计算负荷选择。

两台站用变压器可分别接自主变压器最低电压不同段母线，如有可靠的10kV~35kV 电源联络线时，亦可一台接入联络线断路器的外侧。 站用变压器容量：50kVA

站用变压器应选用低损耗节能型产品。 五、主变中性点接地方式设计

? 110kV~500kV侧中性点直接接地

? 6（10）kV~63kV侧中性点不接地或经消弧线圈 接地 （6~10kV）?30AI?? 当单相接地故障电容电流 C ? ，采用消弧线圈。

（20~63kV）?10A? 10kV在局部条件成熟的区域，可试用中性点经低电阻接地方式。 *IC的计算方法：

-3I=（2.7~3.3）UL?10（A）CN 架空线：

式中 系数—有架空地线取3.3；无架空地线取2.7; Ue —线电压 kV;

L —线路长度 km 。

（A） 电缆： IC=0.1UNL厂站母线增加的IC：

电网电压kV 6 18 10 16 35 13 63 110 12 10 *消弧线圈的选择计算：

台数:1台;型式:油浸自冷(XDJ)

U 容量:

Q?K?ICN(KVA)3

式中 K ——系数,过补偿取1.35; IC——电网的电容电流 A; UN ——电网额定线电压 kV。

注意：如果低压侧加消弧线圈，要选择接地变压器。 六、无功补偿设计

? 无功补偿关系到电力系统的电压质量、安全及经济运行，无功补偿可以减少无功功

率的传输，提高电压质量和减小电能损耗。

? 电网的无功补偿应按分层分区和就地平衡原则配置，采取用户端分散就地补偿与地

区变电站集中补偿相结合的方式，以利于降低电网损耗和有效控制电压质量。 ? 220千伏及110千伏变电站，应根据设计计算，配置适当容量的无功补偿装置，并

满足在主变压器最大负荷时，其高压侧功率因数不低于0.95；在低谷负荷时功率因数不应高于0.95，不低于0.92。

? 一般情况下，220千伏变电站容性补偿容量按主变压器容量的10%~25%配置；110

千伏及以下变电站容性无功补偿容量按主变压器容量的15%~30%配置。机组关停集中地区及电网末端地区新建变电站无功补偿容量宜按高限配置。

? 110千伏变电站采用并联电容器补偿，补偿电容器分别安装在6~10千伏的分段母线

上。

? 变电站中主变低压侧所采用的并联电容器应根据占地、谐波等情况综合考虑，宜优

先采用组合式电容器组，单只容量优先采用500千乏。在用地面积受限的地区，也可采用集合式电容组。在谐波严重的地点，宜采用组合式电容器组。 ? 110千伏变电站无功补偿（《河南电网发展技术原则》）

（1）变电站低压电容器补偿按补偿主变损耗、留足备用的原则，经调相调压计算后，宜按如下配置：

40兆伏安主变：2.4兆乏+3.6兆乏 50兆伏安主变：3兆乏＋4.8兆乏 63兆伏安主变：2×4.8兆乏

（2）对于电缆出线较多的变电站，应考虑配置适当 低压电抗器。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ad97.html