110KV变电所课程设计说明书

设计说明书

一、对待设计变电所在电力系统中的地位，作用及电力用户的分析： 1，变电所在电力系统中的地位与作用，

由发电厂变电所地理位置图可以得出，变电所B在整个供电网络中的作用为地区变电所，所谓地区变电所，是以对地区用户供电为主，为一个地区或城市的主要变电所电压等级一般110KV~220KV，全所停电时，仅使该地区中断供电，变电所所址选择农村户外，接近负荷中心，电压等级为110KV。 2，对电力用户的分析：

由任务书中，原始资料图表可得：B变电所的重要负荷占总负荷70%，按其供电可靠性的要求，负荷被分为三个等级，其中等级一，等级二为重要负荷，要保证不间断供电，通常，第一级负荷需要采用两个独立的电源供电，当其中的任一电源发生故障而停电时，不会影响另一个电源持续供电，保证供电连续性。第二等级要求双回路供电，按照此规则，B变电所70%的负荷采用双回路供电，30%负荷单回路供电。

由Pmax=P2=28MW，每回10KV馈线功率为1.5~2MW，则28*0.7=19.6MW。 重要负荷回路数：(19.6/2)*2=20(回) 非重要负荷回路数：（28-19.6）/2=5（回） 回路数目：20+5=25（回） 三、

分析确定高、低压侧主接线以及配电装置型式。

（1）高、低压侧主接线的确定：

电气主接线是发电厂和变电所电气部分的主体，它反映各设备的作用，连接方式与回路间的相互关系。所以，它的设计直接关系到全所电气设备的选择，配电装置的位置，继电保护、自动装置和控制方式的确定，对电力系统的安全、经济运行起着决定性作用。

对电气主接线的要求，包括可靠性，灵活性经济性三个方面。

本变电所110KV高压侧有5个回路进出线，采用单母线分段接线，10KV低压侧的接线根据负荷的重要性分为两类：

重要负荷：n=[(0.7*17)/0.9]/(1.5~2.0)=6.6111~8.8148 非重要负荷：n=[(0.3*17)/0.9]/(1.5~2.0)=2.8333~3.7778 单母线分段的优缺点、适用范围：

优点：某段母线停电只造成该段母线停电，其他工作正常，缩小了停电范围。

缺点：① 开关故障或检修要停电； ② 母线检修要停电；

③ 母线刀闸检修等同于母线检修。

适用范围：① 6~10KV配电装置，出线回路为6回及以上时，发电机

配电装置，每段母线上的发电机容量为12MW及以下；

② 35~63KV配电装置，主线回路为4~8回时； ③ 110~220KV配电装置，出线回路为3~4回时。

多数情形中，分段数与电源数相同，故对B变电所中10KV低压侧的接线方式按规程要求，采用单母线双分段接线方式，对重要负荷回路，均以双回路方式供电，保证供电可靠性，考虑到减小配电装置的占地面积和占用面积，消除爆炸的隐患，以及环境保护的要求，主接线不采用呆旁路接线。

（2）配电装置型式的确定：

配电装置的整个结构尺寸，是综合考虑设备的外形尺寸，运行维护，巡视，操作，检修，运输的安全距离及运行中可能发生的过电压等因素而决定的。

设计原则：① 形式选择应考虑所在地理情况和环境条件下优先选择

占地面积；

② 要考虑有利于降低噪声的选择与布置；

③ 城市和农村的110KV配电采用中性布置，10KV采用

室内配电。

基本要求：① 节约用地； ② 保证运行可靠；

③ 保证人身安全和防火要求；

④ 安装，运输，维护，巡视，操作和检修方便； ⑤ 保证安全前提下，布置紧凑，力求节省材料和降低造

价；

⑥ 便于分期建设和扩建。二、选择待设计变压器的台数，容量，型式及所用电的确定。

（1）台数：一般装设两台主变

原因：考虑到发展，主变压器的容量应根据电力系统的规划负荷来选择，当一台主变检修和故障时，另一台主变应保证60%~70%的全部负荷，或重要的主要生产负荷，故B变电所的主变压器台数确定为2台。 （2）选择主变压器的容量

变电所主变压器的容量一般按变电所建成后5~10年的规划负荷考虑，并应按照其中一台变压器停运时，其余变压器的满足变电所最大负荷Smax的60%~70%，即：S=70%Smax=（0.7*Pmax）/cos ψ=0.7*17/0.9=13.33MW=Smax,故选择SN=10000KVA（偏小选择，过负荷检验）SN/Smax=10000/13354=0.7488

过负荷系数：K2=1.3354 欠负荷系数：K1=0.9015

查图可知，对应于K1允许的K1比实际算出的K2=1.3大，所以SN=1000满足正常过负荷。（选择SFZ7-10000/110） （3）选择主变压器的形式

由于变电所所址选择在农村户外，故主变选择户外型。

①在330KV以下变电所中，一般选用三相式变压器。B变电所位110/10KV变电所，有两个电压等级，故采用双绕组变压器。自耦变压器虽然电压变化率小，电压稳定，但是一二次侧有直接联系，要求内部绝缘性好，加强短路保护，调压困难，相比之下，双卷变压器结构更简单，运行方便，费用低，所以B选用双卷变压器。

②绕组接线组别的确定

变压器的绕组接地方式必须使其线电压与系统线电压相位一致。110KV

电压侧均为“YN”，35KV以下电压侧一般为“0”，所以主变绕组的接线方式为“YND11”，综上选择2台SF13-10000/110。变压器参数如下： 型号：SF13-10000/110,总容量10000KVA*2=20000KVA

变压器高压侧电压为U1=110KV，其调压范围为-8*1.25%~+8*1.25% 变压器低压侧电压为U2=10.5KV，△Pk=104KW，△P0=30.0KW，I0%=1.2，Uk%=10.5，SF13-10000/110型电力变压器连接标号为YNd11

五、继电保护的配置 （1）对于110KV线路保护

反映接地短路的保护配置：宜装设阶段式或反时限零序电流保护作为接地短路的主保护及后备保护；也可采用接地距离保护作为主保护及后备保护，并辅之以阶段式或反时限零序电流保护。 （2）10KV线路保护

相间短路的过电流保护，动作于断路器跳闸；单相接地零序电流保护，动作于信号。电流保护若结成不完全星型，电气量可从两相式电流互感器取得，零序电流从零序电流互感器取得。 （3）主变保护

主保护为瓦斯保护或纵差保护；后备保护为相间后备和接地后备。本体保护为非电量保护，如：油温，油位，压力释放。作为变压器外部相间短路和内部短路的后备保护为过电流保护（或负序电流保护或阻抗保护）。四、分析确定所用电接线方式：

按GB50059-1992《35~110KV，容量为110KV的变电所的总负荷为150~200KVA，35~110KV变电所，有两台及以上主变压器时，宜装设两台容量相同，可互为备用所用工作变压器。

“电源引接点相互独立”：当所内有较低压母线时，一般均由较低压母线上引接1~2台所用变压器。所以若B变电所为110/10（KV）时，应当从10KV侧引线，这种引接方式具有经济性，可靠性较高的特点。 （1） 选择的原则及考虑的因素：

①变压器原、副边分别与引接点和所用电系统的额定电压相适应； ②联结组别宜使用同一电压级别的所用工作，备用变压器输出电压的相位一致；

③阻抗电压及调压型式的选择，宜使在引接点、电压及所用电负荷正常波动范围内，所用各级母线的电压偏移不超过额定电压的-5%~+5%；

④变压器的容量必须保证所用机械及设备能以电源获得足够的功率，所以不能过载容量必须大于150KV。

（2）选用Y，yn0接线的干式变压器，

型号：Sc10-200/10，额定容量200KVA，空载损耗620W，短路损耗2210W； 空载电流（%）=0.7，阻抗电压（%）=4，噪音水平：48dB，总体质量：850kg； 六、

进行互感器配置。

(1)电压互感器的配置：

①母线：一般各段工作母线及备用母线上各装一组电压互感器，必要时旁路母线也装一组电压互感器；

②主变压器回路：主变压器回路中，一般低压侧装一组电压互感器，使发电厂与系统的低压侧同步用，并供电给主变压器的测量和保护，当发电厂与系统在高压侧同步，或利用6-10KV备用母线同步时，这组互感器可不装设。

③线路：当对端有电源时，在出线侧上装设一组电压互感器，供监视线路无电压，进行同步和设置重合闸，其中，35~220KV线路在一相上装设；300~500KV线路在三相上装设。 (2)电流互感器：

电流互感器的配置原则：每条支路的电源都应装设足够数量的电流互感器，供支路测量、保护使用。

特点：

①一次绕组串联在电路中，并且匝数少，故一次绕组中的电流完全取决于被测电路的负荷电流，而与二次电流大小无关。

②电流互感器二次绕组所接仪表的电流线圈阻抗很小，所以在正常情况下电流互

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