110kV某變電站方案設計

李先國

摘要：電力網(wǎng)絡是電能傳輸?shù)妮d體，通過分析變電站的原始數(shù)據(jù)，并通過對該方案的可靠性，靈活性和經(jīng)濟性分析和相應的負荷分析計算，確定可選擇的電氣主接線方案，為設計的110千伏變電站確定電氣主接線方案。根據(jù)短路電流計算，選擇110kv變電站的主要設備，主要設備通過電氣設備的短路穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性驗證。最后，為該110kV變電站的防雷和繼電保護配置提高了方案。

關(guān)鍵詞：電氣主接線 負荷分析 短路電流計算 保護配置

1電氣主接線設計和變壓器選擇

1.1 ?電氣主接線的設計原理

主接線應符合可靠性、靈活性、經(jīng)濟性和發(fā)展性[1]。

1、靈活性：

完成電網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)定的預期功能，除此之外主接線的布置形式應該非常的簡便，具有良好的靈活性。

2、經(jīng)濟性：

在保證主接線具有良好靈活性和運行可靠性的前提下，應當盡量做到節(jié)約成本。

1）需要對電流進行合理的約束，為了尋找價格合理的電氣設備，在終端分路電站中采用直降式（110kV～10kV）變壓器。

2）占地面積?。弘姎庠O備主接線應當盡量緊湊，為電網(wǎng)系統(tǒng)中其他設備的安裝提供有力條件，除此之外，緊湊的布局形勢有利于控制成本費用。

1.2 ?主接線方案的擬定

1.2.1 ?10kV側(cè)主接線方式擬定

如圖2-1所示，靈活性強、穩(wěn)定性牢固、能夠方便進行延伸。

1.2.2 ?110kV側(cè)主接線方式

根據(jù)原始信息得出，110kV進出線為由上級樞紐變電站引來的兩路架空線路，所以，變電站110KV側(cè)可以使用最原始的單母線連接方式，或單母線分段接線方式，以提供相對較強的供電可靠性性。

1.3 110kV變電所主接線方案與比較

1.3.1 ?110kV變電所主接線方案

方案一：

110kV側(cè)母線為單母線接線;10kV側(cè)為單母線分段接線方式。

方案二：

110kV及10kV側(cè)均采用單母線分段接線。

1.3.2 ?110kV變電所主接線方案的比較

盡管負荷不算高，然10kV側(cè)出線有10回。當采用單母線接線方式進行連接時電網(wǎng)系統(tǒng)接線具有簡單明了等優(yōu)勢，除此之外所應用的設備較少，且操作起來非常方便。而使用單母線分段接線在運行的過程中，操作非常的簡便、靈活性強，且成本相較于不分段接線提升不大，又能提高一定可靠性。

分段母線的優(yōu)勢在于確保所用電能可從不同的出線中得到電源，同時當一段母線出現(xiàn)問題時斷路器會自動將故障減掉，此時可保證母線正常供電。

對單母線和分段母線在實際應用中的優(yōu)缺點進行比較后可知，單母線的可靠性地，方案二經(jīng)濟性稍微的比方案一的經(jīng)濟性要低一些，操作靈活性也不低，按照原始信息得出，方案二能夠得到標準，而且按照其可靠性、經(jīng)濟性、靈活性，方案二更加的滿足此次設計所有的要求，因此，選擇方案二。

1.3.3 ?110kV變電所主接線圖

1.4 ?變壓器的選擇

主接線的形式與配電裝置的結(jié)構(gòu)受到了主變的容量、臺數(shù)的直接影響，主變的容量、臺數(shù)的選擇不僅需要參照相應的基礎(chǔ)資料，除此之外也取決于輸送功率的大小，同系統(tǒng)之間具有密切的相關(guān)性，由此可知，變壓器的型號選擇和臺數(shù)確定對于電網(wǎng)系統(tǒng)是否能夠正常運行而言十分重要。

1.4.1 ?主變臺數(shù)的確定

1、選擇原則

1）通常在變電站裝設兩點變壓器;

2）對大型工業(yè)專用變電站，考慮裝三臺變壓器;

3）為了方便符合發(fā)展，可進行二次設計，更換變壓器容量。

2、主變臺數(shù)的選擇

根據(jù)已有的數(shù)據(jù)資料可知，本變電所是110KV一般性終端變電站，按照分析結(jié)果，選擇兩臺共40MVA變壓器，一次性設計并建成。

1.4.2 ?變壓器型號的確定

1、選擇原則

1）變壓器的容量需要根據(jù)變電站未來5-10年的負荷規(guī)劃來進行設計，除此之外在進行選擇時還要考慮事故時期變壓器的過載能力。

2）必須考慮變壓器存在需要停止運行的情況，從普通變電站的角度來看，如果主變壓器因事故或檢查而關(guān)閉，剩余的變壓器容量應能夠容納所有負載的70%至80%，而本設計根據(jù)原始資料要求，要能滿足最大容量95%的滿負荷。

3）同一電壓等級的單臺降壓變壓器的級別不應該太復雜，實施系列化，標準化。

2、主變壓器容量確定

按照選擇原則與已經(jīng)確定采用的兩臺主變壓器，而且設計每臺變壓器有30%過負荷能力，如果一臺變壓器單獨運行的時候，按原始任務書所提出的應該確保滿負荷95%的供電能力。再考慮未來5-10年的負荷發(fā)展情況，取15%發(fā)展裕量

通過變壓器容量計算：S=17.355×（1+15%）=19.958MVA

根據(jù)原始資料最大負荷為95%滿負荷，故一臺主變應承擔的系統(tǒng)容量為： =19.958×0.95=18.9601MVA

2 短路計算

2.1 短路電流計算的目的

（1）短路電流計算可為主接線方案提供更好的理論依據(jù)。

（2）有利于電力設備的校驗和選擇。

（3）可更為方便的完成繼保配置，為后續(xù)計算提供依據(jù)。

（4）可為電網(wǎng)規(guī)劃提供條件。

（5）有利于消除短路的影響，

2.2 短路電流計算的規(guī)定、假設條件和步驟

2.2.1 短路電流計算的一般規(guī)定

（1）在進行短路計算時選擇短路情況下所能產(chǎn)生的最大電流運行方式進行計算。

（2）容量不僅包含現(xiàn)有容量還要考慮負載情況，同時要適應變電站未來一段時間的發(fā)展需求。

2.2.2 短路電流計算的一般步驟

（1）短路點合理選擇。

（2）根據(jù)實際接線情況選擇電路圖，求出電路不同部分的阻抗。

（3）求取短路電流有名值

（4）求取沖擊值

（5）求取沖擊電流有名值

（6）分析計算結(jié)果

結(jié)論

增建新的變電站以減少每個變電站的供電半徑能有效提高用戶的用電質(zhì)量。所以針對特定區(qū)域的110kV變電站方案設計具有實際意義。根據(jù)短路電流計算，選擇110kv變電站的主要設備，主要設備通過電氣設備的短路穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性驗證。最后，為該110kV變電站的防雷和繼電保護配置提高了方案。畢竟機械反面是需要嚴謹?shù)膽B(tài)度，不能做事馬虎，那樣一件事才能做好，學會理解別人，學會多虛心向別人學習和合作，相互理解包容。這次的設計已經(jīng)告一段落?？v觀此次完成畢業(yè)設計的過程，避免不了的是存在較多的不足。但是，通過自身不斷努力與老師的悉心指導，解決了許多遇到的問題并完善自己的不足。通過此次設計，我更加清晰的懂得了設計變電站的流程，并且加強了大學期間學到的各個課程之間的聯(lián)系。我發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力得到了提升，考慮問題也更加全面。

參考文獻：

[1] ?卓樂友.電力工程電氣設計200例[M].北京：中國電力出版社，2004.

（作者身份證號碼：430821198201054219）