110KV 降压变电站电器部分设计
摘 要
本论文主要阐述了 110kV 降压变电站的设计，设计的内容包括电气的一次部分和二次部分的 设计和计算。在一次部分中，要对电力系统和变电站进行总体分析，然后确定变电站电气主 接线的形式，并在此过程中进行系统的无功补偿、短路电流计算以及电气设备的选择。在具 体计算后，还要为建造变电站进行配电装置及电气总平面的布置设计，使建站合理化。在二 次部分中，要综合考虑保护的方式、系统运行的方式和短路点的选择，在此基础上进行整定 计算。在设计过程中要绘制相关图纸，包括主接线等较重要图纸并掌握其内容。
关键词：电力系统，无功补偿，短路电流，变压器
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目 录
摘 要 ................................................................................................................I 1 前言 ............................................................................................................... 3 2 设计说明书 ................................................................. 错误！未定义书签。
1、绪论 ............................................................... 1 2、负荷分析及主变选择 ................................................. 1 3、变电所主接线的选择 ................................................. 3 4、变电所的所用电接线的设计 ........................................... 6 5、无功补偿 ........................................................... 8 6、短路电流计算 ....................................................... 9 7、电气设备选择 ....................................................... 9 8、配电装置选择与总平面布置 ........................................... 9 9、防雷设计 .......................................................... 10 10、电力系统继电保护配置 ............................................. 12
3 计算书 ......................................................................................................... 15
1、主变容量的确定 .................................................... 15 2、所用变压器容量选择 ................................................ 15 3、无功补偿装置容量的选择 ............................................ 16 4、短路电流计算 ...................................................... 16 5、电气设备的选择 .................................................... 17 6、防雷计算 .......................................................... 22
4 结论 ............................................................................................................. 23 参考文献 ......................................................................................................... 23
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1 前言
本次设计是在毕业设计任务书的基础上进行的。综合系统的考核三年来所学专业理论技术知 识，旨在提高自己的技术水平，综合能力，以达到理论联系实际，学有所用，学有所成的目 的。设计中依据《电力工程电气设计手册》、《变电所设计规程》、《发电厂变电所电气部分》、《导体和电器选择设计技术规程》、《变电所电气部分设计指导书》、《继电保护及安全自动装置技术规程》、《35~110KV 变电所设计规范》、《3~10KV 高压配电装置设计规范》等国家的技术规程，对本设计变电站进行经济技术上的选择，主要是电气一次系统。通过本次对变压器、主接线的选择及短路电流计算、高压设备的选择，达到理论联系实际的目的
2 设计说明 2.1 绪论：
变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。这就要求变电站的 一次部分经济合理，二次部分安全可靠，只有这样变电站才能正常的运行工作，为国民经济 服务。故本次110kV 降压变电站电气部分设计主要分为电气一次部分设计和电气二次部分设 计两部分。 电气一次部分设计
电气一次部分设计主要包括负荷分析，主变压器的选择，主接线选择，所用变压器的选 择，无功补偿的设计，短路电流的计算，电气设备的选择等内容。本部分设计参考了各类相 关资料，按照有关的技术规程和工程实例进行的。 电气二次部分设计
电气二次部分设计主要包括变压器主保护设计，变压器后备保护设计，所用变压器保护设计等主要内容。本部分设计参考了各类相关资料，按照有关的技术规程和工程实例进行的。
2.2 负荷分析及主变选择
负荷分析
35kV 电压等级下共有出线5 回，其中一级负荷为两回，分别为煤矿变和化肥厂；二级符合为
三回，分别为市镇变1、市镇变2 和砖厂。
10kV 电压等级下共有出线7 回，其中一级负荷为四回，分别为镇区变、机械厂、纺织厂2、 耐火材料厂。二级负荷为三回，分别为纺织厂1、农药厂和面粉厂。
2.1.2 系统综合最大用电负荷：
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电力系统在一定时段内（如一年、一天）的最大负荷值称为该时段的系统综合最大用电负 荷。时段内其余负荷值称为系统综合用电负荷。系统中各电力用户的最大负荷值不可能都出 现在同一时刻。因此，系统综合最大用电负荷值一般小于全系统各用户最大负荷值的总和， 即PΣmax=K0ΣPimax 式中PΣmax-系统综合最大用电荷。K0-同时率，K0≤1。ΣPimax-各用 户最大负荷的总和。
同时率的大小与用户多少、各用户特点有关，一般可根据实际统计资料或查设计手册确定。 [1]
2.1.3 同时系数的确定：
确定配电所母线的最大负荷时，所采用的有功负荷同时系数： 1、计算负荷小于5000 千瓦。 0.9~1.0 2、计算负荷为5000~10000 千瓦。 0.85 3、计算负荷超过10000 千瓦。 0.80 [2]
主变压器的选择：
（1）由于系统通过双回110KV 架空线路供电，故选择两台主变压器具有较大的灵活性和可靠
性，变电所接线较简单。规定在断开一台时，其余主变压器的容量应满足下列两个条件：一、 不应小于60%的全部负荷；二、应保证用户的一、二级负荷鉴于目前变压器产品容量是采用 R10 系列分级的，逐级容量的增大系数为1.259，因此，按保证60%全部负荷计算选择时，实 际选定的变压器容量可有约1~1.2 倍的增长，其实际容量可达全部负荷的60%~72%。 （2）330kV以下的主变压器一般采用三相式变压器，容量按投运后5~10 年的预期负荷选择。 [4]
（3）绕组数目的选择：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
变压器额定容量的15%以上或低压侧虽无负荷但需装设无功补偿设备时，均宜选用三绕组变 压器。
（4）绕组连接方式：我国110kV 及以上电压，变压器绕组都采用Y0 连接；35kV 亦采用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△连接。 （5）由于我国电力不足，缺电严重，电网电压波动较大。变压器的有载调压是改善电压质量、
减少电压波动的有效手段。对电力系统，一般要求110kV及以下变电所至少采用一级有载调 压变压器。[7]但是，是否需要有载调压通过潮流计算才能判断，然而，潮流计算不属于这次
设计范围之内，故在此不需考虑调压。
（6）主变压器冷却方式：主变一般采用的冷却方式有自然风冷却、强迫油循环风冷却、强
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迫
油循环水冷却、强迫导向油循环冷却。小容量变压器一般采用自然风冷却，大容量变压器一 般采用强迫油循环冷却变压器，在发电厂水源充足的情况下，为压缩占地面积，大容量变压 器也有采用强迫油循环水冷却。近年来随着变压器制造技术的发展，在大容量变压器中采用 了强迫油循环导向冷却方式。它是用潜油泵将冷油压入线圈之间和铁芯的油道中，故此冷却 方式效率更高。
（7）自耦变压器是否需要
自耦变压器与同容量的普通变压器相比具有很多优点。如消耗材料少，造价低；有功和无功 损耗少，效率高；由于高中压线圈的自耦联系，阻抗小，对改善系统稳定性有一定作用；还 可扩大变压器极限制造容量，便利运输和安装。 一般用于以下情况：
1）、单机容量在125MW及以下，且两级升高电压均为直接接地系统，其送电方向主要由低压 送向高、中压侧，或从低压和中压送向高压侧，而无高压和低压同时向中压侧送电要求者。 2）、当单机容量在200MW 及以上时，用来作高压和中压系统之间联络用的变压器。 3）、在220kV 及以上的变电所中，宜优先选用自耦变压器。[9] 变压器型号中字母代表的含义：
S-在第一位表示三相，在第三、第四则表示三绕组 F-代表油浸风冷 Z-代表有载调压 J- 代表油浸自冷 L-代表铝绕组或防雷 P-代表强油循环风冷
D-代表自耦，在第一位表示降压，在末位表示升压 X-代表消弧圈
所选主变压器的型号为：SFS10-20000/110 高压KV 中压KV 低压KV 连接组别标号 阻抗电压% 高中 高低 中低
17~18 升10.5 降 10.5 升17~18 降 6.5 升 6.5 降 损耗KV 空载电流 外 形 轨距纵向/横向 空载 短路 长 宽 高
26.6 125 6360 4520 4320 铜川整流变压器厂
特点及名称：损耗较低、节能效果较好的三相铜线三绕组油浸式电力变压器。
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