兰州理工大学成人教育毕业设计（论文）
设计说明书
前言
本次设计的课题是一个110KV变电站初步电气设计，该变电站是一个地区变电站，它主要担负110、10.5KV两个电压等级之间的功率交换。具有110KV、10.5KV两个电压等级。110KV以接受功率为主，向10.5KV线路输送。
由于该变电所是一个地区变电站，出线中有多回Ⅰ类负荷，停电会对生产造成重大的影响，因此，本次设计的变电站最后形式是采用两台SFSZ9－35000/110型三绕组无载调压变压器，容量比100/100/100，两台主变互为备用，即使有一台主变停电后，也可由另一台主变带全部负荷的60%左右，提高了供电可靠性。110KV侧共有2回线路，出线全部朝南； 10.5KV侧共有8回线路，出线全部朝北。为提高供电可靠性和运行的需要，110KV侧主接线最后采用内桥接线， 10.5KV侧采用单母线分段接线且装设两台所用变压器，互为备用，当一台所用变压器发生故障时，可由另一台所用变压器带全部负荷，两台所用变分别接于不同的分段上，平时两台所用变压器分列运行，当一台所用变出现故障，分段断路器由自投装置动作合闸，实现备用。
本变电站配电装置采用普通中型配电装置。110KV为室外，10.5KV为室内配电装置。 主变中性点及出线均装设避雷器，中性点经隔离开关直接接地。
本次设计论文是以我国现行的各有关规范、规程和技术标准为依据。此设计是一个初步设计，主要根据任务书提供原始资料，参照有关资料及书籍，对各种方案进行比较而得出的。
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第一章主变的选择及电气主接线设计
1.1 主变压器的选择
在各种电压等级的变电站中，变压器是主要电气设备之一，其担负着变换网络电压，进行电力传输的重要任务。确定合理的变压器容量是变电所安全可靠供电和网络经济运行的保证。因此，在确保安全可靠供电的基础上，确定变压器的经济容量，提高网络的经济运行素质将具有明显的经济意义。
1.1.1 主变压器台数的选择
为保证供电可靠性，变电站一般装设两台主变，当只有一个电源或变电站可由低压侧电网取得备用电源给重要负荷供电时，可装设一台。本设计变电站有两回电源进线，且低压侧电源只能由这两回进线取得，故选择两台主变压器。
1.1.2 主变压器型式的选择
(1) 相数的确定
在330kv及以下的变电站中，一般都选用三相式变压器。因为一台三相式变压器较同容量的三台单相式变压器投资小、占地少、损耗小，同时配电装置结构较简单，运行维护较方便。如果受到制造、运输等条件限制时，可选用两台容量较小的三相变压器，在技术经济合理时，也可选用单相变压器。
(2) 绕组数的确定
在有两种电压等级的变电站中，如果变压器各侧绕组的通过容量均达到变压器额定容量的15%及以上，或低压侧虽然无负荷，但需要在该侧装无功补偿设备时，宜采用三绕组变压器。
(3) 绕组连接方式的确定
变压器绕组连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有星接和角接，高、低三侧绕组如何组合要根据具体工程来确定。我国110KV及以上电压，变压器绕组都采用星接，其中性点多通过消弧线圈接地。38.5KV及以下电压，变压器绕组都采用角接。
(4) 结构型式的选择
三绕组变压器在结构上有两种基本型式。
1) 升压型。升压型的绕组排列为：铁芯—中压绕组—低压绕组—高压绕组，高、中压绕组间距较远、阻抗较大、传输功率时损耗较大。
2) 降压型。降压型的绕组排列为：铁芯—低压绕组—中压绕组—高压绕组，高、低压绕组间距较远、阻抗较大、传输功率时损耗较大。
3) 应根据功率传输方向来选择其结构型式。变电站的三绕组变压器，如果以高压侧向中压侧供电为主、向低压侧供电为辅，则选用降压型；如果以高压侧向低压侧供电为主、向中压侧供电为辅，也可选用升压型。
(5) 调压方式的确定
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变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头，从而改变其变比来实现。无励磁调压变压器分接头较少，且必须在停电情况下才能调节；有载调压变分接头较多，调压范围可达30%，且分接头可带负荷调节，但有载调压变压器不能并联运行，因为有载分接开关的切换不能保证同步工作。根据变电所变压器配置，应选用无载调压变压器。
1.1.3 主变压器容量的选择
变电站主变压器容量一般按建站后5～10年的规划负荷考虑，并按其中一台停用时其余变压器能满足变电站最大负荷Smax的50%～70%（35～110KV变电站为60%），或全部重要负荷（当Ⅰ、Ⅱ类负荷超过上述比例时）选择。
即 SN?0.6Smax(N?1)MVA 式中 N——变压器主变台数 综上所述，选择变压器如下：
主变容量按10.5KV侧总负荷的60%来选择分别按照10.5KV侧最大负荷计算。由所给材料可知：
10.5KV侧 PLmin?30MW PLmax?15MW 扩建10KV侧 PLmin?18MW PLmax?0MW 高压侧 PLmax?30?18?48MW 所以变电站最大负荷Smax为：48
Smax?PLmaxcos??480.85?56.47MVA 则：SN?0.6Smax(N?1)?0.6?56.47(2?1)?33.88MVA
故选择主变容量为35000KVA,型号为SFSZ9－35000/110两台变压器，其参数如下：
表1-1 SFSZ9－35000/110变压器主要参数 空载型号 额定电压(KV) 容量比 电流损耗(KW) 及容量 (%) SPSZ9-35000/110 110±8×1.25%/38.5/11 100/100/100 空负载 高中 0.85 载 52 225 连接组别
阻抗电压(%) 中低 YNyn0d11 10.5 17-18 6.5 高低 1.1.4 负荷率计算
(1) 负荷率的计算公式：??式中：S——实际负荷
S SNSN——变压器容量
此变电站中，有两台主变压器且并列运行，在校验负荷率时，SN取两台变压器容量和。 (2) 110KV侧最大、最小负荷率的计算
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?max??min?S30?18??80.67% SN2?35?0.85S15??25.2% SN2?35?0.85S30??50.4% SN2?35?0.85S15??25.3% SN2?35?0.85（3）10.5KV侧最大、最小负荷率的计算
?max??min?由以上计算，各电压等级下的负荷率均达到变压器各侧绕组的15%以上，因此所选的变压器满足要求。
1.2 站用电设计的要求及接线形式设计
1.2.1 设计要求
站用电接线应满足正常运行的安全、可靠、灵活、经济和检修、维护方便等一般要求外，尚应满足下列特殊要求：
(1) 尽量缩小站用电系统故障影响范围，并应尽量避免引起全站停电事故； (2) 充分考虑变电站正常、事故、检修、启动等运行方式下的供电要求； (3) 分期扩建或连续施工，对公用负荷的供电，要结合远景规划统筹安排。
1.2.2 站用主接线设计
35~110KV变电站，有两台及以上主变压器时，宜装设两台容量相同、可互为备用的站用工作变压器，每台工作变压器按全站计算负荷选择，两台站用变压器可分别由变压器最低电压级的不同母线段引接。
对于本站站用电源的接线形式可设计为：
图1-1站用电接线
为提高站用电的稳定性，装设的两台站用变，一台运行，另一台作为备用，当其中一台检修时，不会影响整个变电站的用电。
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1.2.3 站用变压器的选择
1.2.3.1 站用变压器的选择的基本原则
(1) 变压器原、副边额定电压分别与引接点和站用电系统的额定电压相适应；
(2) 阻抗电压及调压型式的选择，宜使在引接点电压及站用电负荷正常波动范围内，站用电各级母线的电压偏移不超过额定电压的?0.5%；
(3) 变压器的容量必须保证站用机械及设备能从电源获得足够的功率。 1.2.3.2 站用变压器型号的选择
由主变压器选择计算可知：S = S110×0.1=80.67×0.1=8067KVA×0.1%=80.67KVA 所用变压器参数:
表1－2 所用变压器参数0 U1e U2e型号 连接组别 损耗（KW） （KV） （KV） S9-100/10 10 0．4 Y-Y0-12 空载 短路 0.35 2.1 阻抗电压（%） 空载电流（%） 4 3.8 变电站站用母线采用单母线接线方式。当有两台站用变采用单母线接线方式，平时分列运行，以限制故障。对于容量不大的变电站，为了节省投资，所用变压器高压侧可用高压熔断器代替高压断路器。
1.3 主接线的设计原则和要求
1.3.1 主接线的设计原则
(1) 考虑变电站在电力系统的地位和作用
变电站在电力系统中的地位和作用是决定主接线的主要因素。变电站是枢纽变电
站、地区变电站、终端变电站、企业变电站还是分支变电站，由于它们在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。
(2) 考虑近期和远期的发展规模
变电站主接线设计应根据5~10年电力系统发展规划进行。应根据负荷的大小和分
布、负荷增长速度及地区网络情况和潮流分布，并分析各种可能的运行方式，来确定主接线的形式及站连接电源数和出线回数。
(3) 考虑负荷的重要性分级和出线回路多少对主接线的影响
对一、二级负荷，必须有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部
一、二级负荷不间断供电；三级负荷一般只需一个电源供电。
(4) 考虑主变台数对主接线的影响
变电站主变的容量和台数，对变电站主接线的选择将产生直接的影响。通常对大
型变电站，由于其传输容量大，对供电可靠性高，因此，其对主接线的可靠性、灵活性的要求也高。而容量小的变电站，其传输容量小，对主接线的可靠性、灵活性要求低。
(5) 考虑备用量的有无和大小对主接线的影响
发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电，适应负荷突增、设备检修、故障
停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同，例如，当
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