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2、10kV 侧
序号 负荷名称 最大负荷（kW） 功率因数 线路长度（km） 回路数 1 电院 1500 0.80 10 2 2 普明村 3000 0.85 15 2 3 西湖公园 1500 0.85 15 1 4 医院 1500 0.80 10 2 5 电影院 1500 0.85 10 2 6 电院附小 1000 0.80 15 2 7 侨乡体育馆 1500 0.80 15 2 8 美食城 1500 0.80 10 1 9 商业中心 2000 0.80 15 1 10 民俗村 2500 0.80 20 2 11 步行街 2000 0.80 15 2 12 鲤城大酒店 1000 0.85 10 2
（三） 所址位置
该所址北侧有约宽80m的公路，交通方便，现有负荷中心和规划负荷中心均在该变电所周围55km范围内，所址所在位置地形平坦，海拔高度20m，空气污染不严重，土壤电阻率为1000Ω．М。
（四） 气象条件
当地年最高温度为40℃, 年最低温度为-10℃；最热月平均气温30℃；年主导风向东，最大定时 风速28m/s，基本风压值54kg/m2；雷暴日数为60日/年。
表2 供电方式 架空 架空 架空 电缆 电缆 架空 电缆 电缆 电缆 架空 架空 电缆 - 6 -
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第二节 负荷的分析与统计
电力系统负荷的确定，对于选择变电站主变压器容量，电源布点以及电力网的接线方案设计等，都是非常重要的，电力负荷应在调查和计算的基础上进行，对于近期负荷，应力求准确、具体、切实可行；对于远景负荷，应在电力系统及工农业生产发展远景规划的基础之上，进行负荷预测，负荷发展的水平往往需要多次测算，认真分析影响负荷发展水平的各种因素，反复测算与综合平衡，力求切合实际。
一、 负荷统计目的
负荷统计目的很多，本设计的目的有以下几个： （1） 确定主变电源侧容量； （2） 确定无功补偿容量； （3） 确定主变型式。本设计变电站有110kV、35kV 和10kV 三个电压等级, 110k侧为电源侧，
35kV 、10kV为负荷侧，需统计各侧负荷大小以确定主变是采用双绕组变或三绕组变，以及采用三绕组变时的结构、容量比等。
二、负荷统计方法
已知有功功率P ,功率因素cosф，先统计出 P、Q, 则根据公式S?P2?Q2,求出
S。
其中P的计算公式为： P'?Kt(1?n%)式中： P'——某电压等级的计算负荷 Kt——同时系数（本设计取0.85）
n?P
i?1nn%——年增长率
?P——各用户的负荷之和
i?1n本设计取同时率Kt=0.85，年增长率n%=12%,发展年限n=5。
三、负荷统计结果
负荷统计过程详见计算书，统计结果见下表：
表3 S (kVA) p' (kW) Q' (kvar) 10kV侧 35kV侧 110kV侧
30708.8 53328.5 84.37.3 20089.5 34852.2 54941.7 36696.3 63707.2 100403.5
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第三节 无功补偿
在电力系统中，很多用电设备都是感性负载，既需要电源向其提供一定的有功功率，还需要电源向其提供一定的无功功率。通常，电力用户的自然功率因数都比较低，因此必须进行无功补偿。合理的无功补偿和有效的电压控制，不仅可保证电压质量,而且还将提高电力系统运行的稳定性、安全性、可靠性和经济性。
本设计的无功补偿设备采用并联电容器组，并采用集中补偿方式，将并联电容器组接在变电站10kV两段母线上进行补偿。 一、提高功率因数的意义
为了保证供电质量和节能，充分利用电力系统中发变电设备的容量，减小供电线路的截面，节省有色金属，减小电网的功率损耗、电能损耗，减小线路的电压损失，改变电网的无功潮流分布，必须提高用电单位的功率因数到0.9以上，从而配置无功功率补偿设备，但应注意，任何情况下，都不允许无功功率向电网倒送。 1、 35kV侧
cos?=p'(35kv)S(35kv)?53328.5?0.84?0.9
63707.2即35kV侧需进行无功补偿，但根据就地补偿原则，其无功补偿装置应设置在变电站的下一级，故本变电所不予考虑。
2、 10kV侧
cos?=p'(10kv)S(10kv)?30708.8?0.84?0.9
36696.3故需对10kV侧进行无功补偿。
二、补偿容量
QC?p'(10kv)?(tan?1?tan?2)?30708.8?[tan(arccos0.84)?tan(arccos0.96)]?11055.2(kvar) 分两组进行补偿，每组的补偿容量为：QC'?QC/2?11055.2/2?5527.6(kvar)
每组每相的补偿容量：QC(单相)?QC'/3?5527.6/3?1842.5(kvar)
根据GB50053-1994《10kV及以下变电所设计规范》规定：高压电容器组宜接成中性点不接地星形。本设计采用Y形接线，选择BWM11/3—334—1W型电容器。 n?1842.5?6(只)
334所以需 BWM11/3—334—1W型电容器 6*3*2=36（只）
10kV侧采取无功补偿后的功率因数：
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cos?'=即满足要求。
p'(10kv)S'(10kv)?30708.830708.8?(20089.5?334*36)22?0.97?0.9
第四节 主变及所用变的选择
主变是一个变电站的最重要设备，选择得是否合理将关系到变电站的方方面面。 一、 主变压器的选择 （一）、主变压器台数
目前，主变本身的可靠性已很高，单台容量可以做得很大，且单位造价（kVA/元）随单台容量的增加而下降，因此，在确定主变时，应尽量减少其台数。台数越少，变压器的单台容量即越大，其本体投资将越低，与之配套的电气设备将越少，同时节约了占地面积，简化了配电装置等。
为保证供电的可靠性，本设计变电站拟采用两台主变压器。
（二）、主变压器容量
主变容量应综合考虑城市规划、负荷性质及电网结构等因素进行确定,并遵循下面几个原则：
（1）按变电站建成后5～10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期10～20年的负荷发展。 （2）当一台主变压器停运时，在计及变压器过负荷能力后的允许时间内，应保证全部一级负荷和二级负荷的供电。对一般性变电站而言，其一级负荷、二级负荷大致占变电站全部负荷的70～80%。
（3）同级电压的单台降压变压器容量级别不宜太多，应从全网出发，推行系列化，标准化。 即
SN?S(110kv)
SN?0.6S(110kv)?0.6*100403.5?60242.1(KVA) 取主变容量为63000kVA。 （三）、主变压器型式： 1、 相数
该变电所有110kV、35kV、10kV三种电压等级，考虑到单相变压器组相对来说投资大、占地多、运行损耗又较大，同时配电装置结构复杂，增加了维护工作量，为了节约投资，提高效率，在330kV及以下电力系统中，一般选三相变压器，故本设计选用两台三相变压器。 2、 绕组数量
具有三种电压的变电所中，如通过主变压器各侧绕组的容量均达到该变压器容量的15%以上时，宜采用三绕组变压器。 35kV侧：
S(35kv)?S?S??N63707.2?0.506?15%
2*6300036696.3?0.291?15%
2*6300010kV侧：
S(10kv)N所以选用三绕组变压器。
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3、 主变容量比
110kV侧：为变压器的电源侧，容量63000kVA，以其为基准，取100%，则 35kV侧：
0.5S(35kv)SN0.5S(10kv)SN?0.5*63707.2*100%?50.6%?50%
630000.5*36696.3*100%?29.1%?50%
63000 取100% 10kV侧：
?取50%
故容量比为：100/100/50。 4、 绕组排列
三绕组变压器的绕组排列方式有升压结构和降压结构两种，本设计的功率交换主要出现在变压器的高—中压侧，故可采用降压型布置。
采用降压结构的变压器三侧线圈，从铁芯开始依次是低压—中压—高压线圈，如下图，其高与低压侧之间阻抗最大。
低 中 高
5、 冷却方式
主变压器一般采用的冷却方式有：自然风冷、强迫油循环风冷、强迫油循环水冷、强迫导向油循环冷却。考虑到冷却系统的供电可靠性、要求及维护工作量，首选自然风冷冷却方式。
（四）、主变压器的额定电压
本设计变压器为降压变压器，相当于受电设备，故其一次侧额定电压等于受电设备额
定电压，取110kV；又由于变压器二次侧额定电压是指其二次侧空载运行时的额定值，考虑到变压器带上负载运行时的电压损耗及电能在线路传输过程中的电压损耗，本设计变压器中压侧的额定电压取高于线路额定电压10%，即38.5kV，而低压侧额定电压取高于线路额定电压5%，即10.5kV。 故本设计变压器的额定变比为110kV/38.5kV/10.5kV。 （五）、主变压器中性点运行方式：
根据国家规定：110kV：侧采用中性点直接接地方式。
本设计变电站有两台主变，其高压侧中性点通过隔离刀闸直接接地，正常运行时只有一台接地，哪台接地由系统调度决定。为节约投资，中性点直接接地系统变压器通常采用分级绝缘，中性点承受过电压的能力较弱，因此，当其中性点隔离刀闸打开时，应装有保护间隙起保护作用。此外，在配置变压器接地后备保护时，应保证保护的动作是先跳开不接地变，再跳接地变。
35kV侧和10kV侧：采用中性点非直接接地方式，有中性点不接地和中性点经消弧线圈接地两种，通过以下计算确定。
35kV侧发生单相接地流过接地点的电容电流：
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