110kV变电站电气一次系统设计文献综述

110kV变电站电气一次系统设计文献综述110kV变电站电气一次系统设计文献综述

一、引言

随着国民经济的进展和人民生活水平的提高，用户对供电质量的要求日益提高。

国家提出了加快城网和农网建设及改造、拉动内需的进展方案。变电站是电力系统中变换电压、接受和安排电能、掌握电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来，在电力系统中起着至关重要的作用。近年来110kV

变电站的建设迅猛进展。科学的变电站设计方案能够提升配电网的供电力量和适应性，降低配电网损耗和供电成本，削减电力设施占地资源，体现“增容、升压、换代、优化通道”的技术改造思路。同时可以增加系统的牢靠性，节省占地面积，使变电站的配置达到最佳，不断提高经济效益和社会效益。

二、什么叫变电站

变电站是转变电压的场所。为了把发电厂发出来的电能输送到较远的地方，必需把电压上升，变为高压电，到用户四周再按需要把电压降低，这种升降电压的工作靠变电站来完成。变电站的主要设备是开关和变压器。按规模大小不同，称为变电所、配电室等。

变电站是把一些设备组装起来，用以切断或接通、转变或者调整电压，在电力系统中，变电站是输电和配电的集结点。变电站主要组成为：馈电线（进线、出线）和母线，隔离开关，接地开关，断路器，电力变压器（主变），站用变，电压互感器TV（PT＞、电流互感器TA（CT），避雷针。

变电站主要可分为：枢纽变电站、终端变电站；升压变电站、降压变电站；电力

系统的变电站、工矿变电站、铁路变电站（27.5kV、50Hz）;1000kV、750kV、

500kV、330kV、220kV、110kV、66kV、35kV、10kV、6.3kV等电压等级的变电站。

变电站起变换电压作用的设备是变压器，除此之外，变电站的设备还有开闭电路

的开关设备，汇合电流的母线，计量和掌握用互感器、仪表、继电爱护装置和防雷爱护装置、调度通信装置等，有的变电站还有无功补偿设备。变电站的主要设备和连接方式，按其功能不同而有差异。目前分布式变电站自动化系统已逐步成为技术进展的主流O三、讨论的主要内容

设计110kV变电站，电压等级为110/35/6kV，进出线数2/4/11。

35kV侧：最大35MW，最小15MWTmax=52O0」、时，cos?=0.90

6kV侧：最大12MW，最小6MW，Tmax=500（小、时，cos?=0.85

出线状况：

110kV侧：2回（架空线）；LGJ-240/35km。

35kV侧：2回（架空线）;

6kV侧：15回（电缆）。

电能是进展国民经济的基础，是一种无形的、不能大量存储的二次能源，同时也是现代社会中最重要也是最便利的能源⑷。电能的发、变、送、配电和用电，几乎是在同一时间完成的，须相互协调与平衡［5］。变电和配电是为了电能的传输和合理的安排，在电力系统中占很重要的地位，其都是由电力变压器来完成的，因此变电所在供电系统中的作用是不言而语的。

（1）变电所的设计要仔细执行国家的有关技术经济政策，符合平安牢靠、技术先进和经济合理的要求。（2）变电所的设计应依据工程的5~10年进展规划进行，做到远、近期结合，以近期为主，正确处理近期建设与远期进展的关系，适当考虑扩建的可能。（3）变电缩的设计，必需从全局动身，统筹兼顾，根据负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，结合国情合理的确定设计方案。（4）变电所的设计，必需坚持节省用地的原则。其次，变电所所址的选择，应依据要求，综合考虑确定⑻。四、主要设计内容

随着社会经济的快速进展，社会对电力供应平安、牢靠的要求越来越高.为满意用电需求,对电力企业而言，每年都要进行变电站新建、扩建和主变压器增容等工程建设其中主变压器容量的选择是必需考虑的问题.容量选择过大，增加主变压器本身和相关设备购置和安装、运行维护的投入,造成资金铺张；容量选择过小，不能满意负荷的需求,使主变压器过载运行，造成设备损坏，影响变电站对外平安牢靠供电；主变压器容量选择得当，有利于降损节能，达到主变压器的经济运行，可以节省主变压器及其配套装置的一次性投资和削减运行、维护的费用⑹.

负荷的计算和主变的选择：

（1）负荷的计算和无功补偿

本变电所的电压等级为110/35/6kV，主要的负载在35kV和6kV的线路上。负荷的计算就是把35kV和6kV电压等级上的总的负载算出来。一方面，为了提高电网的有功功率，也就是降低无功功率，要对电网进行无功补偿，这样就使选择的主变压器的容量减小，降低了成本［17］。另一方面，为使变电所的功率因数不低于0.9，要对系统进行无功补偿，也就是把35kV和6kV线路上负载的功率因数从0.8提高到0.9，而在详细的补偿

中，使用并联电容器的补偿方式［12］o

(2)主变压器的容量选择

在本设计中，为了满意运行的灵敏性和供电的牢靠性，应选两台三绕组变压器，主变压气容量应依据5—10年的进展规划进行选择，并考虑变压器正常运行和事故时的过负荷力量［15］o所以每台变压器的额定容量按Sn0.7PM(PM上一步无功补偿后的视在功率，即供电容量)选择，同时每台主变压器的容量不应小于一、二级负荷

之和，依据上述要求选择所用变压器的型号［16］o

主接线设计的基本要求为：

(1)供电牢靠性。主接线的设计首先应满意这一要求；当系统发生故障时，要求停电范围小，恢复供电快。

(2)适应性和敏捷性。能适应肯定时期内没有估计到的负荷水平变化；转变运行方式时操作便利，便于变电站的扩建。

(3)经济性。在确保供电牢靠、满意电能质量的前提下，要尽量节约建设投资和运行费用，削减用地面积。

(4)简化主接线。配网自动化、变电站无人化是现代电网进展必定趋势，简化主接线为这一技术全面实施，制造更为有利的条件。

(5)设计标准化。同类型变电站采纳相同的主接线形式，可使主接线规范化、标准化，有利于系统运行和设备检修［3］。

变电所主要电气设备及其作用：

(1)高压断路器(或称高压开关)线路正常时，用来通断负荷电流；线路故障时，

用来切断巨大的短路电流。断路器具有良好的灭弧装置和较强的灭弧力量。按灭弧介质划分，断路器分为油断路器、空气断路器、SF6断路器等。

(2)负荷开关线路正常时，用来通断负荷电流，但不能用来切断短路电流。负荷开关只有简易的灭弧装置，其灭弧力量有限。负荷开关在断开后具有明显的断开点。

(3)隔离开关(或称咼压刀闸)隔离开关没有火弧装置，其火弧力量很小。仅当

电气设备停电检修时，用来隔离电源，造成一个明显的断开点，以保证检修人员的工作平安。

(4)高压熔断器在过负荷或短路时，能利用熔体熔断来切除故障。在某些状况下,熔断器可与负荷开关或隔离开关协作使用，以代替价格昂贵的高压断路器，以节省工程投资［11］。

(5)电流互感器将主回路中的大电流变换为小电流，供计量和继电爱护用。电流互感器二次侧额定电流通常为5A或1A⑺，使用中二次侧不允许开路。

(6)电压互感器将高电压变换成低电压，供计量和继电爱护用。电压互感器二次侧额定电压通常为100丁，使用中二次侧不允许短路。

(7)避雷器避雷器主要用来抑制架空线路和配电母线上的雷电过电压可操作过电压，以爱护电器设备免受损害。

(8)所用变压器向变电所内部动力及照明负荷、操作电源供应电力⑹。

如上所述，各种电器对我们的变电站设计都有至关重要的作用。所以合理的配置是关键中的关键。

短路电流的计算：短路电流的计算主要是为了选择电气设备、校验电气设备的热稳定性和动稳定性，进行继电爱护的设计和调整［13］。对于整个电网来说，要考虑在不同地点同时发生短路时的状况，将设计的主接线按其阻抗的形式转化为电力系统界限的示意图，再依据所选主变的参数、线路的阻抗进行短路电流的计算［18］。

一次设备的选择与校验：按正常运行的条件进行选择，对110kV、35kV和6kV

的母线按经济的电流密度算出其截面，根据截面面积和环境的要求选择适合的母线；对断路器的选择依据其额定电压、额定电流和开断电流来选择，隔离开关按其通过的额定电流必需大于此回路的电流来选择，电压互感器和电流互感器均依据一次侧和二次侧的电压和电流进行选择；对所选的母线和电气设备要进行热稳定性和动稳定性的校验，看所选的母线和设备是否满意设计的要求，校验时遵循短路时的状况来校验网0

变电所的防雷设计应做到设备先进、爱护动作灵敏、平安牢靠、维护试验便利，并在在保证牢靠性的前提下力求经济性［9］0防止雷电直击的主要电气设备是避雷针，避雷针由接闪器和引下线、接地装置等构成［10］0避雷针的位置确定，是变电所防雷设计的关键步骤。首先应依据变电所电气设备的总平面布置图确定，避雷针的初步选定

安装位置与设备的电气距离应符合各种规程范围的要求，初步确定避雷针的安装位置

后再依据公式进行，校验是否在爱护范围之内［10］0同时做好变电站的接地电网，也可以有效的防止电力事故的发生。

五、结束语

变电站设计是个综合系统工程，是电力系统项目设计的重要组成部分。一份胜利

的变电站设计方案可以在实际工程中取得最有的效益，增加系统的牢靠性,面积以及建设成本，使变电站的配置达到最佳保证较高的经济效益和社会效益

看似短暂的一生，其间的颜色，波折，却是纷呈的，深不行测的，所以才有人拼尽一切阻隔，在路漫漫中，上下而求索。

不管平凡也好，风生水起也罢，其实谁的人生不是顶着风雨在前行，都在用平凡的身体支撑着一个看不见的灵魂？

有时候行到风不推身体也飘摇，雨不流泪水也湿过衣衫，而让我们始终坚持的除了一份信念：风雨总会过去，晴朗总会伴着彩虹挂在天涯。

肯定还有比信念还坚固的东西支撑着我们，那就是流淌在心底的爱，一份拳拳之爱，或许卑微，却是我们执著存在这个世界上，可以跨越任何险阻的士气、力气和最漂亮的理由。

人生的途程积累了肯定的距离，每个人都成了哲学家。由于生活会让我们渐渐懂得：低头是为了抬头，行走是为了更好地休憩，不阅尽沧桑怎会大度，没惯见成败怎会宠辱不惊，不历经纠结怎会活得伸展？

看清才会原谅，有时的无动于衷，不是不屑，不是麻木，而是不值得。有时苦痛，不是怕失去，不是没得到，而是由于自私，不愿放手，不是自己的，也不想给。

人生到最终，有的人把自己活成了富翁，有的人却一无全部。

梭罗说：一个人富有程度如何，要看他能放下多少东西。大千世界，我们总是想要的太多，以为自己得到的太少。是啊，一个贫困的人怎么会轻易舍得抛下自己的全部呢？到了肯定年龄，才会明白一个人对物质生活的过多贪求，反而让自己的心灵变得愈加贫困。

人生到了最终，其实活出的只是一个灵魂的高度，清风明月，花香草色，便是一袖山水，满目清亮。放下从前，放下过去，从容地走入当下，和自己的内心沟通，和自己的灵魂对话，听时间走过的声音，嗅闻它御风而过的芳香

假如兜兜转转了大半个人生的你，此刻依旧觉得自己很贫困，那么愿一无全部的你，

看似短暂的一生，其间的颜色，波折，却是纷呈的，深不行测的，所以才有人拼尽一切阻隔，在路漫漫中，上下而求索。

肯定还有比信念还坚固的东西支撑着我们，那就是流淌在心底的爱，一份拳拳之爱，或许卑微，却是我们执著存在这个世界上，可以跨越任何险阻的士气、力气和最漂亮的理由。

不管平凡也好，风生水起也罢，其实谁的人生不是顶着风雨在前行，都在用平凡的身体支撑着一个看不见的灵魂?

有时候行到风不推身体也飘摇，雨不流泪水也湿过衣衫，而让我们始终坚持的除了一份信念：风雨总会过去，晴朗总会伴着彩虹挂在天涯。

人生的途程积累了肯定的距离，每个人都成了哲学家。由于生活会让我们渐渐懂得：低头是为了抬头，行走是为了更好地休憩，不阅尽沧桑怎会大度，没惯见成败怎会宠辱不惊，不历经纠结怎会活得伸展？

看清才会原谅，有时的无动于衷，不是不屑，不是麻木，而是不值得。有时苦痛，不是怕失去，不是没得到，而是由于自私，不愿放手，不是自己的，也不想给。

人生到最终，有的人把自己活成了富翁，有的人却一无全部