10kV降压变电站电气部分设计实证分析

10kV降压变电站电气部分设计实证分析

摘 要 本文从整体出发，结合某110kV降压变电站实际，以实证的方式，从电力负荷分析、主变压器的选择、变电所主接线的选择、最大短路电流计算的选择等方面进行了阐述和分析，对110kV变电所设计提出了思路。

关键词 降压变电站设计；110kV；电气部分；实证分析

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。本文以某110kV降压变电站电气部分设计为例，对降压变电站中的电气部分设计进行主要分析。

我们以某设计为例，进行实证分析。 1负荷分析

1.1 35kV侧负荷

近期负荷：P近35=5.5+15.5=21MW 远期负荷：P远35=6MW =21+6=27MW

P35=kˊ(1+k”)＝27×0.9×(1+0.08)=26.24(MW) Q35=P·tgφ=P·tg(cos-10.85)=16.26(MVar) 视在功率：(供电容量) Sg35===30.89(MVA)

IN35===0.509(kA)=509(A) 1.2 10kV侧负荷

近期负荷：P近10=1.3+0.5+2.5+0.9+2.0+1.0+1.0+1.2+0.56=10.9MW 远期负荷：P远10=5MW =10.9+5=15.9MW

P10=kˊ(1+k”)=15.9×0.85×(1+0.08)=14.596(MW) Q10=P·tgφ=P·tg(cos-10.85)=9.05(MVar) 视在功率：(供电容量) Sg10===17.17(MVA)

IN10===0.991(kA)=991(A) 1.3所用电供电容量 Sg所===0.057(MVA)

1.4 等设计变电所供电总容量

S∑=Sg35+Sg10+Sg所=30.89+17.17+0.057=48.12(MVA) P∑=P35+P10+P所=26.24+14.596+0.05=39.15(MW) 2 主变压器的选择

在本电气设计中，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。按教程规定，在断开一台时，其余主变压器的容量应满足下列两个条件：一是不应小于60%的全部负荷；二是应保证用户的一、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%。

3 变电所主接线的选择

从上面的分析，我们可以得出以下几种选择方案。 3.1 35kV侧接线选择方案

1）单母线接线；2）单母线分段；3）分段断路器兼作旁路断路器的单母线分段。对比以上3种方案：单母线接线可靠性低，当母线故障时，各出线须全部停电，不能满足I、II类负荷供电性的要求，故不采纳；将I、II类负荷的双回电源线不同的分段母线上，当其中一段母线故障时，由另一段母线提供电源，从而可保证供电可靠性；虽然分段断路器兼作旁路断路器的单母线分段也能满足要求，但其投资大、经济性能差。故采用方案（2）单母线分段接线。

3.2 10kV侧主接线选择方案

1）单母线分段；2）单母线分段带旁路；3）双母线接线。本设计采用方案（2）单母线分段接线。

4 最大短路电流计算

根据前面设计所选两台变压器，因期型号完全相同，其中性点电位相等，故等值电路图可化简为如图所示：

4.1 K１点短路时

总次暂态电流：I”Σ=I”S+I”G=5.23+0.286=5.516(kA)

总冲击电流：ishΣ=ish.S+ish.G＝13.34+0.729=14.069(kA) 4.2 K2点短路时

总次暂态电流：I”Σ=I”S+I”G=4.173+1.077=5.25(kA)

总冲击电流：ishΣ=ish.S+ish.G=10.641+2.746=13.387(kA) 4.3 K3点短路时

总次暂态电流：I”Σ=I”S+I”G=20.59+52.505=73.096(kA) 总冲击电流：ishΣ=ish.S+ish.G=3.464+8.833=12.297(kA) 5 结论

通过对此变电站所承担的负荷分析，结合变电站设计规程和实际情况，确定了本次设计的主接线方案。本设计母线均选用了单母线分段的接线方式，一段母线发生故障，自动装置可以保证正常母线不间断供电。重要用户可以从不同分段上引接。

母线由分段断路器进行分段。当一段母线发生故障时，由自动装置将分段断路器跳开，不会发生误操作。从可靠性、灵活性、经济性以及可扩建性等几方面考虑，我认为单母线分段接线方式较适合本设计要求，故高、中、低压三侧均采用单母线分段接线方式。

在主接线方案确定以后，进行了无功补偿、短路电流计算、设备选择。根据力求可靠、经济，以及符合电力设备发展现状的要求，结合该变电站的现状，先后对主变，站用变，断路器，电流互感器，电压互感器进行了选择和校验，使之符合国家规程的规定，运行可靠，经济合理。

参考文献

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[3]刘辉乐，林国松.500kV变电站主变母差改造方案[J].华东电力，2011(4).