浅谈110Kv变电站电气一次部分初设

浅谈110Kv变电站电气一次部分初设

张祥伟

(国投云南风电有限公司云南昆明654100)

摘要：本文设计了一种110/35/10kv变电站的电气一次主接线方案，并对如何确定该电气一次主接线方案进行了详细论述。

关键词：变电站；电气一次接线

引言

本次设计为110kV变电站电气一次部分初步设计，并绘制电气主接线图及其他图纸。该变电站设有两台主变压器，站内主接线分为110kV、35kV和10KV三个电压等级。该变电站电气一次设计以《10KV～110kV变电所设计规范》、《供配电系统设计规范》、《10KV～110kV高压配电装置设计规范》等规范规程为依据，设计的内容符合国家有关经济技术政策，所选设备全部为国家推荐的新型产品，技术先进、运行可靠、经济合理。

电气主接线概述

变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着升降压和电能分配的作用。为满足生产需要，变电站中安装有各种电气设备，并依照相应的技术要求进行电气连接。把变压器、断路器等按预期生产流程连成的电路，称为电气主接线。电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络。用规定的设备文字和图形符号并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线图，称为电气主接线电路图。

电气主接线设计原则

可运行的电气主接线的设计基本原则是以变电站设计任务书为依据，根据国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为基准，结合现场实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能地节省投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。

(1)接线方式：对于变电站的电气接线，当能满足运行要求时，其高压侧应尽可能采用断路器较少或不用断路器的接线，如线路—变压器组或桥形接线等。若能满足继电保护要求时，也可采用线路分支接线。在110kV～220kV配电装置中，当出线为2回时，一般采用桥形接线；当出线不超过4回时，一般采用分段单母线接线。在枢纽变电站中，当110～220kV出线在4回及以上时，一般采用双母接线。在大容量变电站中，为了限制6～10kV出线上的短路电流，一般可采用下列措施：

①变压器分列运行；

②在变压器回路中装置分裂电抗器或电抗器；

③采用低压侧为分裂绕组的变压器。

④出线上装设电抗器。

(2)主变压器选择

①主变压器台数：为保证供电可靠性，变电站一般装设两台主变压器。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。对于大型枢纽变电站，根据工程具体情况，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变压器。

②主变压器容量：主变压器容量应根据5～10年的发展规划进行选择，并应考虑变压器正常运行和事故时的过负荷能力。对装设两台变压器的变电站，每台变压器额定容量一般按下式选择=。这样，当一台变压器停用时，可保证对60%负荷的供电，考虑变压器的事故过负荷能力40%，则可保证对84%负荷的供电。由于一般电网变电站大约有25%的非重要负荷，因此，采用=，对变电所保证重要负荷来说多数是可行的。对于一、二级负荷比重大的变电站，应能在一台停用时，仍能保证对一、二级负荷的供电。

③主变压器的型式：一般情况下采用三相式变压器。具有三种电压的变电站，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到15%Sn以上时，可采用三绕组变压器。其中，当主网电压为110～220kV，而中压网络为35kV时，由于中性点具有不同的接地形式，应采用普通的三绕组变压器；当主网电压为220kV及以上，中压为110kV及以上时，多采用自耦变压器，以得到较大的经济效益。

电气主接线各电压等级册接线方案比较

110kv侧常用接线方案及优缺点如表1所示：

表1

35kv侧常用接线方案及优缺点如表2所示：

表2

10kv侧常用接线方案及优缺点如表3所示：

表3

变电站电气主接线方案拟定

根据各电气主接线设计要求及电压等级侧常用接线方案的优缺点比较，初步拟定两种电气主接线方案：

方案I：110KV采用内桥接线，35KV采用单母线分段接线，10KV为单母线分段接线。

方案II：110KV采用单母线分段接线，35KV采用单母线分段兼旁路接线，10KV为单母线分段接线。

绘出方案I、方案II的单线图。

方案I：

35KV

110KV

1#主变2#主变

10KV

方案II：

35KV

110KV

2#主变

1#主变

10KV

总结

本章通过对变电站电气主接线以及国家针对电气主接线的设计规范进行介绍，通过列举各电压等级侧常用的接线方式进行列举并对比其优缺性，初步确定了两种电气方案。

变电站电气主接线方案对比及确定

主接线方案的经济性比较

两电气主接线方案涉及的主要设备如表1所示：

表1主要设备列表

从上表可以看出，方案I比方案II少两台110KV断路器、两组110KV隔离开关，10组35KV隔离开关，方案I占地面积相对少一些（35KV侧无旁路母线），所以说方案I比方案II综合投资少得多。

电气主接线方案的确定

表2方案I、方案II比较列表

通过以上比较，经济性上第I方案远优于第II方案，在可靠性上第II方案优于第I方案，灵活性上第I方案远不如第II方案

该变电所为降压变电所，110KV母线无穿越功率，选用内桥要优于单母线分段接线。又因为35KV及10KV负荷为工农业生产及城乡生活用电，在供电可靠性方面要求不是太高，即便是有要求高的，现在35KV及10KV全为SF6或真空断路器，停电检修的几率极小，再加上电网越来越完善，N+1方案的推行、双电源供电方案的实施，第I方案在可靠性上完全可以满足要求，第II方案增加的投资有些没必要。

经综合分析，决定选第I方案为最终方案，即110KV系统采用内桥接线、35KV系统采用单母分段接线、10KV系统为单母线分段接线。

总结

本文通过对各电压等级常用电气进线及出现侧的电气接线方案进行列举及对比，根据变电站电压等级及国家电气设计规范要求，设计了一种110/35/10kv变电站电气一次的主接线方式，并从电气线路经济性、安全性、可靠性及稳定性上与其他设计方案进行对比，进一步证明了该设计的优越性。

参考文献:

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