110kV变电所电气一次部分优化设计与设备选型.doc

110kV变电所电气一次部分优化设计与设备选型

内容摘要

变电所是电力系统的重要组成部分。变电所电气一次部分设计包括变电所总体分析、主变选择、电气主接线设计、短路电流计算、电气设备选择、配电装置和总平面设计等。

本次设计课题首先根据项目建议报告所提供的系统与线路及所有负荷参数，分析负荷发展趋势，并从负荷增长方面阐明了建站的必要性。然后通过对拟建变电所的概括以及出线方向来考虑；并通过对负荷资料的分析，安全，经济及可靠性方面考虑，确定了110kV、10kV以及站用电的主接线。然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数，容量及型号，同时也确定了站用变压器的容量及型号。最后，根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果，对高压熔断器、隔离开关、电压互感器、电流互感器等电气设备进行选型，从而完成了110kV电气一次部分的设计。

关键词：110kV变电所；优化电气设计；总体分析

1绪论

1.1课题研究背景

变电所有三个电压等级：110kV、35kV、10kV，变电所总负荷为56.774MVA，系统总容量为1400MVA。考虑变电所在电力系统中的作用，110kV级的接线为电源进线，系统所供容量远远超出所需求电量，有4条回路，要考虑其接线的可靠性保证电量的供入；35kV电压级出线8回，回路较多，供给下一级变电所，要保证其供电的可靠性；10kV电压级有14回出线，回路数较多，并且直接供给用户，所以要尽量保证其可靠供电的同时也要考虑接线的经济性和灵活性。

110kV变电站从六十年代开始逐渐走入普通的地级市，由于当时负荷水平低，电力建设投资少，城市电网结构简单。当时国内绝大部分城市还辅以35kV变电站构成高压输电网络。进入八十年代以来，我国经济进入前所未有的高速发展阶段。经济建设对电力事业提出更高要求的同时也促进了电力事业的发展。这段时期建设的110kV变电站110kV电气设备多采用常规设备户外敞开式布置；变电站主接线较为复杂，例如为单母线分段带旁路；电气设备为多油或少油设备；主变容量大多选择31.5MVA或40MVA。这种模式的变电站占地面积大，设备繁多，设备安全可靠性较低，口常维护工作量大。进入九十年代中期，供电紧张的情况得到好转，电网设计和建设越来越强调供电可靠性。人们开始把注意力转向性能好、质量高、检修周期长或多年不需检修等特点的电气设备。实施“四遥”功能，实现变电站无人值班已成为可能。这段时期，110kV电气设备出现了GIS设备、COMPASS设备等；电气布置形式也出现了半户内布置等形式。二次设备系统也有简单的“四遥”系统和变电站综合自动化系统。由于采用了先进可靠的设备，这段时期建设的110kV变电站主结线较为简洁。除主变外110kV电气设备多采用户内布置的形式，主变容量多为40MVA或50MVA，开关设备为无油设备，变电站具备无人值班的功能。这些变电站占地面积小，自动化程度高，日常维护工作量小，安全可靠性高[1]。

110kV变电站是电力系统的重要组成部分，与其他变电站相比，直接面向电力用户，具有数量多，分布广的特点，其性能直接影响着整个电力系统的安全稳定运行。因此，在对110kV变电站进行设计时，必须坚持灵活性、可靠性和经济性、安全性的原则，为区域内电力用户提供稳定的电能供应，应对各种电网故障，进而推动区域经济的持续发展。随着科学技术的发展，110kV变电站基本实现了智能化运作，不需要安排值班人员，在这种情况下，变电站对于直流系统的依赖性较强。同时，智能电网的建设，使得智能变电站得到了迅速发展，结合软件模拟与光纤通信，可以实现对变电站设备的远程测量和控制，不需要工作人员到场，就能够完成一些基本的操作[2]。

1.2课题研究意义

随着当前社会经济的快速发展以及工业水平的不断进步，电能作为一种比较清洁的能源其发展受到了国家有关部门的高度重视。近几年来，伴随着电力工业技术的不断革新，诸如：特高压、直流输电、紧凑型线路、串补、大容量变压器等新技术被不断应用到电力工程中来，作为整个电力系统枢纽的变电站在设计与施工等关键技术层面也取得显著突破[3]。

随着制造厂生产的电气设备质量的提高以及电网可靠性的增加，变电站接线简化趋于可能。例如，断路器是变电站的主要电气设备，其制造技术近年来有了较大发展，可靠性大为提高，检修时间少。特别国外一些知名厂家生产的超高压断路器均可达到20年不大修，更换部件费时很短。为了进一步控制工程造价，提高经济效益，经过反复论证，我国少数变电站设计已逐渐采用一些新的更为简单的接线方案。110kV变电所是电力配送的重要环节，也是电网建设的关键环节。变电所设计质量的好坏，直接关系到电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。随着国民经济的发展，工农业生产的增长需要，拟新建110kV变电所。变电站是电力系统的重要组成部分，它