110kV变电站电气一次系统设计(3)

3 主变压器的选择

变压器是主要电气设备之一，担负着变换网络电压进行电力传输的重要任务。却低昂

合理变压器容量是变电站安全运行、可靠供电和网络经济运行的保证。我国当前的能源政策是开发与节约并重。所以，在确保安全可靠供电的基础上，确定变压器的经济容量，提高网络的、经济运行素质将具有明显的经济效益。

3.1 主变压器选择的规定

（1）主变容量和台数的选择。凡有两台及以上主变的变电站，其中一台事故停运后，

其余主变的容量应保证该站全部负荷的70%，在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级负荷和二级负荷。

（2）根据电力负荷的发展和潮流的变化，结合系统短路电流、系统稳定、系统继电

保护、对通信线路的影响、调压和设备制造等条件允许时，应采用自耦变压器。

（3）主变调压方式的选择，应符合《电力系统设计技术规程》SDJ161的有关规定。

3.2 主变器选择的一般原则与步骤

3.2.1 主变台数的确定原则

（1）对于大城市郊区的一次变电站，在中、低压侧构成环网情况下，变电站装设两

台主变压器为宜[4]。

（2）对于地区孤立的一次变电站或大型工业专用变电站，在设计时应考虑装设三台

主变压器可能性 [4]。

（3）对于规划只装设两台主变压器的变电站，其变压器宜按大于变电器容量的1-2

级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量 [4]。

3.2.2 主变形式的选择原则

（1）110kV一般采用三相变压器。

（2）当系统有调压方式时，宜采用有载调压。对新建变电站，从网络经济观点考虑，

应采用有载调压。

（3）有三个电压等级的变电站，一般采用三绕组变压器。

3.2.3 主变容量的确定原则

（1）为准确选择主变容量，要绘制变电站的年及日负荷曲线，可从该曲线得出变电

站年、日最高负荷和平均符合。

（2）主变容量确定应根据电力系统5-10年发展规划进行。

（3）变压器最大负荷按负荷下式确定：

PM?K0?P （3-1）

式中K0—符合同时系数；?P—按负荷等级统计的综合用电负荷。

对于两台变压器的变电站，其变压器容量可以按下式计算:

Se?0.6PM （3-2）

如此，当一台变压器停运，考虑变压器的过负荷能力为40%，则可保证84%的负荷供

电。

3.3 主变压器的计算与选择

3.3.1容量计算

在《电力工程电气设计手册》可知：装有两台及以上主变压器的变电站中，当断开一

台主变时，其余主变压器的容量应能保证用户的以及和二级负荷，其主变压器容量应满足

“不应小于70%—80%的全部负荷”。已知35kV侧最大负荷80MW，10kV侧最大负荷30MW，

由Se?0.6PM，所以Se?0.6?(80?30)?6.6MW。

考虑到在实际运行生产中的经济、规范，便于维护、调试以及安装检修，本所选择相

同型号的2台主变压器，单台变压器的容量为6.6MW。

3.3.2主变型号选择

（1）相数的选择

查阅《电气设计手册》，在330kV及以下的变电站，应选用三相变压器。

（2）绕组数量

根据《电气工程电气设备电气一次部分》在具有三中电压的变电站中，如通过主变压

器个侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上，主变压器宜采用三绕组变压器，所以，本站采用三绕组变压器。

(3）绕组连接方式

110kV、35kV侧采用Y型接线，中性线直接接地；10kV侧采用?型接线。

综合以上分析，根据设计理论原则，本站采用的变压器为调压三绕组变压器，设计计

算容量为66000KVA.。

确定主变型号如下：SFPSZ7-75000/110变压器参数如下表3-1：

表3-1 主变压器参数

续表3-1 主变压器参数

4 短路电流计算

在变电站的电气设计中，短路电流计算是其中一个重要环节。在选择电气设备时，为

保证在正常运行和故障下都能安全、可靠的工作，需要进行全面的短路电流将计算。

短路电流计算的步骤为

（1） 根据已知条件和计算目的画出计算电路并作出等值电路

（2） 化简电路

（3） 计算短路电流

4.1 短路计算的目的及假设

4.1.1 短路电流计算的目的

短路电流计算是变电站电气设计中的一个重要环节其计算目的是：

（1） 在选择电气主接线时，为比较个接线方案或确定一接线是否需要采取限制短路

电流措施，都需进行必要的短路电流计算。

（2） 在选择电气设备时，为保证电气设备在正常运行和故障下都能安全、可靠的工

作，同时又力求节约资金，这就要求进行全面的短路电流计算。

（3） 在设计屋外高压配电装置是，需按短路条件检验导线相间和相对地的安全距

离。

（4） 按接地装置设计时，需用短路电流。

4.1.2 短路电流计算的基本假设

（1）正常工作时，三相系统对称运行；

（2）所有电源的电动势相位角相同；

（3）电力系统各组件的磁路不饱和，及铁芯的电气设备电抗值不随电流变化；

（4）不考虑短路点的电弧阻抗和变压器励磁电流；

（5）组件电阻略去，输电线路电容略去不计，也不计负荷的影响；

（6）系统短路时是金属性短路。

4.1.3 基准值

高压短路电流计算一般只计算组件电抗，采用标幺值计算，为了计算方便选取如下基

准值：

基准容量：SB?100MVA

基准电压：Uav（kV） 10.5 37 115

4.2 变压器及电抗器的参数计算

4.2.1 主变参数计算

由变压器原始数据计算得，

11

Uk1%?[Uk(1?2)%?Uk(1?3)%?Uk(2?3)%]?[22.5?13?8]?13.75 （4-1）

2211

Uk2%?[Uk(1?2)%?Uk(2?3)%?Uk(1?3)%]?[22.5?8?13]?8.75 （4-2）

2211

Uk3%?[Uk(1?3)%?Uk(2?3)%?Uk(1?2)%]?[13?8?22.5]??0.75 （4-3）

22

于是， X1%1*?

Uk100*SBS?13.75*100?0.183 N10075XUk2%2*?

100*SBS?8.75*100

?0.117 N10075

XUk3%3*?

100*SBS??0.75*100

??0.01 N10075

4.3 网络等值变换与简化

方案三与方案四短路计算系统化简阻抗图及各阻抗值，短路点均一样。

4.3.1 短路点d1短路计算（主变110kV侧）

基准电压UB=115kV，系统为无穷大系统，发生短路时，有原始资料可知：系统短路电抗：XS=0.2 网路化简如图所示：

Idz*=I”*=I∞*=I0.2* =1

X=5.0 S

ISB100

B=

U??115

=0.502kA BI”= I∞= I0.2=I"?IB= I∞*IB= I0.2* IB=5.0×0.502=2.5105 kA ich=2.55I″=2.55×2.5105 =6.4012 kA I″oh=1.52I=1.52×2.5105 =3.8160 kA

（4-4） （4-5） （4-6） （4-7） （4-8）

（4-9） 4-10） 4-11）

（（

S″=3I″Uav=×2.5105×115=500.056 MVA （4-12）

4.3.2 短路点d2短路计算（35kV母线）

S

X6

图4 - 3 图4 - 5 5 图4 - 6

图4 - 4

X4 =X1+X2=0.183+0.117=0.3

X5=X4 // X4=0.15

X6=X5 + XS=0.15+0.033=0.35

Xd∑*= X6=0.35

所以Idz*=I”*=I∞*=I0.2*=1=2.8571 Xd*

IB=SB100=1.56 kA ?UB3?37

I”= I∞= I0.2=I?"IB= I∞*IB= I0.2* IB=2.8571×1.56=4.4571 kA

ich=2.55I″=2.55×4.4571=11.3657kA

Ioh=1.52I″=1.52×4.4571=7.638 kA

S″=3I″Uav=×4.4571×37=285.6308MVA

4.3.3 短路点d3短路计算（35kV出线）

短路点d3的计算与短路点d2的计算完全相同，结果也完全相同，故这里不再重复计算。

4.3.4 短路点d4短路计算（10kV母线）

X

S 9

8

图4 - 10

图 4 - 9

图 4 - 7 图4 - 8 网络化简如图4-7至图4-10所示

X7=X1+X3=0.214-0.01=0.173

X8=X7∥X7=0.206/2=0.0869

X9=Xs+X8=0.2+0.0869=0.2865

Xd∑*=X9=0.2865

所以I1dz*=I”*=I∞*=I0.2*=X=3.4904

d*

ISB100B=U?

B3?10.5=5.4986 kA

I”= I∞= I0.2=I"

?IB= I∞*IB= I0.2* IB=3.4986×5.4986=19.1923 kA

i″

ch=2.55I=2.55×19.1923 =48.9404kA

I″

oh=1.52I=1.52×19.1923 =29.1723kA

S″=3I″Uav=×19.1923×10.5=349.0414 MVA

4.3.5 短路点d5短路计算（10kV出线）

由于短路电流过大，需要装设限流电抗器。

限流电抗器的选择：

（1）电压：Ug?UN

Ug=10kV，UN=10kV，Ug?UN

（2）电流：Igmax?IN

Igmax=0.173kA

（3）初选型号：NKL-10-300

（4）选择电抗值：

设加电抗器后将短路电流限制到I=5Ka

XIBNB

R%?(I?XIU5.49860.2*10.5

?*)*IU?(?0.1455)??3.65%

BN55.4986*10

4-13）

（

取XR%=4%，选NKL-10-300-4.其参数如下表4-1：

表4-1 电抗器参数

（5)电压损失与残压校验

加电抗器后网络化简如图所示

9

X10 R

图 4 - 12

电抗表幺值：XR*?图 4 - 11 XRUNS410100??B

2????0.786 21003INUN100?0.210.5

Xd∑*=X10=1.0725

所以Idz*=I”*=I∞*=I0.2*=

IB=SBUB?100?10.51=0.9324 Xd*=5.4986 kA

I”= I∞= I0.2=I

?"IB= I∞*IB= I0.2* IB=0.9324×5.4986=5.1269 kA

ich=2.55I″=2.55×5.1269=13 kA

Ioh=1.52I″=1.52×4.648=8.9726kA

S″=3I″Uav=×8.9726×10.5=107.3551 MVA

bbs.99jianzhu.com内容：建筑图纸、PDF/word 流程，表格，案例，最新,施工方案、工程书籍、建筑论文、合同表格、标准规范、CAD图纸等内容。