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110kV变电站电气二次部分设计分析
作者：刘晓航
来源：《中国高新科技·下半月》2018年第05期
摘要：针对目前负载不断增加的严峻形势，文章首先提出建立变电站的必要性，并结合变电站的建站条件以负载需求的设计对资料展开收集整理，主要从建站成本以及安全性能提出要求，明确110kV作为建站的主接线，然后对周围的负载进行计算得到所需的主变参数指标，结合最大负载数据对断路器、隔离开关型号进行选择，实现了变电站110kV电气主体部分的设计。
关键词：变电站分析；变压器；电荷负载；参数指标 文献标识码：A 中图分类号：TM631
文章编号：2096-4137（2018）10-025-04 DOI：10.13535/j.cnki.10-1507/n.2018.10.08 1 原始资料
该变电站设置在某县内，是其主要的电力传输装置，电网利用该变电站满足该县的电力供应需求。通过载荷数据得出，2014年及2019年变电站内度最大载荷承受数值为28200kW及39500kW。线损率取5%，功率因素取0.9。 2 变电站电气主接线的选择 2.1 安全稳定
检修是否会对变电站供电造成影响；设备线路检修期间恢复电力供应所需要的时间以及造成的用电影响，对于重点单位的供电是否可以保持稳定。 2.2 具有一定的抗风险能力
主接线正常运行时可以应对外界因素的影响，保持线路供电的稳定，科学地分配电力供应，应对设备检修等突发事件有相应的应急预案。 3 电气主接线设计步骤
含有变电站型号，设计组装容量（长期，短期），变电器数目以及参数指标，满负荷情况下的运行时间以及正常供电需求等。
方案一：利用双母线完成110kV的接线，利用单母线分段完成35kV的接线。方案一的接线方式如图1所示。
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方案二：利用单母线分段完成110kV侧，35kV侧，10kV的接线。方案二的主接线图如图2所示。
结合上述两种接线方式的对比分析得出：使用双母线完成110kV接线可以保证供电的正常，具有一定的抗风险能力，而在35kV及10kV旁，单母线分段的方法更加的科学有效。对比分析得出后者接线方式更加合理。 4 变压器的选择 4.1 变电站容量选择
变电站容量一般应按5～10年规划负荷来选择，对于本设计按5年规划来选择。 4.2 主变压器参数确定
根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的参数。 4.2.1 主变压器参数标准 4.2.2 主变压器参数的选择 所选变压器型号参数见表2。 5 短路电流计算
5.1 各回路最大持续工作电流 5.2 短路电流分析
短路对于变电站的设计至关重要，短路是研究变电器的重要环节，体现在： （1）主接线的分析。 （2）导线设备的检修。
（3）对于周围高架线路的分析设置，需要结合短路状态下的电流对安全距离进行设计。 （4）对于继电器的选择都是建立在短路电流基础上实现的数据分析，作为参数设计的主要依据。
短路电流计算位置的设计。取基准功率Sb=100MVA，基准电压。
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系统等值电抗图如图4所示。 6 电气设备的选择 6.1 断路器的选择
6.1.1 110kV母线断路器选择
断路器选择和校验的原则就是：按正常工作状态设计，在短路状态下检验。 （1）电压：Ug=110kV，Un=110kV，所以Ug=Un。 （2）电流：查表3得：Ig.max=0.22kA 选出断路器型号为SW4-110-1000型，见表4。 由于In=1000A， Ig.max=220A，得出Ig.max （3）闸门电流：Idt≤Ikd
由于Idt=10.04kA，Ikd=18.4kA，得出Idt （4）动稳定：ich≤imax
得出ich=25.56kA，imax=55kA，所以ich 6.1.2 10kV母线断路器选择
（1）电压：因为Ug=10kV，Un=10kV，所以Ug=Un。 （2）电流：查表3得：Ig.max=2.42KA=2420A。 选出断路器型号为ZN12-10-2500型，见表6。 因为In=2500A，Ig.max=2420A，所以Ig.max （3）开断电流：Idt≤Ikd
因为Idt=28.94kA，Ikd=31.5kA，所以Idt （4）动稳定：ich≤imax
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因为ich=73.67kA，imax=80kA，所以ich （5）热稳定：I²tdz≤It²t 6.2 隔离开关的选择
6.2.1 110kV母线侧隔离开关选择
（1）电压：因为Ug=110kV，Un=110kV，所以Ug=Un。 （2）电流：查表3得：Ig.max=220A。 选出GW2-110-600型，见表7。
因为In=600A，Ig.max=220A，所以Ig.max （3）动稳定：ich≤imax
因为ich =25.56kA，imax=50kA，所以ich （4）热稳定：I²tdz≤It²t
前面校验断路器时已算出I²tdz=246.96，It²t=142×5=980，所以I²tdz 经以上校验，此隔离开关满足各项要求。 6.2.2 35kV母线侧
（1）电压：因为Ug=35kV，Un=35kV，所以Ug=Un。 （2）电流：查表3得：Ig.max=690A。 选出GW2-35-1250型，见表8。
因为In=1250A，Ig.max=690A，所以Ig.max （3）动稳定：ich≤imax
因为ich=14.43kA，imax=50kA，所以ich （4）热稳定：I²tdz≤It²t
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前面校验断路器时已算出I²tdz=78.76，It²t=202×4=1600，所以I²tdz 经以上校验，此隔离开关满足各项要求。 10kV母线侧，选用GN。
因为In=2000A，Ig.max=2420A，得出Ig.max 动稳定：ich≤imax
由于ich=73.67kA，imax=100kA，得出ich 7 结论
电能是国民经济发展的主要动力来源，也是人们日常生活不可或缺的能源，工业生产中机器的旋转是由电能驱动的电动机带动的，农业生产中灌溉是由电能带动水泵来实现的，医疗器械的很大部分是由电能驱动的，日常生活中的照明、电视娱乐、甚至饮食起居都与电能息息相关。可以说如果没有电，社会将无法正常运转，因此电力系统的稳定性是重中之重。本文对110kV变电站电气二次部分设计进行分析，在保证稳定性的同时有效节约了成本，取得了较好的效果。 参考文献
[1] 陈珩.电力系统稳态分析[M].3版.北京：中国电力出版社，2017. [2] 李光琦.电力系统暂态分析[M].3版.北京：中国电力出版社，2017.
[3] 陈跃.电气工程专业毕业设计指南电力系统分册[M].2版.北京：中国水利水电出版社，2017.
[4] 毛力夫.发电厂变电站电气设备[M].北京：中国电力出版社，2017. [5] 谢承鑫，王力昌.工厂电气设备手册[M].北京：水利电力出版社，2017. （责任编辑：周加转）
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