设计最终版(4)

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4）方案四： 110kV侧选用内桥接线，35kV侧和10kV侧选用单母线分段接线。（见图3-4）

图3-4 方案四主接线设计图

优点：110kV侧经济性好，安全性高。35kV侧和10kV侧采用单母线分段接线，经济性号，操作简单。

缺点：35kV和10kV侧当母线故障时，该段母线的回路都要停电，同时扩建时需向两个方向同时扩建。

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5）方案五： 110kV侧和10kV侧均选用单母线分段接线， 35kV侧选用双母线接线。（见图3-5）

图3-5 方案五主接线设计图

优点：110kV侧和10kV侧均选用单母线分段接线，可靠性和经济性都较高。 缺点：35kV侧选用双母线接线，经济性较差。

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以上五种方案相比较，根据原始资料分析110kV出线两回，考虑到安全可靠性和经济性，110kV侧宜选取单母线分段或者内桥接线，35kV和10kV兼顾到安全经济，以及操作的简单性，宜选取单母线分段接线，考虑以上，选取方案一和方案四作为预选方案。

2.3 主变压器台数、容量及形式的选择

2.3.1 概述

在各电压等级的变电所中，变压器是变电所中的主要电气设备之一，它担任着向用户输送功率，及在两种电压等级之间交换功率的重要任务，同时兼顾电力系统负荷的增长情况，并需要根据电力系统5-10年的发展规划综合分析，合理选择。否则将造成经济技术上的不合理。如果主变压器的容量过大，台数过多，不仅增加投资，扩大占地面积，而且还会增加电能的损耗，给运行和检修带来不便，设备的利用率也将大大降低；若容量选择的太小，可能是变压器长期在过负荷中运行，且可能“封锁”发电机的剩余功率的输出或者满足不了变电站负荷的需要，影响主变压器的寿命和电力系统的稳定性。因此确定合理的变压器容量是变电站安全可靠供电和电网经济运行的保证。

在生产中，电力变压器分为单相、三相、双绕组、三绕组、自耦以及分裂变压器等。在选择主变压器时，要根据原始资料和设计变电站的自身特点，在满足可靠性的前提下，从经济性方面来选择主变压器。

2.3.2 主变压器台数的选择

由原始资料可知，我们本次所设计的变电所是郊区110kV降压变电所，它是以110kV受功率为主。把所受的功率通过主变传输至35kV及10kV母线上，再将电能分配出去。因此选择主变台数时，要确保供电的可靠性。

为了保证供电可靠性，避免一台主变压器故障或检修时影响供电，变电所中一般装设两台主变压器。考虑到两台主变同时发生故障机率较小。适用远期负荷的增长以及扩建，而当一台主变压器故障或者检修时，另一台主变压器可承担60%～80%的负荷保证全变电所的正常供电。故选择两台主变压器互为备用，提高供电的可靠性。

2.3.3 主变压器容量的选择

主变容量一般按变电所建成近期负荷，5～10年规划负荷选择，并适当考虑远期10～20年的负荷发展，对于城郊变电所主变压器容量应当与城市规划相结合，该所最大负荷给定，所以应按最大总负荷来选择主变的容量，根据变电所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量，对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台变压器停运时，其余变压器容量在过负荷能力后允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷，对一般性能的变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应保证全部负荷的60%～80%，该变电所是按60%全部负荷来选择。

对装两台变压器的变电所，每台变压器额定容量一般按下式选择

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SN?0.6PM

PM为变电所最大负荷。这样，当一台变压器停运时，可以保证对60%负荷的供电，考虑到变压器的事故过负荷能力40%，则可保证对90%负荷的供电。

35kV侧负荷最大容量计算：

Smax1?SNcos??30?0.85?35.29(MVA) 10kV侧负荷最大容量计算：

Smax2?SNcos??18?0.85?21.18(MVA) 通过变压器容量的计算： S ? S

max 1

? S

max 2

? 35 . 29 ? 21 . 18 ? 56 . 47 ( MVA )

一台主变应承担的系统容量为

S ? 0 . 6 S ? 0 .6 ? 56. 47 ? 33 . 88 ( MVA )

N

考虑到变电站以后扩建情况，决定选择主变的容量为40MVA。

2.3.4 主变压器型式的选择

1）主变压器相数的选择

当不受运输条件限制时，在330kV以下的变电所均应选择三相变压器。而选择主变压器的相数时，应根据原始资料以及设计变电所的实际情况来选择。

单相变压器组，相对来讲投资大，占地多，运行损耗大，同时配电装置以及断电保护和二次接线的复杂化，也增加了维护及倒闸操作的工作量。但是如果收到运输条件的制约，则可选用单相变压器组。

本次设计的变电所，位于平原地区，不受运输的条件限制，故本次设计的变电所选用三相变压器。 2）绕组数的选择

在具有三种电压等级的变电所，如通过主变压器的各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上，或低压侧虽无负荷，但在变电所内需装设无功补偿设备，主变宜采用三绕组变压器。

一台三绕组变压器的价格及所用的控制和辅助设备，比相对的两台双绕组变压器都较少，而且本次所设计的变电所具有三种电压等级，考虑到运行维护和操作的工作量及占地面积等因素，该所选择三绕组变压器。

在生产及制造中三绕组变压器有：自耦变、分裂变以及普通三绕组变压器。 ① 自耦变压器：

自耦变压器它的短路阻抗较小，系统发生短路时，短路电流增大，以及干扰继电保护和通讯，并且它的最大传输功率受到串联绕组容量限制，自耦变压器，具有磁的联系外，还有电的联系，所以，当高压侧发生过电压时，它有可能通过串联绕组进入公共绕组，使其它绝缘受到危害，如果在中压侧电网发生过电压波时，它同样进入串联绕组，产生很高的感应过电压。本次所设计的变电所所需装设两台变压器并列运行。电网电压波动范围较

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大，如果选择自耦变压器，其两台自耦变压器的高、中压侧都需直接接地，这样就会影响调度的灵活性和零序保护的可靠性。而自耦变压器的变化较小，由原始资料可知，该所的电压波动为±8%，故不选择自耦变压器。 ② 分裂变压器：

分裂变压器约比同容量的普通变压器贵20%，分裂变压器，虽然它的短路阻抗较大，当低压侧绕组产生接地故障时，很大的电流向一侧绕组流去，在分裂变压器铁芯中失去磁势平衡，在轴向上产生巨大的短路机械应力。分裂变压器中对两端低压母线供电时，如果两端负荷不相等，两端母线上的电压也不相等，损耗也就增大，所以分裂变压器适用两端供电负荷均衡，又需限制短路电流的供电系统。由于本次所设计的变电所，受功率端的负荷大小不等，而且电压波动范围大，故不选择分裂变压器。 ③ 普通三绕组变压器：

普通三绕组变压器的价格在自耦变压器和分裂变压器中间，安装以及调试灵活，满足各种继电保护的需求。又能满足调度的灵活性，它还分为无激磁调压和有载调压两种，这样它能满足各个系统中的电压波动。它的供电可靠性也高。所以，本次设计的变电所，选择普通三绕组变压器。 3）主变调压方式的选择

为了满足用户的用电质量和供电的可靠性，110kV及以上网络电压应符合以下标准：1) 枢纽变电所二次侧母线的运行电压控制水平应根据枢纽变电所的位置及电网电压降而定，可为电网额定电压的1～1.3倍，在日负荷最大、最小的情况下，其运行电压控制在水平的波动范围不超过10%，事故后不应低于电网额定电压的95%。2) 电网任一点的运行电压，在任何情况下严禁超过电网最高电压，变电所一次侧母线的运行电压正常情况下不应低于电网额定电压的95%～100%。

调压方式分为两种，不带电切换，称为无载调压，调整范围通常在±5%以内，另一种是带负荷切换称为有载调压，调整范围可达30%，其结构复杂，价格较贵。

由于该变电所的电压波动较大，故选择有载调压方式，才能满足要求。 4）主变连接组别的选择

变压器三相绕组的连接组别必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组联结方式有星形和三角形。因此，变压器三相绕组的联结方式应根据具体工程来确定。

在变电站中，一般考虑系统或机组的同步并列要求以及三次谐波对电源的影响等因素，主变压器联结组号一般都选用YND11常规接线。

全星形接线虽然有利于并网时相位一致的优点，而且全星形接法，零序电流没有通路，相当于与外电路断开，即零序阻抗相当于无穷大，对限制单相及两相接地短路都有利，同时便于接消弧线圈限制短路电流。但是用于中性点不接地系统时，三次谐波无通路，将引起正谐波电压的畸变，并对通讯造成干扰，也将影响保护整定的准确性和灵敏度。我国规

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