关于电气设计应用的分析

摘 要：本文作者阐述了变电站设计的原则，叙述了电气设备改造过程中规模、设计范围、电流计算及设备选择等的方法。

关键词：电气设计;分析

变电站电气设备改造对改善变电站供电性能有着重要的影响，若熟练掌握了相关的知识将会在改造过程中发挥出重要的作用，但还需要依靠技术人员的不断实践研究。本文针对某 110kV 变电站的电气设备改造设计进行了阐述。

1.变电站设计原则

遵循国家及行业部门的有关规程规范，以科学求实因地制宜，加快工程建设，降低工程造价提高经济效益为宗旨进行设计。

1.1 本次改造，在满足最新负荷供电需求的基础上尽量维持原建变电站的总体布置形式和接线形式，在不增大变电站占地面积的前提下，优化变电站的站容站貌和站内变交通以方便工作人员的运行监视和维护工作。

1.2 变电站改造工程的设计应符合\"无人值班\"站的要求。

1.3 变电站的改造需分阶段进行第一阶段改造敷设2 号主变压器 35kV 侧高压电缆;第二阶段在脱空10kV 侧负荷后进行 10kV 高压开关柜室，以及控制室的土建改造工作和相应电气设备的安装工作;第三阶段进行控制窜设备和其他二次设备的改造工作;第四阶段，在原控制室的基础上进行通信载波机室和并联电容器室的土建改造工作和相应电气设备的安装工作。

1.4 本工程处于地震烈度Ⅵ度区。土建结构按Ⅶ度设防。

2.改造规模和设计范围

2.1 改造规模和目的

变电站的改造规模如下：

2.1.1 主变压器：1 号主变压器被等容量更换为31.5MVA 三绕组有载调压电力变压器。变压器中性点接线方式重新设计 (110kV 中性点需设放电间隙及避雷器)。

2.1.2 l1OkV 设备：110kV 侧断路器全部更换为SF6 断路器，更换 110kV 侧部分电压互感器、电流互感器和避雷器。

2.1.3 35kV 配电装置：由于目前 2 号主变压器的 35kV 母线跨越控制室和配电室，为配合主控制室、10kV 配电室及通信载波机室的土建施工。因此需要将 2 号主变压器的 35kV 侧采用高压电力电缆引出，并相应建设该回电缆的敷设通道。

2.1.4 10kV 配电装置：10kV 侧接线改为单母线分段带旁路接线，共 16 回出线，盘柜双列布置，采用 XGN2-10 型开关框，内装ZN65A和ZNl2型真空断路器。新增成套型并联电容补偿装置两组，容量为每组4000kvar 原有一组电容器拆除。原10kV 开关柜室拆除后就地重建。成套并联电容器布置在并联电容器室内。

2.1.5 二次设备控制窀。35kV 保护全部更换为微机型保护装置;10kV 开关采用微机保护，就地布置：并联电容器补偿装置采用微机保护;更换微机五防装置一套;原直流装置不更换，但需要校核蓄电池容量;更换电度表屏一面使用原有电能表将所有电能表接人现有负荷电量管理系统;对新增回路安装全电子电度表，并接入负荷电量管理系统。将控制室搬至新建的 10kV 开关柜室楼上。

2.1.6 载波通信机室和并联电容器室。利用原主控室和休息窜的场地新建通信载波机室和并联电容补偿装置室。

2.2 设计范围

针对上述改造内容的电气、土建、通信以及防雷接地、给排水等全部设计工作。

3.电气主接线

根据变电站改造工程现场查勘纪要以及变电站原来的设计，变电站改造后的最终规模为：主变容量为 2 台 31500kVA 三相三绕组有载调压降压变压器;变电站以110kV、35kV、10kV 三个电压等级出线;110kV 侧为单母线分段带旁路接线 2 回进线，2 回出线;35kV 侧为双母线接线，出线 8 回;10kV 侧为单母线分段带旁路接线，设一组专用旁路断路器。出线 16 回，并在 10kV 装设两组并联电容补偿装置和两组站用电变压器。

4.短路电流计算及设备选择

4.1 短路电流计算

根据供电局提供的目前系统归算到本站110kV 母线上的阻抗值和各侧短路电流的计算结果，并考虑为系统将来预留一定的发展裕度，经计算校核提出变电站各侧的短路电

流值。基准容量为 100MVA。

4.2 改造设备选择

本工程位于地震烈度Ⅵ度区，属Ⅲ级区所选电力设备经校验完全满足运行、检

修、短路和过电压的要求。

4.2.1 1 号主变压器。为了降低电能损耗和年运行费用避用低损耗的铜芯三相双绕组有载调压油浸式变压器。

4.2.2 110kV 断路器。选用先进、可靠、检修周期长的SF6 断路器。

4.2.3 l10kV电流互感器。选用常规户外油浸式全密封电流互感器 LCWB6 型。目前，电力市场上还有一种干式高压电流互感器。这种电流互感器是由干式高压套管和贯穿式电流互感器组合而成具有无油、无瓷、体积小、重量轻、防火、防爆、污闪电压高、维护工作量小等优点。这种电流互感器避免了常规户外油浸式全密封电流砭感器具有的易漏油、维护工作量大且有爆炸危险等缺点能满足本站的技术要求。

4.2.4 110kV 电压瓦感器。选用常规户外油浸式全密封电压互感器 JCC6 型。

4.2.5 35kV 高压电力电缆及附件。由于电缆采用户外电缆架敷设，冈此选用单芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆。

4.2.6 10kV 高压开关柜。选用安全可靠的XGN2-10 型箱型固定式金属封闭开关柜。柜内进线回路装设 ZNl2-10 型真空断路器，出线回路装设ZN65A-12 型真空断路器。

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