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某110KV降压变电所电气一次部分初步设计

引言

在现代电力系统的网络架构中，降压变电所扮演着电能传输与分配的关键角色，是连接不同电压等级电网的重要枢纽。本次设计针对“某110kV降压变电所”的电气一次部分进行初步规划，旨在确保变电所安全、可靠、经济地运行，满足区域内日益增长的电力负荷需求。设计过程将严格遵循国家相关标准与规范，结合工程实际条件，对变电所的主接线、主要设备选型、配电装置布置、短路电流计算、防雷接地及总平面布置等核心内容进行系统性的分析与论证，力求方案技术先进、经济合理，并为后续的详细设计提供坚实基础。

一、设计原始资料与依据

1.1工程概况

本变电所拟建于某工业园区边缘，主要承担该园区及周边部分居民区的供电任务。根据负荷预测，近期最大供电负荷约为XXMW，远期规划负荷将有显著增长。变电所拟采用双回110kV进线，电源引自附近220kV枢纽变电所，出线侧为10kV电压等级，预计出线回路数为XX回，以辐射方式向各用户供电。

1.2主要设计依据

本次设计严格依照以下标准、规程及文件进行：

*《3-110kV高压配电装置设计规范》（GB____）

*《电力变压器选用导则》（GB/T____）

*《导体和电器选择设计技术规定》（DL/T____）

*《交流电气装置的接地设计规范》（GB/T____）

*《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》（GB/T____）

*业主提供的负荷预测资料及相关技术要求

*当地气象、地质条件报告（假设：年平均气温XX℃，最高气温XX℃，最低气温XX℃，最大风速XXm/s，土壤电阻率XXΩ·m）

1.3负荷资料

根据负荷预测，本变电所近期10kV侧最大负荷为XXMW，功率因数按0.9（滞后）考虑。负荷性质以工业负荷为主，包含部分二类负荷及少量三类负荷，对供电可靠性有一定要求。

二、主接线方案设计

主接线是变电所电气设计的核心，其合理性直接影响变电所的运行可靠性、灵活性、经济性及维护便利性。设计时需综合考虑电源情况、负荷性质、设备特点及未来发展等因素。

2.1110kV侧主接线方案

考虑到本变电所110kV侧为双电源进线，且对供电可靠性有一定要求，初步拟定以下两种方案进行比选：

方案一：单母线分段接线

*特点：将母线分为两段，双回进线分别接于不同母线段，母联断路器可实现分段运行或并列运行。

*优点：运行灵活，可实现分段检修，一段母线故障或检修时，另一段母线可继续供电，提高了供电可靠性；设备数量相对较少，投资适中。

*缺点：当母联断路器故障或检修时，整个变电所需单母线运行，可靠性略有降低。

方案二：内桥接线

*特点：两条进线共用一台桥断路器，接于变压器回路。

*优点：当一条进线故障或检修时，通过桥断路器的操作，可迅速恢复另一条进线对两台变压器的供电（若有两台主变），适合线路较长、故障几率较高，而变压器不需经常切换的场合。

*缺点：变压器故障或检修时，需将相应的进线和桥断路器断开，可能影响该进线的供电。

方案选择：考虑到本变电所作为终端变电所，负荷以工业园区为主，对供电连续性要求较高，且110kV线路长度中等。单母线分段接线在保证较高可靠性的同时，具有更好的运行灵活性，便于未来扩展，因此，110kV侧主接线推荐采用单母线分段接线方案。

2.210kV侧主接线方案

10kV侧出线回路数较多，且负荷类型多样。综合考虑经济性与可靠性：

方案：单母线分段接线。

*理由：将10kV母线分为两段，重要负荷可分别接于不同母线段，由两台主变（若配置两台）分别供电。母联断路器的设置使得运行方式灵活，可分列运行限制短路电流，也可并列运行提高供电可靠性。当一段母线或一台主变故障时，可通过母联断路器将重要负荷切换至另一段母线供电。此方案成熟可靠，运行维护方便，投资也较为合理，适合中低压侧出线较多的变电所。

2.3主变压器选择

主变压器是变电所的“心脏”，其选型至关重要。

*台数：考虑到供电可靠性和运行经济性，本设计推荐选用两台主变压器。正常运行时两台主变分列运行，互为备用，一台故障时，另一台可承担大部分重要负荷。

*容量：每台主变容量按近期最大负荷的70%~80%或远期最大负荷的50%左右选择。根据近期负荷XXMW，考虑功率因数0.9及10%的裕度，单台主变容量初步选为XXMVA（例如，若近期负荷50MW，则50/0.9*1.1≈61MVA，可选63MVA）。

*型号：选用三相双绕组无励磁调压电力变压器，型号可考虑如S11-M-XX/110或更节能的S13系列，具体型号待短路电流计算后进一步确定。

*联结组别：采用YN,d11联结组别，以满足高压侧中性点接地