发布时间 : 星期四 文章110kv变电站设计（河南理工大学毕业论文）更新完毕开始阅读
电磁场，那么，这些用电设备就不能维持在额定情况下工作，用电设备的端电压就要下降，从而影响用电设备的正常运行。从发电机和高压输电线供给的无功功率，远远满足不了负荷的需要，所以在电网中要设置一些无功补偿装置来补充无功功率，以保证用户对无功功率的需要，这样用电设备才能在额定电压下工作。这就是电网需要装设无功补偿装置的道理。
（2）无功补偿的原理：
把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并接在同一电路，当容性负荷释放能量时，感性负荷吸收能量，而感性负荷释放能量时，容性负荷吸收能量，能量在两种负荷之间交换。这样，感性负荷所吸收的无功功率可由容性负荷输出的无功功率中得到补偿，这就是无功补偿的原理。
（3）电站的无功补偿
终端变电所的并联电容器补偿主要是为了提高电压和补偿主变压器的无功损耗。各组应能随电压波动实现自动投切。
110kV电压等级的变电所一般均应配置可投切的无功补偿设备，补偿设备大部分连接在变电所的母线上，也有的补偿装置是并联或串联在线路上。对于直接供电的变电所，安装的容性无功量应约等于装置所在母线上的负荷按提高功率因数所需补偿的最大容性无功量。
变电所的并联电容器装置是电力系统无功补偿的重要设备，应优先选用，主要是为了提高电压和补偿主变压器的无功损耗。此时，各组应能随电压波动实行自动投切。投切任一组电容器时引起的电压波动不应超过2.5%。
因此本站在10kV侧增添一些电容器柜，以进行无功补偿，尽量达到无功功率就地平衡。
三相交流电路功率因数的数学表达式为
PPP （3-2） cos?=??22S3UIP?Q式中：P—有功功率，kW；
Q—无功功率，kVar； S—视在功率，kVA；
U—线电压有效值，kV； I—线电流有效值，A。
随着电路的性质不同，cos?的数值在0~1之间变化，其大小取决于电路中电感、电容及有功负荷的大小。当cos?=1时，表示电源发出的视在功率全为有功功率，即S=P，
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Q=0；当cos?=0时，则P=0，表示电源发出的功率全为无功功率，即S=Q。所以符合的功率因数越接近1越好。
（4）无功补偿容量选择
通常情况下110kV的变电所是在35kV母线和10kV母线上进行无功补偿。 本变电所设计是在10kV母线上进行无功补偿，对系统10kV母线侧进行无功补偿，将功率因数提高至0.92。
10kV侧补偿前的功率因数为：
cos?10? P1/S1?11000/12447?0.884
负荷所需补偿的最大容性无功量为：
QC? P1(tan?10－tan?')? P1(tan(arccos0.884)－tan(arccos0.92))? 11000?(0.5288－0.25)?3067kVar由表查得选用GR-1C-08型，电压为10kV，容量qc=270kVar的电容器柜，则柜数：
Q3067N?C??11.36
qc270
取十二，因此本设计采用的无功补偿装置为十二组GR-1C-08型，电压为10kV容量为qc=270kVar的电容器柜。
（5）无功补偿装置的设置
本次设计的并联电容器补偿装置，采用断路器来投切，向电网提供可阶梯调节的容性无功，已补偿多余的的感性无功，减少电网有功损耗和提高电压质量。
① 串联电抗器作用如下：
降低电容器组的涌流倍数和涌流频率，是得益于选择回路设备和保护电容器；与电容器容抗全调谐后，组成某次谐波的交流滤波器，可降低该次谐波电压值；若处于过调谐状态下，即为一种并联电容器装置，并部分的降低该次谐波电压值，提高电压质量。
② 熔断器作用：
本设计用喷逐式熔断器来保护电容器。 ③ 放电装置：
为了安全放电及继电保护的需要，放电装置选用专用的放电线圈。
3.6 本章小结
在各电压等级的变电站中，变压器是变电站中的主要电气设备之一，它担任着向用户输送功率，或者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增长情况，本章首先对负荷情况进行了分析计算，根据负荷情况完成对主变容量、台数以及型式的选择，以取得最佳的运行效果。然后，对10kV侧进行无功补偿，以提高电压
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质量和降低网络损耗。
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4 最大持续工作电流及短路计算
4.1 各回路最大持续工作电流
Smax=3UNImax
UN———各电压等级额定电压 Imax——最大持续工作电流
（4-1）
式中：Smax——所统计各电压侧负荷容量
则最大持续工作电流为
Imax=Smax3UN
（4-2）
各侧的最大持续工作电流如下： 35kV侧
Imax=53.36（3?35）=0.88kA
10kV侧
Imax=12.447（3?10）=0.719kA
110kV侧
Imax=65.807（3?110）=0.345kA 表4-1 各侧最大持续工作电流结果
电压等级（kV） 最大持续工作电流(kA)
110 0.345
35 0.88
10 0.719
4.2 短路计算
4.2.1 短路电流计算的目的
（1）在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。
（2）为了保证电力系统安全运行，在设计选择电气设备时，都要用可能流经该设备的最大短路电流进行热稳定校验和动稳定校验，以保证该设备在运行中能够经受住突发短路引起的发热和电动力的巨大冲击。
（3）为了尽快切断电源对短路点的供电，继电保护装置将自动地使有关断路器跳闸。为了合理配置各种继电保护和自动装置并正确整定其参数，需进行短路计算。
4.2.2 短路电流计算的一般规定
（1）应按工程的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划，一般为本期工程建成后5～10年。
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