220kV变电站设计Word文件下载.docx
《220kV变电站设计Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《220kV变电站设计Word文件下载.docx（34页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
三绕组有载调压变压器。
220kV、110kV采用户外瓷柱式断路器。
10kV采用户内开关柜，站用变采用干式变压器
10kV电容器采用集合式，限流电抗器采用干式空芯。
7
配电装置
220kV悬吊管母线中型布置，断路器单列布置
110kV支持管母线中型布置，断路器单列布置
220、110kV配电装置平行和垂直布置两个方案
10kV屋内成套开关柜单列布置。
8
控制系统
计算机监控，监控与远动统一考虑，满足无人值班方式。
9
土建部分
全站总建筑面积630m2，主控制楼建筑面积402m2（一型）
220kV、110kV构架采用钢筋混凝土环型杆；
主变压器消防采用合成型泡沫消防装置。
10
站址基本条件
地震基本烈度6度，按设计基本地震加速度值0.05g，设计风速25m/s，承载力特征值fak=150kPa，地下水无影响，非采暖区，场地同一标高，按海拔1000m以下，Ⅲ级污秽区设计
13.1.3主要技术经济指标
主要技术经济指标见表13-2
表13-2主要技术经济指标
项目
数量
备注
静态总投资（万元）
6623
仅计算平行布置方案的投资
围墙内占地面积（hm2）
1.92
垂直布置方案为2.19hm2
全站建筑面积（m2）
402
主控制楼建筑面积（m2）
630
13.2电力系统部分
13.2.1电力系统
本典型设计按照给定的主变压器及出线规模进行设计，在实际工程中，要根据工程所在地区电力系统状况确定变电站的地位和作用具体设计。
各电压等级的设备短路电流水平按如下考虑：
220kV电压等级的设备短路电流为40kA；
110kV电压等级的设备短路电流为31.5kA；
10kV电压等级的设备短路电流为25kA。
13.2.2系统继电保护及安全自动装置
在实际工程设计中进行说明，确定变电站系统继电保护及安全自动装置设计原则、选型并提出相应的要求。
220kV变电站典型设计不涉及系统继电保护及安全自动装置具体配置，只根据推荐的组屏原则，配合继电器室的布置。
13.2.3系统调度自动化
在实际工程设计说明，确定变电站调度组织关系，远动信息内容、传输方式和通道要求。
说明远动设备选型、配置原则和技术要求等。
220kV变电站典型设计不涉及系统调度自动化专业的具体内容，只根据自动化常规的硬件配置原则，配合土建专业进行设备的布置。
13.2.4系统通信及站内通信
在实际工程设计中进行说明，确定变电站调度组织关系、通信方式，并进行通道安排和确定变电站站内通信设备选型。
220kV变电站典型设计不涉及通信及站内通信专业的具体内容，只根据常规的组屏原则，配合土建专业进行通信设备的布置。
13.3电气一次部分
13.3.1电气主接线
13.3.1.1变电站设计规模
变电站为220kV、110kV、10kV三级电压，设计规模如下：
（1）主变压器。
远期装设3台180MVA主变压器，本期安装1台。
（2）220kV出线。
220kV最终出线6回，本期4回，备用2回。
（3）110kV出线。
110kV最终出线10回，本期5回，备用5回。
（4）10kV部分。
无出线，考虑站用变及无功补偿电容器组，每台主变压器10kV侧4组7.2Mvar电容器组。
13.3.1.2220kV电气主接线
220kV在实际工程中最常用的是双母线接线，双母线接线主要优点是供电可靠、调度灵活、扩建方便、便于实验等，缺点是当母线故障时，隔离开关作为倒换操作电器，使操作的及时性、快速性受到一定影响。
220kV最终6回出线，采用双母线接线。
本期220kV出线4回，采用双母线接线，设母联回路，装设2组母线设备。
13.3.1.3110kV电气主接线
110kV在实际工程中最常用的也是双母线接线，优缺点同上所述。
110kV最终10回出线，采用双母线接线。
本期110kV出线5回，采用双母线接线，设双母回路，装设2组母线设备。
13.3.1.4主变压器及10kV电气主接线
根据给定的设计条件，主变压器采用三相三绕组。
10kV侧无出线时，在实际工程中最常用单元制单母线接线，单元制单母线接线主要优点是接线简单清晰、设备少、操作方便、便于扩建，但不够灵活可靠。
每台主变压器10kV侧接4组电容器组。
10kV采用单元制单母线接线，3台主变压器分别接于10kVⅠ、Ⅱ、Ⅲ段母线；
本期上1号主变压器及10kVⅠ段母线。
为限制短路电流，10kV进线侧装设限流电抗器。
电气接线图详见图17-1～图17-4。
13.3.1.5各级中性点的接地方式
220kV、110kV中性点可采用接地和不接地两种方式，10kV为三角形接线，为不接地系统。
13.3.2短路电流及主要电气设备、导体选择
13.3.2.1短路电流
220kV、110kV、10kV侧的短路水平考虑到全省各地区有一定差异，典型设计A2方案220kV电压等级按40kA考虑，110kV电压等级按31.5kA考虑，10kV电压等级按25kA考虑。
在实际工程设计中，应根据电力系统短路阻抗值，进行短路电流计算来确定短路电流水平。
13.3.2.2主要电气设备选择
（1）主变压器。
推荐采用高压侧有载调压、油侵式、低损耗、自然油循环风冷变压器。
其主要技术规范为：
型号：
SFSZ-180000/220
容量比：
180000/180000/90000kVA
推荐电压比：
230±
8×
1.25%/121/10.5kV
接线组别：
YNyn0dll
阻抗电压推荐：
Uk1-2%=14.5，Uk1-3%=24，Uk2-3%=7.5。
在实际工程设计中，应根据当地系统条件，来选择电压比及阻抗电压。
（2）220kV设备
1）断路器。
选用瓷柱式SF6气体绝缘单断口断路器，开断电流50kA，额定电流3150A，3s热稳定电流50kA，动稳定电流峰值125kA。
2）隔离开关。
母线隔离开关选用单柱垂直断口隔离开关。
额定电流2500A，3s热稳定电流50kA，动稳定电流峰值125kA。
出线隔离开关选用双柱水平断口、单静触头隔离开关。
3）电流互感器。
选用油浸式电流互感器。
母联额定电流比2×
1200/5A；
主变压器进线及出线额定电流比2×
600/1A；
3s热稳定电流50kA，动稳定电流峰值125kA。
在实际工程中，选用SF6气体绝缘或油浸式电流互感器均可。
4）电压互感器。
选用电容式电压互感器。
电压比
kV，准确级0.2/0.5/0.5/0.5/3P。
（3）110kV设备
1）断路器。
选用瓷柱式SF6气体绝缘单断口断路器，开断电流40kA，额定电流3150A，3s热稳定电流40kA，动稳定电流峰值100kA。
2）隔离开关。
母线隔离开关选用单柱垂直断口；
出线隔离开关选用双柱水平断口。
除母联间隔隔离开关选用额定电流2000A，热稳定电流31.5kA（3s），动稳定电流80kA外，其余间隔隔离开关均选用额定电流1250A，3s热稳定电流31.5kA，动稳定电流峰值80kA。
3）电流互感器。
母联间隔电流互感器额定电流比2×
1200/1A；
3s热稳定电流31.5kA，动稳定电流峰值80kA。
0.1kV，准确级0.2/0.5/3P。
（4）10kV设备
1）高压开关柜。
10kV采用户内开关柜，除电容器出线采用SF6断路器外，其它均采用真空断路器。
10kV断路器额定电流值：
进线选用2000A，出线选用1250A，进线开断电流值选用40kA，馈线开断电流值选用31.5kA。
2）电容器。
每台主变压器10kV侧装设4组7.2Mvar并联电容器，本期装设4组7.2Mvar电容器组，采用集合式。
容性无功补偿容量按规程要求按主变压器容量的10～30%配置；
确切容量和组数在实际工程设计中可经系统论证后调整。
3）限流电抗器。
每台主变压器10kV侧装设额定电流2000A，额定电抗率6%的限流电抗器考虑。
在实际工程设计中，根据短路电流水平，合理选择电抗器的阻抗值。
13.3.2.3导体选择
（1）220kV导体选择。
主母线选型。
220kV母线穿越功率按650MW考虑，相应工作电流1706A，220kV母线选择用LDRE-φ120/110铝镁合金管母线，其允许载流量为2265A（修正值）。
在实际工程应用中，可以根据母线穿越功率的实际数值，经过计算后合理选择220kV主母线的规格。
2）母联回路导体选择。
按主母线穿越电流的70%考虑为1194A，选用2×
（LGJ-500/45）导线。
3）主变压器进线回路导体选择。
主变压器进线回路由经济电流密度控制，选用LGJ-500/45导线。
（2）110kV导体选择。
1）主母线选型。
110kV母线穿越功率按270MW考虑，相应工作电流1417A，相应110kV母线选择用LDRE-φ100/90铝镁合金管型母线，其允许载流量为2121A（修正值）。
在实际工程应用中，可以根据母线穿越功率的实际数值，经过计算后合理选择110kV主母线的规格。
按主母线工作电流的70%考虑，为992A，选用2×
主变压器进线回路由经济电流密度控制，选用2×
（3）10kV导体选择。
主变压器低压侧进线工作电流1686A，选用2（LMY-000×
10）的母线桥。
10kV母线选用2（LMY-000×
10）矩形导体，其允许载流量为2046A（修正值）。
在实际工程中，根据低压侧进线工作电流选择设备额定电流，并效验其动热稳定性。
13.3.3绝缘配合及过电压保护
13.3.3.1避雷器的配置
避雷器的装设组数及配置地点，取决于雷电侵入波在各个电气设备产生的过电压水平。
220kV、110kV一般只装设母线避雷器，出线回路不装设避雷器，本方案除220、110kV配电装置垂直布置方案主变压器110kV侧装设避雷器外，其他布置不需装设主变压器高、中压侧避雷器。
主变压器高、中压侧避雷器是否装设，应根据母线避雷器至主变压器间的最大电气距离校验，若母线避雷器与主变压器之间的最大距离，满足DL/T-620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》中规定要求，则取消，否则需装设主变压器高、中压侧避雷器。
13.3.3.2220kV电气设备的绝缘配合
220kV避雷器选择无间隙氧化锌避雷器，参照目前国内避雷器研制水平来选型，其主要技术参数见表13-3。
表13-3220kV氧化锌避雷器参数表
母线避雷器
额定电压（kV，有效值）
204
最大持续运行电压（kV，有效值）
159
操作冲击（30～100us）2kA残压（kV，峰值）
452
雷电冲击（8/20us）10kA残压（kV，峰值）
532
徒波冲击（1us）10kA残压（kV，峰值）
594
220kV电气设备的绝缘水平，由雷电冲击耐压决定，以避雷器雷电冲击10kA残压为基准，配合系数取不小于1.4，220kV电气设备绝缘水平参数的选择及保护水平配合系数见表13-4。
表13-4220kV电气设备绝缘水平参数及保护水平配合系数
设备名称
设备耐受电压值
雷电冲击保护水平
配合系数
雷电冲击耐压（kV，峰值）
1min工频耐压
（kV，峰值）
全波
截波
内绝缘
外绝缘
950
1050
395
1.4×
532=744.8（kV，峰值）
实际配合系数950/532=1.79
截波配合系数1050/582=1.77
其它电器
1050*
断路器断口间
隔离开关断口间
*仅电流互感器承受截波耐压试验
13.3.3.3110kV电气设备的绝缘配合
110kV避雷器选择无间隙氧化锌避雷器，参照目前国内避雷器研制水平来选型，其主要技术参数见表13-5。
表13-5110kV氧化锌避雷器参数表
102
79.6
操作冲击2kA残压（kV，峰值）
226
雷电冲击10kA残压（kV，峰值）
266
陡波冲击10kA残压（kV，峰值）
297
110kV电气设备的绝缘水平，由雷电冲击耐压决定，以避雷器雷电冲击10kA残压为基准，配合系数取不小于1.4，110kV电气设备绝缘水平参数的选择及保护水平配合系数见表13-6。
表13-6110kV电气设备绝缘水平参数及保护水平配合系数表
雷电冲击保护水平配合系数
（kV，有效值）
480
450
550
200
185
266=372.4（kV，峰值）实际配合系数450/266=1.69截波配合系数550/297=1.85
550*
230
13.3.3.410kV电气设备及主变压器中性点的绝缘配合
根据DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》第4.2.6条所述，当“变压器高低压侧接地方式不同时，低压侧宜装设操作过电压保护水平较低的避雷器”。
目前国内厂家生产的氧化锌避雷器，其保护性能和工作特性优良，满足该规定要求。
为此，主变压器10kV侧配置Y5W－17/45型氧化锌避雷器，其主要技术参数见表13-7。
表13-710kV氧化锌避雷器参数表
名称
参数
系统标称电压（kV，有效值）
17
避雷器额定电压（kV，有效值）
13.6
操作冲击（8/20us）5kA残压（kV，有效值）
45
陡坡冲击（1/5us）5kA残压（kV，有效值）
51.8
操作冲击电流下残压（kV，有效值）
38.3
绝缘水平按国家标准GB311－1997选取，有关取值见表13-8。
表13-810kV电气设备及主变压器中性点绝缘水平参数
主变压器低压侧
75
35
主变压器中性点
85
42
49
13.3.3.5悬式绝缘子串片数的选择
污秽等级为Ⅲ级的地区，按GB/T16434-1996《高压架空线路和发电厂、变电站环境污区分级及外绝缘选择标准》中规定，220kV、110kV取泄漏比距≥2.5cm/kV，10kV取泄漏比距≥3.1cm/kV，依系统最高运行电压和泄漏比距选择绝缘子片数；
并据导线荷载大小，选用不同强度的悬式绝缘子，单片绝缘子的爬电距离为450mm。
220kV除垂直悬吊管母线选用15片XWP2-100型绝缘子串外，其它均选用16片XWP2-100型绝缘子串，总泄漏距离为7200mm；
110kV选用9片XWP2-100型绝缘子串，总泄漏距离为4050mm；
以上均考虑了零值绝缘子片数。
13.3.3.6直击雷保护和接地
（1）直击雷保护。
为防止雷电对电气设备的直接袭击，在220kV及110kV屋外配电装置架构上设置架构避雷针以及独立避雷针进行直击雷保护，且以架构避雷针为主。
为了防止反击，主变压器构架上不设置避雷针，由220kV、110kV区域避雷针构成联合保护网，保护主变压器、10kV设备及其连接线。
（2）接地。
全站接地采用以水平敷设接地极为主，辅以角钢垂直接地极的混合接地网，接地体的截面选择应综合考虑热稳定要求的腐蚀，全站接地网接地电阻按规程要求，每个独立避雷针设独立集中接地装置，接地电阻不大于10Ω。
13.3.4电气布置及配电装置
13.3.4.1电气总平面
根据变电站假定的进出线方向，220kV向北出线，220kV户外配电装置布置在变电站北侧，变电站进站道路从东接入，主控制楼连同站前区位于进站道路入口处以南；
220kV、110kV配电装置采用平行或垂直两种布置形式，布置方案详见图17-5和图17-6。
220kV、110kV配电装置平行布置方案按220kV—主变压器—110kV电气接线流向考虑，各级电压连线基本为直向，无转角架构，布置清晰、紧凑、层次分明。
主变压器、10kV配电装置室及并联电容器组布置在两个配电装置之间，基本为“一”字排列。
220kV、110kV配电装置垂直布置方案110kV配电装置与主变压器通过转角架连线。
主变压器、10kV配电装置室及并联电容器组布置在220kV配电装置南侧，110kV配电装置东侧。
实际工程中，电气总平面布置根据规划，220kV和110kV出线方向，站区地理位置及具体地形等条件设计。
13.3.4.2配电装置
220kV、110kV配电装置均采用户外管母分相中型布置，10kV配电装置室布置在两个配电装置之间，10kV开关柜由110kV配电装置与主变压器间主道路运输。
（1）220kV配电装置选型：
根据给定设计条件的要求，220kV配电装置采用悬吊式管母分相中型布置，断路器单列布置，一个方向出线，本期220kV母线一次上齐，间隔内跨母线的跨线本期也一次上齐。
母线隔离开关为单柱垂直开启，分相垂直布置在母线下，两组母线隔离开关与断路器之间由下部连线，断路器和电流互感器分别布置在主道路两侧，装设跨路管母线。
以下为220kV配电装置母线和构架高度：
1）母线高度：
母线高度取决于母线隔离开关外形尺寸、静电感应以及对地安全距离要求，经计算，悬吊母线构架高度取12m。
2）进出线门型构架高度：
取决于进出线跨线弧垂和下层母线高度以及上下导体间电气净距等要求（母线构架考虑上人检修时对上跨线边相的安全距离），经计算，进出线门型构架高度取15m。
3）配电装置间隔宽度：
220kV屋外配电装置采用悬吊管母线，间隔宽度取13m，母联和进出线导线相间距离取4m，边相导线至门型构架柱子中心线间的距离取2.5m；
设备相间距离取3.5m，边相设备至门型构架柱子中心线间的距离取3.0m。
4）母线相间距离：
母线相间距离取3.0m；
短路电流大于40kA时，母线相间距离宜取3.5米。
5）关于阻波器的安装方式：
当出线采用高频载波通道方式时，相应设置三相阻波器，本次典型设计出线架构间隔宽度13m，阻波器采用三相悬挂方式安装。
以上内容参见图17-7～图17-10。
（2）110kV配电装置选型：
根据给定设计条件的要求，110kV配电装置采用支持式管母分相中型布置，断路器单列布置，一个方向出线，本期110kV母线一次上齐，间隔内跨母线的跨线本期也一次上齐。
以下为110kV配电装置母线和构架高度：
母线高度取决于母线隔离开关外形尺寸、静电感应以及对地安全距离要求，经计算，支持式母线构架高度取6.8m。
取决于进出线跨线弧垂和下层母线高度以及上下导体间电气净距等要求（母线构架考虑上人检修时对上跨线边相的安全距离），经计算，进出线门型构架高度取10m。
110kV屋外配电装置采用支持式管母线，间隔宽度取8m，母联和进出线导线相间距离取2.2m，边相导线至门型构架柱子中心线间的距离取1.8m；
设备相间距离取2m，边相设备至门型构架柱子中心线间的距离取2m。
母线相间距离取1.5m。
以上内容参见图17-11～图17-14。
（3）10kV配电装置。
本典型设计方案10kV配电装置采用屋内成套开关柜布置。
高压开关柜采用单列布置，配电装置室尺寸分别为28m×
5m，1、2号限流电抗器屋外布置，3号限流电抗器屋内布置。
以上内容参见图17-15～图17-16。
13.3.5站用电及动力照明
13.3.5.1站用电源
根据DL/T5155-2002《220kV～500kV变电站所用电设计技术规程》规定，工程设2个站用电源，分别引自2台主变压器低压侧。
本期只有1台主变压器时，其中1台站用变引自站外电源。
典型设计A2方案1号站用变从1号主变压器的10kV母线引接。
备用电源从附近变电站的10kV母线通过10kV开关柜接至站用变。
13.3.5.2站用变压器选择
根据站用电负荷计算，站用变压器容量选择为400kVA，任何一台站用变压器均可承担全所负荷。
站用工作变选用无载调压干式变压器，接线组别为Dynll。
13.3.5.3站用电接线
站用电采用三相四线制接线，380/220V中性点接地系统，采用单母线分段接线，备用电源可自动投入，正常情况下分列运行。
为节省电缆，户外设动力配电箱。
参见图17-17。
13.3.5.4动力照明
照明电压为交流380/220V，事故照明在正常照明电压消失时由蓄电池通过逆变器供电。
继电器室照明采用嵌入式格栅荧光灯，站用配电装置室、办公室和备班室等
升级会员 