220kV典设实施方案B说明402438.docx

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220kV典设实施方案B说明402438

第28章设计说明

28.1总的部分

华北电网有限公司变电站典型设计220kV变电站分册由两个子方案构成；方案A为220kV户外站实施方案，方案B为220kV户内站实施方案。

本篇内容为方案B，是220kV户内站实施方案。

根据基建技术[2006]57号“关于印发《国家电网公司220kV和110kV变电站典型设计华北电网公司实施方案审查会议纪要》的通知”方案B220kV户内站实施方案由两个Ⅱ类方案组成。

第Ⅱ类为国家电网公司推荐方案基本模块拼接组合方案。

此方案按照变电站的最终建设规模由B-1、B-2两个方案组成。

28.1.1本典型设计的适用场合

28.1.1.1特殊地形条件土地紧缺地区。

28.1.1.2外界条件限制，站址选择困难区域。

28.1.1.3严重污染地区。

28.1.2对设计方案组合的说明

方案分类

项目名称

220-B-1

220-B-2

1、主变压器

3*120MVA，3*180MVA，

本期2台

3*120MVA，3*180MVA，

本期2台

2、出线规模

220kV出线最终3回；本期2回

110kV出线最终12回；本期6回

10kV本期12回，最终12回，第三台主变不出线

220kV出线最终10回；本期2回

110kV出线最终12回；本期6回

10kV本期12回，最终12回，第三台主变不出线

3、无功补偿分组及容量

每台变压器：

10kV侧配置3组8Mvar并联电容器组和2组并联电抗器组，或4组8Mvar并联电容器组；共6组8Mvar并联电容器组和4组并联电抗器组，或8组8Mvar并联电容器组；最终规模共9组8Mvar并联电容器组和6组并联电抗器组，或12组8Mvar并联电容器组。

每台变压器：

4、电气主接线

220kV本期采用内桥接线方式，终期采用扩大内桥接线方式。

110kV采用双母线接线方式。

10kV本期采用单母线分段接线方式。

220kV本期采用双母线接线方式，终期采用双母线单分段接线方式。

110kV采用双母线接线方式。

10kV本期采用单母线分段接线方式。

5、配电装置

220kV、110kV采用GIS配电装置，户内布置；220kV架空出线，110kV架空电缆混合出线。

10kV采用成套高压开关柜，电缆出线。

220kV、110kV采用GIS配电装置，户内布置；架空电缆混合出线。

10kV采用成套高压开关柜，电缆出线。

6、短路电流水平

220kV：

50kA；

110kV：

31.5kA；

10kV：

25kA。

220kV：

50kA；

110kV：

31.5kA；

10kV：

25kA。

7、主要设备选择

220kV、110kV采用GIS；

主变：

风冷或自冷三相三绕组有载调压油浸式；

所用变压器：

户内干式,800kVA；

并联电抗器：

户内干式三相铁芯；

串联电抗器：

户内干式三相铁芯；

并联电容器：

户内成套式

220kV、110kV采用GIS；

主变：

风冷或自冷三相三绕组有载调压油浸式；

所用变压器：

户内干式,800kVA；

并联电抗器：

户内干式三相铁芯；

串联电抗器：

户内干式三相铁芯；

并联电容器：

户内成套式

8、电气总平面布置

综合楼共分三层，地下一层，地上二层。

配电装置及主变压器安装在屋内；保护采用集中布置方案。

综合楼共分三层，地下一层，地上二层。

配电装置及主变压器安装在屋内；保护采用集中布置方案。

9、监控系统

全站控制、信号、测量等均经计算机完成，不设常规控制及测量仪表。

可实现无人值班。

全站控制、信号、测量等均经计算机完成，不设常规控制及测量仪表。

可实现无人值班。

10、土建部分

全站总建筑面积6833㎡（含电缆夹层面积），主变压器消防采用合成型泡沫喷淋灭火系统，设有13套室内消火栓及4套室外地下式消火栓。

全站总建筑面积7314㎡（含电缆夹层面积），主变压器消防采用合成型泡沫喷淋灭火系统，设有13套室内消火栓及4套室外地下式消火栓。

28.1.3主要技术经济指标

序

方案编号

总建筑面积（m2）

围墙内占地面积（m2）

合计（m2）

单位投资

号

（元/kVA）

220-B-1

6833

7722

14799

365（526）　

220-B-2

7314

8190

15641

379（547）　

28.2电力系统部分

本典型设计不涉及电力系统部分的具体内容，按照给定的最终建设规模进行设计，在实际工程应用中要根据变电所在系统中所处的实际条件进行设计和论述。

28.3电气一次部分

28.3.1电气主接线

28.3.1.1变电站设计规模

（1）典设方案本期建设2台220kV、180MVA变压器，最终规模建设3台220kV、180MVA变压器。

（2）220kV出线，220-B-1方案本期2回，最终3回。

220-B-2方案本期2回，最终10回。

（3）110kV出线，本期6回，最终12回。

（4）10kV出线，本期12回，最终不变。

（5）无功补偿。

本期每台主变压器10kV侧配置3组8Mvar并联电容器组和2组并联电抗器组，或4组8Mvar并联电容器组；共6组8Mvar并联电容器组和4组并联电抗器组，或8组8Mvar并联电容器组；最终规模共9组8Mvar并联电容器组和6组并联电抗器组，或12组8Mvar并联电容器组。

实际工程应按照系统情况计算确定。

28.3.1.2220kV电气主接线

220-B-1方案：

220kV本期采用内桥接线方式，终期采用扩大内桥接线方式。

该接线适用于变压器-线路单元的系统，本期4个元件只需3台断路器，缺点是变压器的切除和投入较复杂，需动作2台断路器。

220-B-2方案：

220kV本期采用双母线接线方式，终期采用双母线单分段接线方式。

该接线具有供电可靠、调度灵活、扩建方便、便于试验。

28.3.1.3110kV电气主接线

110kV采用双母线接线方式。

该接线具有供电可靠、调度灵活、扩建方便、便于试验。

28.3.1.310kV电气主接线

10kV本期采用单母线分段接线方式，按照变压器进行分段，每台主变压器低压侧各配置6回出线。

终期第三台主变压器10kV侧采用单母线接线方式，不出线。

28.3.1.4各级电压中性点接地方式

主变压器为三绕组型，220kV和110kV为星形接线，中性点通过隔离开关接地。

10kV中性点采用经消弧线圈接地方式。

由于主变压器10kV侧采用三角形接线，为解决10kV中性点引出问题，需在每台消弧线圈前配置1台接地变压器。

每台主变压器中性点各接1台600kvar消弧线圈并配置1台630kVA接地变压器。

具体工程中接地变压器和消弧线圈容量需根据实际线路情况计算。

28.3.2短路电流及主要电气设备、导体选择

28.3.2.1短路电流水平

本方案中的短路电流按如下水平选择：

220kV：

50kA；110kV：

31.5kA；10kV：

25kA。

28.3.2.2主要电气设备选择

（1）主变压器

1）采用有载调压三相三绕组降压变压器；

2）变压器冷却方式采用风冷或自冷

3）三次绕组额定容量按照50%全容量考虑，选用90（60）MVA；

4）接线组别为YN,yno,d11；

5）变压器阻抗为：

U12=14%U13=24%U23=8%；

U12=14%U13=31%U23=17%；（10kV侧短路电流水平控制在20kA）

6）主变压器额定电压在具体工程中按实际系统电压情况确定。

主变选择结果见表28-3-1

表28-3-1主变选择结果表

项目

型式及主要参数

备注

型式

三相三绕组，油浸式有载调压

容量

180（120）MVA/180（120）MVA/90（60）MVA

额定电压

2208×1.25%/115/10.5kV

接线组别

YN,yno,d11

阻抗电压

U12=14%U13=24%U23=8%

U12=14%U13=31%U23=17%；（10kV侧短路电流水平控制在20kA）

冷却方式

风冷或自冷

（2）220kV设备。

220kV采用户内GIS设备；按照短路电流水平，220kV设备额定开断电流为50kA，动稳定电流峰值125kA。

方案220-B-1：

220kV线路最大输送功率为180（120）MVA，根据设备标准参数选择220kV母线额定工作电流为1250A，进出线回路额定工作电流均采用1250A，方案220-B-1220kV主要设备选择结果见表28-3-2-1。

表28-3-2-1方案220-B-1220kV主要设备选择结果表

设备名称

型式及主要参数

备注

GIS

断路器

252kV，1250A，50kA

隔离开关

252kV，1250A，50kA/2s

接地开关

252kV，50kA/2s

电流互感器

252kV，1250A，50kA/2s5P30/5P30/5P30/5P30/5P30/0.2/0.2S（主变、出线），5P30/5P30/5P30/5P30/5P30/0.2（桥）

电压互感器

220/√3/0.1/√3/0.1/√3/0.1kV

避雷器

Y10W-204/532W

方案220-B-2：

220kV母线通流按3150A考虑，选择220kV母线额定工作电流为3150A，进线回路额定工作电流采用1250A，出线回路额定工作电流采用2500A，方案220-B-2220kV主要设备选择结果见表28-3-2-2。

表28-3-2-2方案220-B-2220kV主要设备选择结果表

设备名称

型式及主要参数

备注

GIS

断路器

252kV，2500A，1250A，50kA

隔离开关

252kV，2500A，1250A，50kA/2s

接地开关

252kV，50kA/2s

电流互感器

252kV，1250-2500A，50kA/2s5P30/5P30/5P30/5P30/5P30/0.2/0.2S（主变），5P30/5P30/5P30/5P30/5P30/0.2（出线、母联）

电压互感器

220/√3/0.1/√3/0.1/√3/0.1kV

避雷器

Y10W-204/532W

（3）110kV设备。

110kV采用户内GIS设备；按照短路电流水平，110kV设备额定开断电流为31.5kA，动稳定电流峰值80kA。

110kV主母线穿越功率按1.5x180（120）=270（180）MVA考虑，经计算,选择110kV母线额定工作电流为2000A，进线回路额定工作电流均采用1600A，出线回路额定工作电流均采用1250A，110kV主要设备选择结果见表28-3-3。

表28-3-3110kV主要设备选择结果表

设备名称

型式及主要参数

备注

GIS

断路器

主变压器回路：

126kV，1600A，31.5kA

出线回路：

126kV，1250A，31.5kA

母联：

126kV，2000A，31.5kA

隔离开关

主变压器回路：

126kV，1600A，31.5kA/4s

主刀电动操作

出线回路：

126kV，1250A，31.5kA/4s

主刀电动操作

母联：

126kV，2000A，31.5kA/4s

主刀电动操作

接地开关

126kV，31.5kA/4s

电流互感器

出线、主变压器回路：

126kV，1200~2000A，5P30/5P30/5P30/5P30/0.2/0.2S，31.5kA/4s

母联：

126kV，1200~2000A，5P30/5P30/5P30/5P30/0.2，31.5kA/4s

主母线

126kV，2000A

电压互感器

110/√3/0.1/√3/0.1/√3/0.1kV

避雷器

Y10W-102/266W

（4）10kV设备。

按照短路电流水平，10kV设备额定开断电流为25kA，动稳定电流峰值63kA。

10kV各回路工作电流见表28-3-4，主要设备选择结果见表28-3-5。

表28-3-410kV各回路工作电流

项目

工作电流（A）

备注

主变回路

4000

电容器回路

567

电抗器回路

462

所用变回路

48.5

表28-3-510kV主要设备选择结果表

设备名称

型式及主要参数

备注

开关柜

断路器

主变、分段回路：

12kV，4000A，25kA

出线、无功：

12kV，1250A，25kA

接地开关

12kV，25kA/4S

电流互感器

主变回路：

10kV，8000/1A，5P/5P，25kA/4s

分段回路：

10kV，4000/1A，5P/0.5，25kA/4s

无功、出线回路：

10kV，800/1A，5P/0.2，25kA/4s

电压互感器

10kV，10/√3/0.1/√3/0.1/√3/0.1/3kV

熔断器

10kV，0.5A，25kA

避雷器

17/45kV

主变10kV进线隔离开关

GN10-20-5000动稳定电流224kA（峰值）

主变10kV进线电流互感器

LAJ-104000/1A5P10/5P10/5P10/0.2

主变10kV进线限流电抗器

XKK-4000-12

10kV接地变压器

户内干式,DKSC-630/10.5Zo=2.5%Zn

10kV消弧线圈

XHDC-600/105分接Se=303－606kVA

所用变压器

户内干式,800kVA,10.5±5%/0.4kV,Uk=6%D,yn11

并联电抗器

户内干式三相铁芯，10.5kV，8Mvar

串联电抗器

户内干式三相铁芯，10.5kV，8Mvar

并联电容器

户内成套式，10.5kV，8Mvar

28.3.2.3导体选择

220kVGIS、110kVGIS及10kV开关柜内母线及分支回路的计算功率可参考前述设备选择，具体型式由设备厂确定。

导体选择的原则：

（1）各级电压设备间连线按回路通过最大电流考虑，按发热条件校验；

（2）220kV、110kV及10kV出线回路的电缆截面不小于送电线路的截面；

（3）110kV及10kV引线按经济电流密度进行选择。

选择结果见表28-3-6。

电压（kV）

回路名称

回路工作电流（A）

选用导体

导体截面选择的控制条件

根数X型号

载流量（A）

220

母线

方案B-1：

1250

方案B-2：

3150

供货厂明确

1250

由载流能力控制

分支回路

1250

主变引线

661

1250

MOA、CVT引线

1250

110

母线

1417

供货厂明确

2000

由载流能力控制

分支回路

1250

主变引线

1323

1600

MOA、CVT引线

1250

母线、主变、分段回路

4000

供货厂明确

4000

由设备制造能力控制

主变引线

3（TMY-125X10）

4314

电容器引线

567

2（ZR-YJV-10-3X185）

622

由载流能力控制

电抗器引线

462

2（ZR-YJV-10-3X185）

622

所用变引线

48.5

ZR-YJV-10-3X185

311

由最小热稳定截面控制

28.3.3绝缘配合及过电压保护

电气设备的绝缘配合,根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T620－1997和国标《高压架空线路和发电厂、变电所环境污区分级及外绝缘选择标准》GB/T16434－1996有关规定进行设计。

氧化锌避雷器按GB11032－2000《交流无间隙金属氧化物避雷器》及国家电网生技[2005]174号之附件3《110（66）kV~750kV避雷器技术标准》中的规定进行选择。

28.3.3.1220kV电气设备的绝缘配合

（1）避雷器选择。

220kV氧化锌避雷器按国内制造厂生产的设备选型，作为220kV绝缘配合的基准，其主要技术参数见表28-3-7。

表28-3-7220kV氧化锌避雷器主要技术参数

型号

Y10W型

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（30~100μs）2kA残压（kV，峰值）

452

雷电冲击（8/20μs）2kA残压（kV，峰值）

532

陡波冲击（1μs）残压（kV，峰值）

594

（2）220kV电气设备的绝缘水平。

220kV系统以雷电过电压决定设备的绝缘水平，在此条件下一般都能耐受操作过电压的作用。

所以，在绝缘配合中不考虑操作波试验电压的配合。

雷电冲击的配合，以雷电冲击10kA残压为基准，配合系数取1.4。

220kV电气设备的绝缘水平见表28-3-8，经核算满足配合要求。

（3）220kV屋外电气设备的外绝缘泄漏比距。

（a）III级污秽地区：

外绝缘泄漏比距为2.5cm/kV（以系统最高电压为基准）

220kV户外避雷器、电压互感器、耦合电容器及架空套管爬电距离为>6300mm。

（b）IV级污秽地区：

外绝缘泄漏比距为3.1cm/kV（以系统最高电压为基准）

220kV户外避雷器、电压互感器、耦合电容器及架空套管爬电距离为>7812mm。

表28-3-8220kV电气设备的绝缘水平

设备名称

设备耐受电压值

雷电冲击耐压（kV，峰值）

1min工频耐压（kV，有效值）

全波

截波

内绝缘

外绝缘

内绝缘

外绝缘

主变压器

950

1050

395

其他电器

950

1050

395

断路器断口间

950

395

隔离开关断口间

1050

395

28.3.3.2110kV电气设备的绝缘配合

（1）避雷器选择。

110kV氧化锌避雷器按国内制造厂生产的设备选型，作为110kV绝缘配合的基准，其主要技术参数见表28-3-9。

表28-3-9110kV氧化锌避雷器主要技术参数

型号

Y10W型

额定电压（kV，有效值）

102

最大持续运行电压（kV，有效值）

79.6

操作冲击（30~100μs）2kA残压（kV，峰值）

226

雷电冲击（8/20μs）2kA残压（kV，峰值）

266

陡波冲击（1μs）残压（kV，峰值）

297

（2）110kV电气设备的绝缘水平。

110kV系统以雷电过电压决定设备的绝缘水平，在此条件下一般都能耐受操作过电压的作用。

所以，在绝缘配合中不考虑操作波试验电压的配合。

雷电冲击的配合，以雷电冲击10kA残压为基准，配合系数取1.4。

110kV电气设备的绝缘水平见表28-3-10，经核算满足配合要求。

（3）110kV屋外电气设备的外绝缘泄漏比距。

（a）III级污秽地区：

外绝缘泄漏比距为2.5cm/kV（以系统最高电压为基准）

110kV户外避雷器、电压互感器及架空套管爬电距离为>3150mm。

（b）IV级污秽地区：

外绝缘泄漏比距为3.1cm/kV（以系统最高电压为基准）

110kV户外避雷器、电压互感器及架空套管爬电距离为>3906mm。

表28-3-10110kV电气设备的绝缘水平

设备名称

设备耐受电压值

雷电冲击耐压（kV，峰值）

1min工频耐压（kV，有效值）

全波

截波

内绝缘

外绝缘

内绝缘

外绝缘

主变压器

480

450

550

200

185

其他电器

550

230

断路器断口间

550

230

隔离开关断口间

630

265

28.3.3.310kV电气设备的绝缘配合

（1）避雷器选择。

根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T620－1997中第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”。

目前国内制造厂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28-3-11。

表28-3-1110kV氧化锌避雷器主要技术参数

型号

Y5W-17/45型

系统标称电压（kV，有效值）

避雷器额定电压（kV，有效值）

13.6

操作冲击（8/20μs）5kA残压（kV，有效值）

操作冲击电流下残压（kV，有效值）

38.3

陡波冲击（1/5μs）5kA残压（kV，有效值）

51.8

（2）10kV电气设备及主变压器中性点的绝缘水平。

绝缘水平按国标GB311-1983选取，有关取值见表28-3-12。

表28-3-1210kV电气设备的绝缘水平

设备名称

设备耐受电压值

雷电冲击耐压（kV，峰值）

1min工频耐压（kV，有效值）

全波

截波

内绝缘

外绝缘

内绝缘

外绝缘

主变低压侧

主变中性点

185

断路器断口间

隔离开关断口间

其他电器

28.3.3.4主变压器的绝缘配合

本工程选用三绕组电力变压器，220-B-1方案220kV架空出线设置避雷器作为全220kV系统保护，220-B-2方案220kV由母线避雷器和架空出线设置避雷器作为全220kV系统保护，110kV部分由母线避雷器和110kV架空出线设置避雷器进行保护，另外根据过电压规程要求，在主变压器10kV侧设一组避雷器，以保护主变压器。

28.3.3.5雷电过电压保护

（1）220、110、10kV配电装置雷电过压保护。

本方案中，220kV出线为架空出线、110kV配电装置为架空电缆混合出线，因此在220、110kV每回架空出线侧设置避雷器，110、10kV配电装置每段主母线均设置避雷器。

（2）防直击雷。

本方案所有架空线路采用避雷线保护方式，避雷线自线路终端塔引至变电综合楼顶上的接地柱。

在综合楼屋顶安装避雷带作为其保护方式。

28.3.3.6接地

主接地网采用不等距网格布置，接地网工频接地电阻设计值应满足规程要求，如果工程计算超出允许值，应采取必要措施。

具体工程应根据实际短路入地电流进行选择计算；对于地下水位较高、地中腐蚀性较严重的地区，考虑到GIS的运行特点，推荐本工程主接地网水平接地体及主设备接地引下线，选用铜排，引下线选用—

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