220kV变电站一次电路设计

沈阳伊莱瑞克电力设计院有限公司 赵宏宇

罗定职业技术学 院王倩

220kV变电站一次电路设计

沈阳伊莱瑞克电力设计院有限公司 赵宏宇

罗定职业技术学 院王倩

变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，直接影响整个电力系统的安全与经济运行。本设计为220kV变电站电气一次部分设计，具体设计要求如下：建设规模为3台180MVA有载调压变压器，本期建设2台；220kV出线6回，本期建设2回（闻喜、绛县）；110kV出线12回，本期建设1回（古堆）；35kV出线12回，本期1回（站外电源），每台变压器无功按40MVAR补偿，安装在35kV侧，分4组，每组容量10MVAR。

一、主接线设计

电气主接线的基本形式包括单母线接线、单母线分段接线、双母线接线、带旁路母线的接线、桥式接线、单元接线等形式。

综合分析以上几种主接线方式，根据规模、线路、变压器连接总数及容量大小等因素。按照双母线接线使用范围：220kV出线回路4-10回，主变压器2-4台可采用双母线或双母线单分段接线；110kV最终出线6回以上时宜采用双母线接线。根据本工程具体情况，主变3台，220kV出线六回，110kV出线12回，确定方案为：220kV最终/本期采用双母线接线；110kV最终/本期采用双母线接线。双母线接线具有供电可靠性大，可以轮流检修母线而不中断供电，及调度、扩建及检修方便等优点。35kV配电装置采用单母线分段接线，本期单母分段，远期单母三分段。即单母线用分段断路器进行分段，可以提高供电可靠性和灵活性。

二、短路电流及设备选择

1.短路电流。根据系统专业提供的系统侧短路电流：系统侧三相短路电流，220kV为21.32KA，110kV为10.87KA；系统侧单相短路电流，220kV为15.86KA，110kV为4.62KA。计算得本站各级电压母线短路电流最大值如表1所示。设备选择以此为计算依据。

表1 本站各级电压母线短路电流最大值

2.主要设备选择。根据短路电流计算结果及变电站具体情况，确定主要设备的选择如下：主变压器：SFSZ9-180000/220，180/180/90MVA，220±8x1.25/121/38.5kV，Yn,Yn0,d11；U12= 14%U13=24%U23=8%。220kV/110kV断路器：220kV：户外SF6断路器50kA；110kV:户外SF6断路器40kA。220kV/110kV隔离开关：220kV:GW-220W（单柱式）、GW-220W（双柱水平伸缩）125KA；10kV:GW4-110W100KA。220kV/110kV电流互感器：220kV：油浸式-220W2，2*600/1A，110kV：干式-110W2，2* 600/1A。35kV断路器：XGN-35型固定式开关柜配真空断路器; 2500A31.5kA（进线、分段）；1250A31.5kA（出线、电容器、站变）。35kV电容器组：电容器采用集合式电容器组。

3.电气设备外绝缘及绝缘子串选择。绝缘子串选择根据“山西省电力系统污区分布图”及现场调查，本站为IV级污秽区。据此，泄漏比距220kV/110kV电气设备取3.1cm/kV。对中性点非直接接地的35kV户外电气设备，取3.1cm/kV。

绝缘子串片数按以下原则选择：按正常工作电压下泄漏比距进行选择；按操作过电压作用下不闪络选择；按大气过电压作用下不闪络选择；悬式绝缘子机械强度的安全系数，正常运行时不应小于4，安装检修时不应小于2.5。本设计采用XWP3型悬式绝缘子。选择结果如下：220kV，XWP3-70（lx=450），19片；110kV，XWP3-70（lx=450），10片。

三、防雷与接地

雷电侵入波保护方式，220kV/110kV/35kV配电装置每条主母线均设置避雷器。经计算，母线避雷器距线路设备的电气距离小于母线避雷器过电压保护范围，故出线上不再装设避雷器。主变压器220kV/110kV/35kV侧均须设置1组避雷器。变电所防直击雷保护采用避雷针保护。

设主接地网，以水平接地体为主，埋设于冻土层之下。本站110kV单相短路电流较大为29.785KA，根据《山西省电力公司“二十五项反措”实施细则》计算时间取3S，经计算110kV设备接线引下线需采用100×10镀锌扁钢,主接地网采用80×10镀锌扁钢。本工程土壤电阻率取120Ω·m。

四、站用电及照明

站用变压器选用500KVA，置于开关柜内。设两台所用变压器，一台工作一台备用，采用D，yn11结线。根据可研批复，工作站用变从主变压器低压侧引接，备用站用变电源由外接电源提供。站用电母线为单母隔离开关分段，向各用电负荷供电，站用电配电柜选用GQH智能低压配电柜。站用配电间设在主控楼零米。照明分工作照明和事故照明，工作照明由站用电母线供电，事故照明由事故照明切换屏供电。主控制室采用发光带。站区照明主要采用全方位泛光灯和投光灯相结合。

五、结束语

本设计按照国家标准要求和有关设计技术规程进行，综合考虑供电可靠性、电能质量，以操作方便、运行灵活、减少投资及扩建的方便性为出发点，本方案已得到实施，效果良好。