220kV變電站電氣主接線設計方案選擇

楊曉艷

（國網安徽省電力公司蚌埠供電公司 安徽蚌埠 233000）

220kV變電站電氣主接線設計方案選擇

楊曉艷

（國網安徽省電力公司蚌埠供電公司 安徽蚌埠 233000）

隨著人們生活水平的提高，會對電力技術提出更高的要求。本次設計的220kV變電站，既需考慮到該地區日益增長的負荷的需要，又需滿足該地區遠景年負荷快速發展的需要。作為新建變電站，電氣主接線的設計方案需要做到供電的安全可靠，調度、檢修及擴建時的靈活，以及在可靠靈活基礎上的經濟合理。

高電壓；變電站；設計；可靠性

1 前言

由于電能在工業和國民經濟中的重要地位，電能輸、送、配是電能應用領域中重要的組成部分。其中變電站作為連接電廠或上級變電站與下級負荷的紐帶，是電能傳輸的核心部分。若電力系統任一環節中發生故障，系統保護即刻動作，將會造成停電等事故，給生產和生活帶來了很大的不便。因此在電力系統中變電站的供電靈敏性和可靠性等指標十分重要，而主接線方案更是實現這些指標的重中之重。

該設計的變電站為220kV變電站，它所帶負荷分別為110kV和10kV兩個電壓等級。這些用戶負荷包括中小型加工業、重工業等企業，還有行政辦公、醫療教育等政府部門和事業單位。這些用戶對供電的要求各有不同，因此如何設計合理的主接線方案保證這些負荷的供電可靠性是本變電站設計的目的。

2 設計條件

（1）該設計變電站位于市郊，向市區工業園區供電。

（2）本變電站的電壓等級確定為220kV/110kV/10kV，110kV及10kV均是二次電壓。

（3）該變電站的220kV電源分別引自對側220kV變電站雙回線路及另一系統雙回線路；所帶負荷110kV側送出2回，10kV側送出12回。

該變電站所帶用戶負荷資料統計如表1。

表1 用戶負荷資料表

最大負荷利用小時數Tmax=6000h，同時率取0.8，功率因數取0.95，線路損耗取5.5%。

3 確定設計方案

3.1 變電站主變臺數的確定

根據負荷所允許的停電程度不同，將負荷可分為三個等級：即一、二、三級負荷。負荷等級不同，對系統接線供電穩定性和可靠性的要求也就不同。

選擇主變壓器的臺數時所考慮的原則為：

為了滿足用電負荷對供電可靠性的要求，對供有大量一級負荷和二級負荷的變電站，都要采用兩臺變壓器互備，如其中一臺變壓器發生故障或停電檢修時，則另外一臺變壓器應能對重要負荷繼續供電。

由以上分析知應選擇兩臺主變。

3.2 變電站主變容量的確定

每臺變壓器的額定容量SN均應滿足以下條件：

（1）任何一臺變壓器單獨運行時，應滿足總計算負荷Sjs60～70%的需要，即：

（2）任何一臺變壓器單獨運行時，應滿足全部一二級符合的需要，即：S≥Sjs（Ⅰ+Ⅱ）

結合主接線方案，經技術經濟比較：

綜上，可選兩臺63MVA的主變壓器即可滿足需求。

3.3 變電站的電氣主接線設計

主接線的設計必須根據系統接線和變電站的現狀情況，經技術經濟比較，選擇合理的主接線。

比較各種電氣主接線之間的優劣時，主要根據三個方面即可靠性、靈活性和經濟性進行考量。

（1）考慮供電可靠性時，要注意：

①斷路器停電檢修時，盡量不影響供電；

②線路、斷路器或母線發生故障時或停電檢修時，盡量縮短停電時間，減少停運回路數，保證重要負荷供電；

③盡量減少變電站全停的機率。

（2）考慮滿足調度、檢修和擴建時的靈活性。

（3）要考慮在滿足可靠性與靈活性的前提下做到經濟合理，必須做到減少投資、占地面積和電能損耗。

220kV變電站中雙母線應用在：

（1）出線帶電抗器的6～10kV配電裝置；

（2）電源較大、負荷較大時；

（3）110～220kV出線數為5回或5回以上時。

單母線主要用在回路少且沒有重要負荷的變電站中，單母線分段主要應用在6～10kV接線中。

而旁路用在110kV出線在6回以上和220kV出線在4回以上。

綜上所述資料，結合本變電站的出線規模和負荷情況，可知各側都不允許斷電。去掉雙母線的可能性后，該變電站各側主接線設計方案可采取以下兩種方案：

單母線分段接線和單母線分段帶旁母接線。

圖1

表2對以上兩種方案進行比較。

由以上比較結果知，這兩種方案都有較好的可靠性和靈活性。由于本變電站在整個系統中占有較重要的地位，要求保證某些重要的用戶不可中斷供電，故要求系統有更好的供電可靠性，綜合考慮，220kV側宜采用方案2。鑒于負荷要求，110kV側和10kV宜采用方案1的接線形式。

4 結論

根據本變電站的實際情況，為保證主接線的可靠性、靈活性和經濟性，該220kV變電站選用兩臺容量為63MVA的三繞組變壓器，其中220kV側采用單母線分段帶旁母接線，110kV側和10kV側采用單母線分段接線。

表2

[1]能源部.電力工程電氣設計手冊[M].水利電力出版社，1991.

[2]趙智大.高電壓技術[M].北京：中國電力出版社，1999.

[3]樸在林.變電所電氣部分[M].中國水利水電出版社，2002.

TM645

A

1004-7344（2016）35-0072-02

2016-12-2

楊曉艷，女，安徽蚌埠人，工程師。