220kV變電站一次電路設計

沈陽伊萊瑞克電力設計院有限公司 趙宏宇

羅定職業技術學 院王倩

220kV變電站一次電路設計

沈陽伊萊瑞克電力設計院有限公司 趙宏宇

羅定職業技術學 院王倩

變電站是電力系統中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調整電壓的電力設施，直接影響整個電力系統的安全與經濟運行。本設計為220kV變電站電氣一次部分設計，具體設計要求如下：建設規模為3臺180MVA有載調壓變壓器，本期建設2臺；220kV出線6回，本期建設2回（聞喜、絳縣）；110kV出線12回，本期建設1回（古堆）；35kV出線12回，本期1回（站外電源），每臺變壓器無功按40MVAR補償，安裝在35kV側，分4組，每組容量10MVAR。

一、主接線設計

電氣主接線的基本形式包括單母線接線、單母線分段接線、雙母線接線、帶旁路母線的接線、橋式接線、單元接線等形式。

綜合分析以上幾種主接線方式，根據規模、線路、變壓器連接總數及容量大小等因素。按照雙母線接線使用范圍：220kV出線回路4-10回，主變壓器2-4臺可采用雙母線或雙母線單分段接線；110kV最終出線6回以上時宜采用雙母線接線。根據本工程具體情況，主變3臺，220kV出線六回，110kV出線12回，確定方案為：220kV最終/本期采用雙母線接線；110kV最終/本期采用雙母線接線。雙母線接線具有供電可靠性大，可以輪流檢修母線而不中斷供電，及調度、擴建及檢修方便等優點。35kV配電裝置采用單母線分段接線，本期單母分段，遠期單母三分段。即單母線用分段斷路器進行分段，可以提高供電可靠性和靈活性。

二、短路電流及設備選擇

1.短路電流。根據系統專業提供的系統側短路電流：系統側三相短路電流，220kV為21.32KA，110kV為10.87KA；系統側單相短路電流，220kV為15.86KA，110kV為4.62KA。計算得本站各級電壓母線短路電流最大值如表1所示。設備選擇以此為計算依據。

表1 本站各級電壓母線短路電流最大值

2.主要設備選擇。根據短路電流計算結果及變電站具體情況，確定主要設備的選擇如下：主變壓器：SFSZ9-180000/220，180/180/90MVA，220±8x1.25/121/38.5kV，Yn,Yn0,d11；U12= 14%U13=24%U23=8%。220kV/110kV斷路器：220kV：戶外SF6斷路器50kA；110kV:戶外SF6斷路器40kA。220kV/110kV隔離開關：220kV:GW-220W（單柱式）、GW-220W（雙柱水平伸縮）125KA；10kV:GW4-110W100KA。220kV/110kV電流互感器：220kV：油浸式-220W2，2*600/1A，110kV：干式-110W2，2* 600/1A。35kV斷路器：XGN-35型固定式開關柜配真空斷路器; 2500A31.5kA（進線、分段）；1250A31.5kA（出線、電容器、站變）。35kV電容器組：電容器采用集合式電容器組。

3.電氣設備外絕緣及絕緣子串選擇。絕緣子串選擇根據“山西省電力系統污區分布圖”及現場調查，本站為IV級污穢區。據此，泄漏比距220kV/110kV電氣設備取3.1cm/kV。對中性點非直接接地的35kV戶外電氣設備，取3.1cm/kV。

絕緣子串片數按以下原則選擇：按正常工作電壓下泄漏比距進行選擇；按操作過電壓作用下不閃絡選擇；按大氣過電壓作用下不閃絡選擇；懸式絕緣子機械強度的安全系數，正常運行時不應小于4，安裝檢修時不應小于2.5。本設計采用XWP3型懸式絕緣子。選擇結果如下：220kV，XWP3-70（lx=450），19片；110kV，XWP3-70（lx=450），10片。

三、防雷與接地

雷電侵入波保護方式，220kV/110kV/35kV配電裝置每條主母線均設置避雷器。經計算，母線避雷器距線路設備的電氣距離小于母線避雷器過電壓保護范圍，故出線上不再裝設避雷器。主變壓器220kV/110kV/35kV側均須設置1組避雷器。變電所防直擊雷保護采用避雷針保護。

設主接地網，以水平接地體為主，埋設于凍土層之下。本站110kV單相短路電流較大為29.785KA，根據《山西省電力公司“二十五項反措”實施細則》計算時間取3S，經計算110kV設備接線引下線需采用100×10鍍鋅扁鋼,主接地網采用80×10鍍鋅扁鋼。本工程土壤電阻率取120Ω·m。

四、站用電及照明

站用變壓器選用500KVA，置于開關柜內。設兩臺所用變壓器，一臺工作一臺備用，采用D，yn11結線。根據可研批復，工作站用變從主變壓器低壓側引接，備用站用變電源由外接電源提供。站用電母線為單母隔離開關分段，向各用電負荷供電，站用電配電柜選用GQH智能低壓配電柜。站用配電間設在主控樓零米。照明分工作照明和事故照明，工作照明由站用電母線供電，事故照明由事故照明切換屏供電。主控制室采用發光帶。站區照明主要采用全方位泛光燈和投光燈相結合。

五、結束語

本設計按照國家標準要求和有關設計技術規程進行，綜合考慮供電可靠性、電能質量，以操作方便、運行靈活、減少投資及擴建的方便性為出發點，本方案已得到實施，效果良好。