220kv变电站主接线设计

220kv变电站主接线设计内容摘要：

）按负荷性质和大小来选择。 在 选择变电所电气主接线时，应该考虑该变电所供电负荷的重要性及供电负荷的大小等因素。 同时要考虑地区电力负荷的分布情况、负荷增长速度和今后规划建设的发展趋势。 对于一级负荷和绝大部分的二级负荷要保证不间断供电。 （ 4）按变电所主变压器台数和容量选择。 变压器的台数和容量能满足规划期间供电负荷的需要，并能满足当变压器故障或检修时供电负荷的需要。 220KV 变电所最终建设规模一般为三台，单台主变压器容量可取 120MVA180MVA。 （ 5）当变电所中出线三级电压且中压或低压侧符合超过变压器额定容量的 15%时，通常采用三绕 组变压器。 （ 6）当母线上电压变化较大而且不能用增加无功补偿容量来调整电压时，为了保证电压质量，则采用有载调压变压器。 （ 7）如果不受运输条件的限制，变压器采用三相式，否则选用单相变压器组。 （ 8）各级电压的规划短路电流不能超过所采用断路器的额定开端电流。 电气主接线选择的主要原则 变电所主接线要与变电所在系统中的地位、作用相适应。 根据变电所在系统中的地位，作用确定对主接线的可靠性、灵活性和经济性的要求。 变电所主接线的选择应考虑电网安全稳定运行的要求，还应满足电网出故障时应处理的 要求。 各种配置接线的选择，要考虑该配置所在的变电所性质，电压等级、进出线回路数、采用的设备情况，供电负荷的重要性和本地区的运行习惯等因素。 近期接线与远景接线相结合，方便接线的过程。 在确定变电所主接线时要进行技术经济比较。 电气主接线的基本形式 单母线接线 单母线接线形式的主接线主要优点是接线简单、清晰、设备少、操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。 该接线方式的主要缺点是供电可靠性差，运行不够灵活，当母线及母线隔离开关等设备故障或检修时，均需要将整个配电装置停 电，影响供电。 4 单母线分段接线 单母线分段接线方式有用隔离开关分段、用断路器分段两种。 该接线方式由双电源供电，故供电可靠性较高，同时具有接线简单、操作方便、投资较少等优点。 当一段母线发生故障时，分段断路器将故障切除，保证正常段母线不间断地供电，不致使重要用户停电，提高了供电的可靠性。 该接线方式的缺点是，当一端母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电。 单母线带旁路接线 单母线带旁路界限的最大优点是供电可靠性高。 短路故障检修时，可不停负荷进行检修，供电可靠，运行 灵活，适用于向重要用户供电，出线回路较多的变电站尤为适用。 单母线分段带旁路接线 单母线分段带旁路母线的接线方式，采用主母线分段断路器和旁路母线断路器，供电可靠性更高，运行更加灵活。 旁路母线是为检修断路器而设的。 双母线不分段接线 双母线不分段接线这种接线方式具有许多优点，供电可靠，通过两组母线隔离开关的刀闸操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断。 一组母线故障后，能迅速恢复供电。 检修任意回路的母线隔离开关，只停该回路。 这种接线方式调度更加灵活，当双母线的两组母线同时工作时，通过母 线联络断路器并联运行，电源与负荷平均分配在两组母线上。 这种接线方式的缺点是当母线故障或检修时，将隔离开关进行倒闸操作，容易发生操作事故。 为了防止误操作隔离开关，须在隔离开关和断路器之间装设可靠的连锁装置。 双母线带旁路母线接线 双母线带旁路母线的接线方式，最大的优点是提高供电的可靠性，当出现断路器需要停电检修时，可将专用旁路断路器投运，是旁路母线带电，从而将检修断路器的出线由旁路母线供电。 220KV 变电所可采用这种双母线分段带旁路母线的接线方式，近年来，随着 SF6 断路器和气体绝缘金属封闭开关设 备的普遍使用，旁路母线的使用越来越少。 桥形接线 内桥接线 变电所由双电源供电，安装两台主变压器，一般可选用内桥接线，其优点是线路的投 5 入和切除比较方便。 当线路发生故障时，仅线路断路器断开，不影响其他回路运行。 缺点是当变压器发生故障时，与该台变压器相连的两台断路器都断开，从而影响了其他未发生故障线路的运行。 外桥接线 外桥接线的特点是当线路发生故障时，需动作与之相连的两台断路器，从而影响一台未发生故障的变压器运行。 因此，外桥接线只能用于线路短、检修和故障较少的线路中。 主接线的选择 对比这几种接线方式，结合该变电站的用途，考虑经济运行及安装、维护费用，主接线选择如下： 220KV 选用双母线接线，一次建成，接线图见图 21； 110KV 选用双母线接线，一次建成；接线图见图 21； 35KV 选用单母线分段带旁路母线接线，一次建成，接线图见图 22。 图 21 双母线不分段接线方式 图 22 单母线分段带旁路接线方式 6 第 3 章 站用电接线及备用电源接线方案 站用电源数量及容量 1) 枢纽变电所﹑总容量为 60MVA 及以上的变电所﹑装有水冷却或强迫油循环冷却的主变压器 以及装有同步调相机的边点所，均装设两台所用变压器。 采用整流操作电源或无人值班的变电所 ,装设两台所用变压器 ,分别接在不同等级的电源或独立电源上。 如果能够从变电所外引入可靠的 380V 备用电源，上述变电所可以只装设一台所用变压器。 2) 500KV 变电所装设两个工作电源。 当主变压器为两台时，可以分别接在每一台主变压器的第三绕组上。 两台所用变压器的容量应相等，并按全所计算负荷来选择。 当建设初期只有一台主变压器时 ,可只接一台工作变压器 . 3) 当设有备用所用变压器时 ,一般均装设备用电源自动投入装置 . 站用电 源引线方式 1) 当所内有较低电压母线时 ,一般均由这类母线上引接 1～ 2 个所用电源 ,这一所用电源引接方式具有经济和可靠性较高的特点。 如能由不同电压等级的母线上可分别引接两个电源 ,则更可保证所用电的不间断供电 .当有旁路母线时 ,可将一台所用变压器通过旁路隔离开关接到旁路母线上。 正常运行时 ,则倒换到旁路上供电 . 2) 由主变压器第三绕组引接 ,所用变压器高压侧要选用大断流容量的开关设备，否则要加装限流电抗器。 3) 由于低压网络故障机会较多 ,从所外电源引接所用电源可靠性较低 .有些工程保留了施工时架设的临时线路，多用于 只有一台主变压器或一段低压母线时的过度阶段 .500KV 变电所多由附近的发电厂或变电所引接专用线作为所用电源 . 站用变压器低压侧接线 所用电系统采用 380/220V 中性点直接接地的三相四线制 ,动力与照明合用一个电源 . 1) 所用变压器低压侧多采用单母线接线方式 .当有两台所用变压器时 ,采用单母线分段接线方式，平时分列运行，以限制故障范围 ,提高供电可靠性 . 2) 500KV 变电所设置不间断供电装置，向通讯设备﹑交流事故照明及监控计算机等负 7 荷供电 ,其余负荷都允许停电一定时间 ,故可不装设失 压启动的备用电源自投装置 ,避免备用电源投合在故障母线上扩大为全所停电事故 . 3) 具备条件时 ,调相机专用负荷优先采用由所用变压器低压侧直接供电的方式 . 站用电接线 站用电接线应按照运行、检修和施工的要求，考虑全厂发展规划，积极慎重地采用成熟的新技术和新设备，使设计达到经济合理、技术先进、安全、经济地运行。 变电站的站用电源，是保证正常运行的基本电源，通常不少于两个。 其引接方式有两种：一种是从母线侧引入，另一种是从主变低压侧引入。 本站由于没有具体说明，因此采用通过断路器和隔离开关从低压侧引入。 本 次设计是用三台 500KVA 变压器接入，查手册，选出站用变，如表 31所示： 表 31 站用变选择 型号 高压 低压 组别 空载损耗 负载损耗 空载电流 S— 500/35 35KV Y， yn0 备用电源 站用备用电源用于工作电源因事故或检修而失电时替代工作电源，起后备作用。 备用电源应具有独立性和足够的容量，最好能与电力系统紧密联系，在全厂停电情况下仍能从系统取得备用电源。 备用分为名备用和暗备用。 本站是地区性变电所。 所以，采用暗备用的方式，两台变压器相互备用 ，当一台退出运行时，由另一台承担负荷。 8 第 4 章 主变压器的选择 变压器的介绍 概述 县市级电网、 110KV 农村变电站、 220KV 郊区变电所一般都采用三个电压等级供电。 随着电网的发展与要求也出现了较多的三项三绕组变压器。 当每侧通过的负荷超过变电站总容量的 15%以上时，一般采用三绕组变压器供电，比用两个双绕组的变压器供电，不但提高了供电的可靠性、灵活性，而且制造上节省了变压器材料，运行上降低了电能损耗。 本次设计由三个电压等级，因此，采用三相三绕组变压器。 三相三绕组变 压器 绕组连接方式 三绕组变压器的标准连接组别标号一般为 YN yn0 d11。 220KV 侧绕组为星形联结，中性点直接接地， 110KV 侧绕组为星形联结，中性点经消弧线圈或避雷器接地， 35KV 侧绕组为三角形联结。 运行方式 三绕组变压器的运行方式一般为高压侧向中亚侧和低压侧供电。 当 220KV 侧电源进线停电检修时，才考虑由中压 110KV 侧向变电所供电。 主变压器容量和台数的确定 原始资料 220KV 侧电源进线两回，一回备用； 110KV 侧负荷： 本期 6 回 最大负荷 130MW 最小负荷 100MW 远期 8 回 最大负荷 200MW 最小负荷 160MW 35KV 侧负荷： 本期 8 回 最大负荷 100MW 最小负荷 60MW 远期 12 回 最大负荷 150MW 最小负荷 100MW 功率因数： 错误 !未找到引用源。 9 主变压器台数的选 择 变电所主变压器台数的选择，应根据地区供电条件、负荷性质、供电负荷大小、运行方式、供电可靠性等条件进行综合性分析比较后确定。 变电所当一台变压器退运时，其余变压器必须保证向下一级配电网供电，即满足 N1的电网安全供电原则，满足变电所供电的可靠性。 35220KV 变电所一般应配置两台或以上变压器，当一台变压器退运是，其负荷自动转移至正常运行的变压器，此时变压器的负荷不应超过其短路时允许的过载容量，以及通过电网操作将变压器的过载部分转移至冲压电网。 负荷这种要求的变压器运行率可用式（ 41）计算，即 错误 !未找到引用源。 (41) 式中 T— 变压器运行率； K— 变压器短路时的允许过载率； N— 变压器台数； P— 单位变压器额定容量、 当变压器过载率 K=，过载时间为 2h，按式（ 31）计算变压器的运行率为： N=2 时，T=65%； N=3 时， T=87%； N=4 时， T=100%。 变压所中变压器越多，其利用率愈高，供电可靠性也愈高。 变电所主变压器台数不宜少于两台，最多不易多余 4 台，一般情况系下， 3 台主变压器就能满足供电要求。 在本设计中，选择 3 台主变压器，本期上 2 台，一台备用。 主变压器容量的选择 按电网发展规划选择主变压器容量 主变压器容量一般按变电所建成后 510 年的发展规划负荷选择，并适当考虑到远期1020 年的负荷发展。 对于城市郊区变电所，选择的主变压器容量英语城市发展规划相结合。 按电压等级选择主变压器容量 变电所主变压器容量选择的一般原则为电压等级高，变电所密度低，主变压器的容量就要选择大些。 根据变电所所带负荷的性质和电网结构来选择主变压器的容量 10 对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力时，在允许的时间内应保证用户的一级和二级负荷供电；对于一般性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证 全部符合的 70%80%。 按变压器的负荷率选择主变压器容量 低负荷率运行的变压器，年运行费用高于高负荷率运行的变压器，若选用小容量变压器，需提高变压器负荷率，降低建设投资和运行成本。 容量选择计算部分 按本期最大负荷选择：（本期上 2 台主变） 110KV 侧负荷最大值： 130MW； 35KV 侧负荷最大值： 100MW。 每台主变压器负荷情况： 110KV 侧： 65MW。 35KV 侧： 50MW。 确定负荷率：按照公式（ 41）计算得， T=87%（ N=3， K=），故按最有负荷率为 选择主变容量。 主变压器额定容量为 ： 错误 !未找到引用源。 或 ： 错误 !未找到引用源。 选 错误 !未找到引用源。 ，容量比为 100/100/50. 计算负荷率： 公式为 错误 !未找到引用源。 110KV 侧： 最大负荷时 错误 !未找到引用源。 最。