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第三篇 220kV变电站典型设计（方案A2）
第13章 设计说明
13.1 总的部分
220kV变电站典型设计方案A2对应于220kV、110kV采用敞开式设备户外布置，220kV、110kV架空出线，3×180MVA主变压器的220kV变电站。 13.1.1 本典型设计适用场合
（1）用地不十分紧张、出线走廊不十分限制的地区。 （2）地震烈度较高或地质条件较差的地区。 13.1.2 变电站方案技术条件
220kV变电站典型设计方案A2的建设规模及技术条件，是按照湖北省电力公司220kV变电站典型设计技术导则设定的。具体内容见表13-1。 表13-1 220kV变电站典型设计A2方案技术条件描述
序号 项目名称 工 程 技 术 条 件 1 主变压器 本期1台180MVA，最终3台180MVA。 220kV本期4回，最终6回，一个方向架空出线； 2 出线规模 110kV本期5回，最终10回，一个方向架空出线； 10kV无出线，考虑站用变及无功补偿。 220kV本期及最终双母线接线； 3 电气主接线 110kV本期及最终双母线接线； 10kV本期及最终单元制单母线接线。 4 无功补偿装置 每台主变压器10kV无功配置4组7.2Mvar并联电容器，本期配置4组7.2Mvar并联电容器。 5 短路电流 220、110、10kV短路电流水平分别为40kA、31.5kA、25kA 三绕组有载调压变压器。 6 主要设备选型 220kV、110kV采用户外瓷柱式断路器。 10kV采用户内开关柜，站用变采用干式变压器 10kV电容器采用集合式，限流电抗器采用干式空芯。 序号 项目名称 工 程 技 术 条 件 220kV悬吊管母线中型布置，断路器单列布置 7 配电装置 110kV支持管母线中型布置，断路器单列布置 220、110kV配电装置平行和垂直布置两个方案 10kV屋内成套开关柜单列布置。 8 控制系统 计算机监控，监控与远动统一考虑，满足无人值班方式。 全站总建筑面积630m2，主控制楼建筑面积402m2（一型） 9 土建部分 220kV、110kV构架采用钢筋混凝土环型杆； 主变压器消防采用合成型泡沫消防装置。 地震基本烈度6度，按设计基本地震加速度值0.05g，设计风速25m/s，承载10 站址基本条件 力特征值fak=150kPa，地下水无影响，非采暖区，场地同一标高，按海拔1000m以下，Ⅲ级污秽区设计 13.1.3 主要技术经济指标
主要技术经济指标见表13-2
表13-2 主要技术经济指标
项 目 数量 备 注 静态总投资（万元） 6623 仅计算平行布置方案的投资 围墙内占地面积（hm2 ） 1.92 垂直布置方案为2.19hm2 全站建筑面积（m2 ） 402 主控制楼建筑面积（m2 ） 630 13.2 电力系统部分
13.2.1 电力系统
第三篇 220kV变电站典型设计（方案A2）· 95 ·
本典型设计按照给定的主变压器及出线规模进行设计，在实际工程中，要根据工程所在地区电力系统状况确定变电站的地位和作用具体设计。
各电压等级的设备短路电流水平按如下考虑：220kV电压等级的设备短路电流为40kA；110 kV电压等级的设备短路电流为31.5kA；10 kV电压等级的设备短路电流为25kA。
13.2.2 系统继电保护及安全自动装置
在实际工程设计中进行说明，确定变电站系统继电保护及安全自动装置设计原则、选型并提出相应的要求。
220kV变电站典型设计不涉及系统继电保护及安全自动装置具体配置，只根据推荐的组屏原则，配合继电器室的布置。 13.2.3 系统调度自动化
在实际工程设计说明，确定变电站调度组织关系，远动信息内容、传输方式和通道要求。说明远动设备选型、配置原则和技术要求等。
220kV变电站典型设计不涉及系统调度自动化专业的具体内容，只根据自动化常规的硬件配置原则，配合土建专业进行设备的布置。 13.2.4 系统通信及站内通信
在实际工程设计中进行说明，确定变电站调度组织关系、通信方式，并进行通道安排和确定变电站站内通信设备选型。
220kV变电站典型设计不涉及通信及站内通信专业的具体内容，只根据常规的组屏原则，配合土建专业进行通信设备的布置。
13.3 电气一次部分
13.3.1 电气主接线 13.3.1.1 变电站设计规模
·96 ·国家电网公司输变电工程典型设计220kV变电站分册（湖北电力公司实施方案）
变电站为220kV、110kV、10kV三级电压，设计规模如下： （1）主变压器。远期装设3台180MVA主变压器，本期安装1台。 （2）220kV出线。220kV最终出线6回，本期4回，备用2回。 （3）110kV出线。110kV最终出线10回，本期5回，备用5回。
（4）10kV部分。无出线，考虑站用变及无功补偿电容器组，每台主变压器10kV侧4组7.2Mvar电容器组。 13.3.1.2 220kV电气主接线
220kV在实际工程中最常用的是双母线接线，双母线接线主要优点是供电可靠、调度灵活、扩建方便、便于实验等，缺点是当母线故障时，隔离开关作为倒换操作电器，使操作的及时性、快速性受到一定影响。
220kV最终6回出线，采用双母线接线。本期220kV出线4回，采用双母线接线，设母联回路，装设2组母线设备。 13.3.1.3 110kV电气主接线
110kV在实际工程中最常用的也是双母线接线，优缺点同上所述。
110kV最终10回出线，采用双母线接线。本期110kV出线5回，采用双母线接线，设双母回路，装设2组母线设备。 13.3.1.4 主变压器及10kV电气主接线
根据给定的设计条件，主变压器采用三相三绕组。
10kV侧无出线时，在实际工程中最常用单元制单母线接线，单元制单母线接线主要优点是接线简单清晰、设备少、操作方便、便于扩建，但不够灵活可靠。
每台主变压器10kV侧接4组电容器组。10kV采用单元制单母线接线，3台主变压器分别接于10kVⅠ、Ⅱ、Ⅲ段母线；本期上1号主变压器及10kVⅠ段母
线。为限制短路电流，10kV进线侧装设限流电抗器。
电气接线图详见图17-1～图17-4。
13.3.1.5 各级中性点的接地方式
220kV、110kV中性点可采用接地和不接地两种方式，10kV为三角形接线，为不接地系统。
13.3.2 短路电流及主要电气设备、导体选择 13.3.2.1 短路电流
220kV、110kV、10kV侧的短路水平考虑到全省各地区有一定差异，典型设计A2方案220kV电压等级按40kA考虑，110kV电压等级按31.5kA考虑，10kV电压等级按25kA考虑。
在实际工程设计中，应根据电力系统短路阻抗值，进行短路电流计算来确定短路电流水平。
13.3.2.2 主要电气设备选择
（1）主变压器。推荐采用高压侧有载调压、油侵式、低损耗、自然油循环风冷变压器。
其主要技术规范为： 型号：SFSZ-180000/220
容量比：180000/180000/90000kVA 推荐电压比：230±8×1.25%/121/10.5kV 接线组别：YNyn0dll
阻抗电压推荐：Uk1-2%=14.5，Uk1-3%=24，Uk2-3%=7.5。
在实际工程设计中，应根据当地系统条件，来选择电压比及阻抗电压。 （2）220kV设备
1）断路器。选用瓷柱式SF6气体绝缘单断口断路器，开断电流50kA，额定电流3150A，3s热稳定电流50kA，动稳定电流峰值125kA。
2）隔离开关。母线隔离开关选用单柱垂直断口隔离开关。额定电流2500A，
3s热稳定电流50kA，动稳定电流峰值125kA。
出线隔离开关选用双柱水平断口、单静触头隔离开关。额定电流2500A，3s热稳定电流50kA，动稳定电流峰值125kA。
3）电流互感器。选用油浸式电流互感器。母联额定电流比2×1200/5A；主变压器进线及出线额定电流比2×600/1A；3s热稳定电流50kA，动稳定电流峰值125kA。在实际工程中，选用SF6气体绝缘或油浸式电流互感器均可。
4）电压互感器。
选用电容式电压互感器。电压比2203/0.13/0.13/0.1/0.13kV，准确级0.2/0.5/0.5/0.5/3P。
（3）110kV设备
1）断路器。选用瓷柱式SF6气体绝缘单断口断路器，开断电流40kA，额定电流3150A，3s热稳定电流40kA，动稳定电流峰值100kA。
2） 隔离开关。母线隔离开关选用单柱垂直断口；出线隔离开关选用双柱水平断口。除母联间隔隔离开关选用额定电流2000A，热稳定电流31.5kA（3s），动稳定电流80kA外，其余间隔隔离开关均选用额定电流1250A，3s热稳定电流31.5kA，动稳定电流峰值80kA。
3）电流互感器。选用油浸式电流互感器。母联间隔电流互感器额定电流比2×1200/1A；主变压器进线及出线额定电流比2×600/1A；3s热稳定电流31.5kA，动稳定电流峰值80kA。在实际工程中，选用SF6气体绝缘或油浸式电流互感器均可。
4）电压互感器。
选用电容式电压互感器。电压比1100.10.13330.1kV，准确级0.2/0.5/3P。
（4）10kV设备
1）高压开关柜。10kV采用户内开关柜，除电容器出线采用SF6断路器外，其它均采用真空断路器。
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10kV断路器额定电流值：进线选用2000A，出线选用1250A，进线开断电流值选用40kA，馈线开断电流值选用31.5kA。
2）电容器。每台主变压器10kV侧装设4组7.2Mvar并联电容器，本期装设4组7.2Mvar电容器组，采用集合式。
容性无功补偿容量按规程要求按主变压器容量的10～30%配置；确切容量和组数在实际工程设计中可经系统论证后调整。
3）限流电抗器。每台主变压器10kV侧装设额定电流2000A，额定电抗率6%的限流电抗器考虑。
在实际工程设计中，根据短路电流水平，合理选择电抗器的阻抗值。 13.3.2.3 导体选择
（1）220kV导体选择。
主母线选型。220kV母线穿越功率按650MW考虑，相应工作电流1706A，220kV母线选择用LDRE-φ120/110铝镁合金管母线，其允许载流量为2265A（修正值）。
在实际工程应用中，可以根据母线穿越功率的实际数值，经过计算后合理选择220kV主母线的规格。
2）母联回路导体选择。按主母线穿越电流的70%考虑为1194A，选用2×（LGJ-500/45）导线。
3）主变压器进线回路导体选择。主变压器进线回路由经济电流密度控制，选用LGJ-500/45导线。
（2）110kV导体选择。
1）主母线选型。110kV母线穿越功率按270MW考虑，相应工作电流1417A，相应110kV母线选择用LDRE-φ100/90铝镁合金管型母线，其允许载流量为2121A（修正值）。
·98 ·国家电网公司输变电工程典型设计220kV变电站分册（湖北电力公司实施方案）
在实际工程应用中，可以根据母线穿越功率的实际数值，经过计算后合理选择110kV主母线的规格。
2）母联回路导体选择。按主母线工作电流的70%考虑，为992A，选用2×（LGJ-500/45）导线。
3）主变压器进线回路导体选择。主变压器进线回路由经济电流密度控制，选用2×（LGJ-500/45）导线。
（3）10kV导体选择。主变压器低压侧进线工作电流1686A，选用2（LMY-000×10）的母线桥。10kV母线选用2（LMY-000×10）矩形导体，其允许载流量为2046A（修正值）。
在实际工程中，根据低压侧进线工作电流选择设备额定电流，并效验其动热稳定性。
13.3.3 绝缘配合及过电压保护 13.3.3.1 避雷器的配置
避雷器的装设组数及配置地点，取决于雷电侵入波在各个电气设备产生的过电压水平。220kV、110kV一般只装设母线避雷器，出线回路不装设避雷器，本方案除220、110kV配电装置垂直布置方案主变压器110kV侧装设避雷器外，其他布置不需装设主变压器高、中压侧避雷器。
主变压器高、中压侧避雷器是否装设，应根据母线避雷器至主变压器间的最大电气距离校验，若母线避雷器与主变压器之间的最大距离，满足DL/T-620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》中规定要求，则取消，否则需装设主变压器高、中压侧避雷器。
13.3.3.2 220kV电气设备的绝缘配合
220kV避雷器选择无间隙氧化锌避雷器，参照目前国内避雷器研制水平来选型，其主要技术参数见表13-3。