220kV变电所主要设计原则实施意见

220kV变电所主要设计原则实施意见
220kV变电所主要设计原则实施意见（征求意见稿）
（2005版）
浙江省电力公司
2005年5 月
目录
1、总则
2、主变压器
3、电气主接线
4、无功补偿
5、短路电流计算及控制水平
6、配电装置、主要电气设备选型及通用图设计
7、直流系统
8、所用电系统
9、主控制楼、就地继电器室、监控中心
10、变电所继电保护
11、变电所自动化
12、变电所通信
13、计量
14、总平面布置及建筑物
15、消防、暖通、环境保护、远程图像监控系统
16、技经
17、附则
相关规程、规范、导则
下列规程、规范、导则所包含的条文，通过在本“实施意见”中引用而构成本“实施意见”的条文。

本“实施意见”出版时，所示版本均为有效。

所有规程、规范、导则都会被修订，使用本“实施意见”的各部门、设计院，应探讨使用下列规程、规范、导则新版本的可能。

1、220~500kV变电所设计技术规程，SDJ2-88。

2、变电所初步设计内容深度规定DLGJ25-94。

3、220kV输变电项目可行性研究内容深度规定（试行）国家电网计[2003]249
号。

4、电力系统设计技术规程SDJ161-85。

5、城市电力规划规范GB50293-1999。

6、城市电力网规划设计导则，能源电[1993]228号文颁布发。

7、电力系统技术导则D131-84。

8、电力系统电压和无功电力技术导则SD325-89。

9、并联电容器设计技术规范GB50227-95。

10、高压配电装置设计技术规程SDJ5-85。

11、220kV~500kV变电所所用电设计技术规程DL/T5155-2002
12、城市户内变电所建筑设计规定DLGJ168-2004
13、电力工程直流系统设计技术规程DL/T5044-2004
14、防止电力生产重大事故二十五项重点要求，国电发[2000]589号。

15、继电保护和安全自动装置技术规程GB14285-93。

16、火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程DL/T5136-2001。

17、220~500kV变电所计算机监控系统设计技术规程DL/T5149-2001。

18、电力系统调度自动化设计技术规程DL5003-91。

19、地区电网调度自动化设计技术规程DL5002-91。

20、电测量及电能计量装置设计技术规程DL/T5137-2001。

21、发电厂与变电所设计防火规范GB50229-96。

22、电力设施抗震设计规范GB50260-96。

23、变电所总平面设计技术规程DL/T5056-1996。

24、变电所建筑结构设计技术规定NDGJ96-92。

25、电力设计消防规程DL5027-93。

1、总则
1.1220kV变电所建设应贯彻我国电网建设36字方针“统一规划、
适度超前、安全可靠、优质工程、技术先进、控制造价、管理科学、强化五制、注重环保”，结合我省电网实际情况，做到与国内先进技术水平相一致，在保证安全可靠的前提下，突出先进性、经济性和灵活性。

1.2220kV变电所工程设计应遵守现行国家和行业的标准、规程、导则的规定。

相关的规程、规范导则见附页。

1.3上级单位及省公司颁发的有关反事故技术措施及相关技术要求的文件必须在工程设计中贯彻执行。

1.4220kV变电所所址方案论证报告宜提出两个或两个以上可比的所址方案和相应的技术经济比较，所址应处于电力负荷中心，变电所选所报告中还应附各级电压进出线走廊规划（2km以内，如进线比较困难的应包括全线）及大件运输方案，并明确提出推荐方案，变电所应坚持合理和节约用地的原则。

在所址报告中应有各所址方案的设计场地标高及土石方工程量并对其费用进行预估，说明取土土源、弃土地点等情况；还应有变电所土壤电阻率值和接地装置设计方案；选所阶段应进行必要的地质勘探，选所报告中对地基处理方案应提出建议，并对工程量进行预估。

1.5 220kV变电所初步设计文件应有批准的输变电工程可行性研究报告。

可行
（试性报告的内容和深度必需满足《220kV输变电项目可行性研究内容深度规定》行）的规定，有关工程建设规模、变压器容量、台数（包括本期及最终规模）、各侧电压进出线回路数、方向和分期建设情况应在可行性研究报告中明确。

1.6为了合理有效地控制工程造价，全面提高电网工程设计质量，降低电网运行成本，提高电网建设的投资效益，应积极推行限额设计，参照现行的“火电、送电、变电工程限额设计控制指标”和类似工程的技术标准和经济指标，对工程投资进行对比分析、比较、调整，同时对设计进一步优化。

工程建设规模和投资必须控制在批准的规模和投资范围内。

1.7变电所初步设计内容和深度必须满足《变电所初步设计内容深
度规定》的
要求。

1.8《220kV变电所主要设计原则实施意见》（2005版）适用于浙江省220kV 新建变电所工程，改扩建工程可参照执行。

2、主变压器
2.1主变容量和台数的选择，应根据相关的规程、规范、导则和已经批准的电力系统规划、城市电网规划决定。

单台变压器容量为18~24万kV A，电力负荷密度较低地区或扩建工程也可选用单台容量为15万kV A的变压器，而负荷密度大的地区则可采用更高一级单台容量的变压器。

变压器台数一般为2~4台。

变压器低压侧绕组容量，可根据低压侧实际接入负荷选择，并留有裕度。

2.2主变型式
技术条件需要时，宜采用普通变压器
降压变电所在系统短路电流、系统稳定，系统继电保护等条件允许时，也可采用自耦变压器。

当采用自耦变压器时，应校核公共绕组容量。

2.3 接线组别，应根据系统继电保护和地区电网具体情况等因素综合考虑。

普通变压器宜选YN,Yno,d11接线方式，自耦变压器接线组别宜为YN,ao,d11接线方式。

变压器需采用其它接线组别时，必须在可研阶段论证。

2.4电压等级
2.4.1220kV变电所一般采用220/110/35kV，若35kV级电压无出线，则可作为无功及所用电电源或不引出。

2.4.2对深入市区的城网变电所，结合城网规划，也可采用220/110/10kV三个电压等级。

2.5主变调压方式
主变调压方式选择应根据上一级变压器调压方式和电力系统计算在项目可行性研究报告提出论证。

2.6主变压器额定抽头及分抽头
选择变压器额定抽头及分抽头时，应考虑远景发展潮流变化的需要，一般情况下，接近负荷侧变电所主变额定电压宜用220/117/37(10.5)kV，接近电源侧变电所主变额定电压宜用230/117/37(10.5)kV，在初步设计文件需校核主变投产年份的电压水平。

2.7主变冷却方式
主变冷却方式宜优先选用ONAN（油浸自冷）及ONAF（油浸风冷）。

3、电气主接线
220kV变电所电气主接线应根据变电所在系统中地位、规划容量、负荷性质、线路、变压器连接元件总数、设备特点等条件确定，并应综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约、便于扩建等要求。

随着电网进一步加强和完善，变电所电气主接线应适当简化。

3.1220kV电气主接线
3.1.1一台主变压器220kV出线回路数在4回及以上时，宜采用双母线接线。

3.1.2二台主变压器的变电所，宜采用双母线接线。

3.1.3最终规模为四台主变压器的变电所，可根据220kV电网发展规划情况，考虑预留双母线分段接线及布置位置的条件。

3.1.42~3台主变压器的终端变电所，最终规模为2线2变时，应采用桥接线或线路变压器组接线。

最终规模为3线3变时，宜采用桥型或线路变压器组接线。

2~3台主变压器的城网变电所，电力系统有特殊要求时，电气接线方式则需进一步论证。

3.1.5 采用GIS设备的变电所，220kV电气主接线应简化，可采用双母线或单母线分段等接线。

3.2110kV电气主接线
3.2.11台主变压器的变电所，110kV出线回路数在6回及以上时宜采用双母线接线。

3.2.22台主变压器的变电所，110kV侧宜采用双母线接线。

3.2.34台主变压器的变电所也可根据110kV出线回路数，考虑预留双母线分
段接线及布置位置的条件。

最终规模为3台主变压器的变电所原则上应为双母线接线，也可根据系统情况，预留双母线分段的布置位置。

3.2.4 采用GIS设备的变电所，110kV电气主接线也应简化，可采用单母线分段或双母线等接线。

3.335(10)kV电气主接线
3.3.1当35kV母线不带线路时，35kV母线宜为单母线接线，带无功及所用电。

3.3.235kV出线最终为10回路及以下，变电所#1、#2主变35kV 侧宜采用单母线分段接线，正常时分列运行。

扩建后的#3主变可采用单母线引接无功，或第三线圈不引出方案。

3.3.335kV出线最终超过10回以上时，三台主变的变电所，35kV 母线宜采用单母线三分段接线，四台主变方案根据出线回路数量也可采用二个单母线分段接线，正常时各台主变相应母线均分列运行。

3.3.410kV电气主接线宜采用单母分段接线或单母线四分段(二个分段断路器)，正常时各台主变相应母线均分列运行。

4、无功补偿
4.1电网无功补偿方式及容量的配置应符合相关规程、导则有关条文规定。

4.2电网的无功补偿应按分层（电压）、分区（供电）和就地平衡原则考虑，并应随负荷（或电压）进行调整，避免经长距离线路或多级变压器传送无功功率。

4.3220kV变电所电容器配置原则，主要补偿变压器本身的无功损耗，一般可按主变容量的10~15%配置可自动投切的并联电容器组。

无功补偿设备的单组容量不宜大于12MV AR，避免对中低压侧母线电压造成较大波动。

4.4工程项目在项目可行性研究报告中应按全网无功平衡要求论证装设低压并联电抗器的要求。

4.5对采用电缆进出线的变电所，应校核电缆的充电功率，以确定
是否需要感性无功补偿。

4.6对电容器的电抗率的配置，应满足谐波管理规定的要求，在无特殊谐波源的地区，宜选1%及以下小电抗；对谐波抑制或兼作滤波装置的电容器组电抗器，
设计应开展谐波计算，另行确定其参数。

4.7电容器可布置在户外或户内，电容器型式可采用单位组合、集合式或密集型电容器组。

5、短路电流计算及控制水平
5.1短路电流应根据具体工程所在电力系统发展规划容量（宜按工程建成后10年~15年）、系统接线、运行方式及变电所最终规模进行计算；对改扩建工程中现有设备进行校核时，还应按过渡年份作必要的验算。

确定短路电流时应按可能发生最大短路电流正常接线方式进行计算，对在切换过程中可能出现的短时并列运行的接线方式，不能作为选择设备的的依据。

如短路容量超过可选设备或所选设备在经济上不合理时，设计应对此进行技术经济论证，并提出限流方案。

5.2220kV变电所短路电流宜控制在如下范围。

220kV40kA～50kA
110kV 31.5 kA～40kA
35kV 25kA
10kV 16kA（20kA）
括号中的数字系指变电所10kV侧配网设备能达到20kA水平要求时可选用。

原有电力网如不能承受上项水平的短路电流时，宜根据系统实际情况进行核算，并采取措施或适当控制并降低短路电流水平。

6、配电装置、主要电气设备选型及通用图设计。

6.1变电站的配电装置选型应综合考虑节约用地、设备小型化、无油化、控制投资、提高可靠性和满足环保要求等方面因素。

6.2配电装置型式
6.2.1 220kV、110kV屋外配电装置支持管母、分相中型布置，一
般适用于城网、城郊的变电所。

6.2.2 110kV户外设备屋内型布置，用地面积较小，适用于架空、电缆混合出
线的变电所。

6.2.3 采用GIS、HGIS设备的屋内、屋外配电装置，适用于地市级中心城区或特殊地区建所的变电所。

采用GIS的变电所配电装置宜屋外布置，中心城区也可布置于户内。

回路出线较多的变电所宜采用架空、电缆混合出线或双层进线架、双列式布置。

全部为架空出线的屋外布置变电所，也可选用HGIS设备。

6.2.4 10kV、35kV配电装置屋内布置，采用成套开关柜，35kV 为架空或架空、电缆混合出线，而10kV则为全部电缆引出。

6.2.5 主变压器一般屋外露天布置，中心城区也可与相应配电装置一并采用全户内布置。

6.3绝缘配合及接地。

6.3.1户外设备的外绝缘配置，应符合浙江省污区分布分级要求。

根据目前浙江省环境的条件，户外设备的爬电比距应等于或大于
2.5cm/kV（最高电压归算），其中35kV屋外电气设备则应达到
3.1cm/kV，而户外主变10kV回路则应提高一级电压选用。

6.3.235kV、10kV户内电气设备的外绝缘爬电比距，纯瓷绝缘不小于1.8cm/kV，复合绝缘应不小于2.0cm/kV（最高电压归算）
6.3.3变电所接地装置是以水平接地体为主，垂直接地体为辅的复合接地网，一般采用镀锌扁钢。

对埋入地下的接地体截面积要考虑短路热稳定容量与防腐蚀要求。

220kV变电所接地装置的接地电阻应符合：R≤2000/I（式中R为考虑到季节变化的最大接地电阻，（Ω），I 为流经接地装置的最大入地电流（A））。

当接地装置接地电阻不能满足上述要求时，可通过技术经济论证适当放宽接地电阻值，应符合DL/T621-1997《交流电气装置的接地》第6.2.2条的要求。

但接地网接地电阻不宜大于1Ω。

6.4主要设备的选用
6.4.1220kV、110kV屋外分相中型配电装置的断路器及垂直断口隔离开关等宜
选用性能可靠的国内生产合资产品。

其它主要设备使用档次宜根据变电所在电网中所处地位和作用，以及变电所所在地区供电负荷重要性有所区别。

6.4.2 GIS（全封闭六氟化硫组合电器）
220kV、110kV配电装置主要电气设备采用GIS（包括HGIS等新型设备）。

需要选用GIS或HGIS设备的变电工程，设计方案要做必要的技术经济论证。

6.5 通用图设计
变电所设计应优先采用经过审定的通用设计或典型设计。

根据今后工程设计需要，通用图设计方案应不断补充、滚动修改。

要求达到提高设计质量，加快设计速度，满足生产运行安全和控制工程造价的目的。

7、直流系统
7.1为保证对直流系统负荷可靠供电，220kV变电所装设二组220V或110V蓄电池。

蓄电池宜选用国产优质免维护阀控型电池。

蓄电池容量按全所停电2小时校核。

7.2220kV变电所的220V、110V直流系统应采用单母线分段接线。

7.3蓄电池充电采用高频开关电源。

蓄电池系统的开关电源采用2组，每组开关电源满足正常供直流负荷及充电需要（浮充电及均衡充电），模块各留有N+1备份。

7.4直流母线电压应在直流系统标称电压的85%~110%的范围内，蓄电池在正常运行方式下，直流母线电压应为直流系统额定电压的105%。

7.5 蓄电池单独组屏，布置于独立的小室内。

8、所用电系统
8.1所用电源
220kV变电所应从主变压器低压侧分别引接二台容量相同，可互为备用，分列运行的所用工作变压器；每台工作变压器按全所计算负荷选择。

只有一台主变压器且第二台主变扩建需较长时间时，而35kV或10kV侧无出线或线路无电源可转接时，其中一台所用变压器，应从所外电源引接。

8.2所用电接线
二台所用变接线应采用单母线分段接线，设分段断路器，二台变压器同时供电，分列运行，二段工作母线间不宜装设备用电源自动投入装置；
对于风冷变压器以及开关电源的交流电源等重要负荷应由二段母线引出的双回路电源供电，设自投装置。

所用电接线中应予留所外电源接入的回路，以备全所停电时，外来电源能接入所用电母线。

8.3 所用变压器高压侧可选用断路器作为控制保护，所变低压侧与380/220V所用电盘相邻，采用硬母线直接连接。

8.4交流不停电电源
不停电电源主要采用由所内直流系统和逆变器联合组成的装置，但直流系统蓄电池容量选择应计及逆变器的直流负荷。

8.5连接消弧线圈的接地变压器可兼作所用变压器。

8.6所用变压器、接地变压器及消弧线圈户内布置时采用干式。

8.7接地电容电流变化较大的变电所消弧线圈宜采用有载分接开关，自动跟踪补偿装置。

8.8 所用电屏选用国产优质的抽屉式低压配电屏或固定式低压配电屏。

8.9 变电所照明正常由所用电380/220V三相四线制系统供电，交流电源消失时，事故照明系统自动转为由蓄电池逆变供电。

9、主控制楼、就地继电器室、集控中心
9.1220kV变电所一般设有主控制楼及就地继电器室，主控制楼继电器室及就地继电器室内设有相应单元的继电保护屏及监控屏等，变电所内设有集控中心时，其集控中心也可设在主控制楼，则建筑面积可再增加约100m2。

变电所内是否设集控中心，应在审定的地区自动化规划中明确。

9.2无人值班220kV变电所主控制楼（综合楼、二次设备间），还应缩减行政、
办公系统建筑面积，但保留值守人员用房。

10、变电所继电保护
10.1220kV变电所线路、母线及主变压器等继电保护装置宜采用微机型保护、应采用国产优质产品，并具有成熟的运行经验。

10.2主变压器：主后备保护双套，主变后备保护的电流回路应接入独立电流互感器，采用3面屏的组屏方案。

10.3母差保护：变电所220kV、110kV及35kV电压母线保护均采用1套，220kV 母线在系统稳定有要求时也可采用双套母差保护，母线充电保护独立组屏。

10.4220kV系统、110kV系统，主变均配置故障录波器，分别录取220kV模似量（包括高频量）、开关量，110kV模拟量（包括高频量）、开关量及主变三侧的模拟量、开关量。

10.5220kV线路保护采用双套保护，110kV及以下线路保护采用单套保护，系统继电保护方案在项目可行性研究报告中论证并提出推荐方案。

10.6220kV、110kV线路保护与计算机监控系统测控单元单独组屏，35kV、10kV 线路、电容器等回路应采用保护测控单元，35kV保护测控单元宜独立组屏，可装于继电室内，如配电装置室采用空气调节时，其保护测控单元可装在就地开关柜上。

35kV线路如需采用距离保护，而保护测控单元不具备此功能时，保护装置也可与监控单元相对独立。

10.7采用1面保护信息收集柜，用于收集220kV、110kV系统及主变保护的有关数据通信接口信息，并与计算机监控系统通信。

11、变电所自动化
11.1 变电所采用的计算机监控系统应满足无人值班的技术要求。

11.2至各级调度的信息量，根据《电力系统调度自动化设计规程》《地区电网自动化设计规程》确定，并根据有关调度的需求作相应增减。

11.3220kV变电所远动设计和设备配置按变电所计算机监控系统统一采集信息，按分层分区接收远动信息的原则考虑。

11.4220kV变电所计算机监控系统采用分散分层分布系统式计算机监控系统。

11.5远动信息传输方式
11.5.1采用传统远动方式与省调、地调和市（县）调通信，如与集控中心通信，地、市（县）信息应由集控中心转发。

11.5.2电力数据网
采用电力数据网通信方式，以2M口就近接入电力数据网，经电力数据网传送至有关调度部门。

电力数据网通信通道与常规远动通道应相互独立。

与省调、地调和市（县）调通讯的通信规约应满足相关调度系统的接口要求。

11.6 计算机测控单元配置、控制方式、遥控范围、防误操作。

11.6.1 计算机测控单元配置
电气间隔层测控单元应按对象配置，按电气单元即线路、变压器、母联、母设等对象进行一对一配置，一个电气间隔配置一个测控装置。

11.6.2 控制方式
间隔层控制方式，单元测控装置上可进行分、合闸操作。

远方控制方式：人机工作站键盘控制方式
调度端控制方式
对接地闸刀及手动隔离开关的操作采用手动现场控制。

11.6.3 遥控范围
220kV、110kV和35(10)kV断路器。

220kV、110kV隔离开关（主刀）。

主变中性点接地隔离开关。

主变有载分接开关。

11.6.4 防误操作
计算机监控系统应具有防误闭锁功能，不配置单独防误主机，防误闭锁的逻辑应完整、正确；对于电动隔离开关远方及就地操作应具备闭锁功能。

对于手动操作设备，应通过机械编码锁完成防误闭锁功能，电脑钥匙应能
在人工挂接地线后，将接地线的设置情况返回计算机监控系统以进入闭锁逻辑。

11.6.5 计算机监控系统应能根据远方调度或站内操作员设置的220kV/110kV电压或无功目标值自动控制无功补偿设备，调节主变分接头，实现电压无功自动控制。

并应满足浙江省电力公司企业标准《220kV变电所计算机监控系统电压无功控制功能技术规范》的要求。

12、变电所通信
12.1变电所通信应根据审定的通信规划及工程项目可行研究报告配置所内和系统通信设备。

对涉及系统组网的通信工程，应对通信方案进行可行性研究，提出工程项目和投资组成，列入相应的变电所工程概算。

12.2220kV变电所一般按省地市（县）三级调度考虑，设置二个独立的调度自动化通道。

12.3220kV变电所通信按无人值班设计，通信屏位12~16个，可集中安排在一个独立区域范围内，地区网主干线通信站则采用通信机房。

13、计量
13.1根据《浙江电网电能计量系统“十五”规划》计量关口点原则上设置主变三侧，部分110、35kV联络线也可为市地局对县局的关口电能计量点，关口点计量C.T应采用0.2S级，关口电能表采用双表。

13.2变电所设置1套远方电能量数据终端装置，采集现场的电量实时数据。

13.3关口点电能计量表应具有三费率六时段，RS485（通信接口应符合浙江省通讯规约）数字口输出。

并根据潮流方向装设单
向或双向表计。

13.4在直接接地系统，电能表选用三相四线式表计。

3×57.7V/100V3×1.5（6A）A
13.5电能计量装置的电压互感器，应设有专用计量绕组和专用计量二次回路。

校核二次压降，并符合规定要求。

14总平面布置及建筑物
14.1总平面布置
14.1.1总平面布置所址应与城镇规划、公用设施、交通、环保、消防、绿化等
相协调，布置合理紧凑、注意节约用地。

总平面应按最终规划进行设计，并预留扩建可能。

14.1.2变电所内建(构)筑物之间，应满足防火间距要求，否则应有可靠的防火措施。

14.1.3所址标高宜高于频率为1%高水位或最高内涝水位，否则应有可靠的防洪防涝措施。

变电所主要生产建筑物的室内地坪设计标高应高于室外地面0.3m 以上。

14.1.4所区场地设计坡度宜取0.5~2%，局部最大坡度不宜大于6%。

所区出入口的路面标高宜高于30m外的路面标高，坡度不宜小于0.5%，否则应有防止雨水流入所内的措施。

14.1.5所内主干道(结合消防车道)应布置成环形，如成环有困难时应具备回车条件，主干道宽4.5m，弯曲半径应为9~12m，所内道路一般为乡村型道路，城镇变电所也可用城市型道路。

14.1.6山地丘陵地区自然地形坡度在5%~8%以上时，所区竖向布置宜采用阶梯布置，阶梯高度一般不大于2~3m。

14.2建筑物
14.2.1按建筑物火灾危险性分类，变电所建筑的耐火等级要求主控制楼、屋内配电装置楼、就地继电器室及一般辅助建筑均为二级，油浸变压器室为一级。

14.2.2建筑物抗震设计
变电所抗震设防根据《中国地震动峰值加速度区划图》和《中国地震动反应谱特征周区划图》规定的地震动参数进行抗震设防。

14.2.3建筑设计
14.2.3.1变电所建筑设计应与周围环境相协调，主城区变电所建筑的体型、立面、色彩等应符合城市规划要求，可适当提高建筑内外装修标准。

14.2.3.2变电所建筑室内外装修一般采用二级标准，局部可采用一级。

14.2.3.3主控制室、屋内配电装置楼，就地继电器室等建筑屋面防水等级应采用II级，即二道防水设防，其中应有一道为柔性防水卷材。

14.2.4结构设计
14.2.4.1主控制楼、屋内配电装置楼一般采用现浇钢筋砼框架结构。

14.2.4.2主控制楼、屋内配电装置楼的地基基础设计，应满足地基承载力和地基变形要求。

14.2.4.3 所区地基处理原则上要按远景规模一次施工，屋外电气设备支架，基础仅设计本期所上部分。

15、消防、暖通、环境保护、远程图像监视系统
15.1 变电所消防
变电所消防设计考虑所区的各类火灾的防止和扑灭，立足自救，根据“以防为主、防消结合”的消防工作方针，在设计中应严格执行国家有关防火规范和标准，优先采用防火材料，在加强火灾监测报警的基础上，对重要设备采用相应的消防措施。

所区总平面各建构筑物之间防火间距应满足规程要求。

消防车道宽度：进所道路宽度5.0m、主干道路4.5m、次车道3.5m。

建筑防火设计：主控制楼、就地继电器室及屋内配电装置楼满足二级防火要求，室内消防配置移动灭火器。

主控制楼、电缆层还应设置带有感温、感烟探测器的自动报警装置。