220kV变电站设计说明书

220kV变电站设计说明书1.1 220kV变电站在国发展现状与趋势电力工业是国民经济的重要部门之一，它是负责把自然界提供的能源转换为供人们直接使用的电能的产业。

它即为现代工业、现代农业、现代科学技术和现代国防提供不可少的动力，又和广大人民群众的日常生活有着密切的关系。

电力工业的发展必须优先于其他的工业部门，整个国民经济才能不断前进。

但是，随着近年来我国国民经济的高速发展与人民生活用电的急剧增长，电力行业的发展水平越来越高，特别是在电的输送方面有了更高的要求。

因此，确定合理的变压器的容量是变电所安全可靠供电和网络经济运行的保证。

在选择主变压器时，要根据原始资料和设计变电所的自身特点，在满足可靠性的前提下，要考虑到经济来选择主变压器。

1.2 220kV变电站设计规（1）国家电网公司《关于印发<国家电网公司110（66）～500kV变电站通用设计修订工作启动会议纪要>的通知》（基建技术〔2010〕188号)（2）《国家电网公司220kV变电站典型设计》（2005版）（3）《国家电网公司输变电工程通用设备（2009年版）》（4）《国家电网公司输变电工程典型设计-220kV变电站二次系统部分》（2007年版）（5）Q/GDW166-2007 《国家电网公司输变电工程初步设计容深度规定》（6）Q/GDW204-2009 《220kV变电站通用设计规》（7）Q/GDW383-2009 《智能变电站技术导则》（8）Q/GDW393-2009 《110（66）～220kV智能变电站设计规》（9）Q/GDW161-2007 《线路保护及辅助装置标准化设计规》1.3变电站位置的选择图1为广西大学西校园用电量比较大的建筑物简化地图，对于变电站位置的选取，我们通常选择图形的几何中心位置，但根据实际情况，我们应该考虑到：第一，为保证安全，变电站应该选择放在人少走动的位置。

第二，变电站的选择应该距离二级负荷比较近的位置,这样可以保证在发生故障的时候二级负荷仍然能够得到供电。

而查询资料可以知道，广西大学的教学楼、学院楼属于二级负荷，宿舍楼属于三级负荷。

由此我们就可以知道，变电站最合理的位置如图所示，应该放在综合楼的后面。

这样的安排可以大大减小布线的长度，既减小了前期的成本同时对线路的检修也有很大的帮助。

1.4 广西大学西校园各区域用电的分配情况如图1所示，我们把广西大学西校园分为五个区域，由红色直线圈住的部分为一个区域，这部分的建筑物所需要的用电由同一变压器分配，共有五个变压器。

由外网输入的220kV电压经过变电站变为10kV送给各个变压器。

然后由变压器变为380V给予分配，变压器具体供电分配见表1。

这样的分配虽然要增加变压器的个数，增加部分成本，但是可以减少由于导线电阻产生的电能消耗，减小变压器负荷，从长期来考虑还是划算的。

表1 各变压器供电区域1.5主变压器的选择变压器是变电所中的主要电气设备之一，其担任着向用户输送功率，或者两种电压等级之间交换功率的重要任务，同时兼顾电力系统负荷增长情况，并根据电力系统5～10年发展规划综合分析、合理选择。

如果主变压器容量选得过大，台数过多，不仅增加投资，扩大占地面积，而且会增加损耗，运行和检修不便，设备亦未能充分发挥效益；若容量选得过小，可能使变压器长期在过负荷中运行，影响主变压器的寿命和电力系统的稳定性。

因此，确定合理的变压器的容量是变电所安全可靠供电和网络经济运行的保证。

1.5.1主变电器容量的选择广西大学西校园居民楼集中在区域一中共21栋，学生宿舍楼25栋，教学楼共6栋，餐厅共4个，学院共11个，其他类包括综合楼、狗洞、超市等。

各楼最大负荷、功率因数和无功功率如表2所示：表2 广西大学西校园用电情况表各楼具体负荷计算如下：宿舍楼：每栋楼有个宿舍，每个宿舍三个灯100W,风扇60W，其他学生电脑和用电器总和320W,则每栋楼用电：（1-1）宿舍楼总用电：（1-2）（1-3）居民楼：每栋楼有间居民楼，每户居民用电功率平均点灯300W,冰箱120W，空调1600W，其他350W,每栋楼用电总共：（1-4）总用电：（1-5）（1-6）教学楼区:每栋楼有个教室，每个教室有20盏灯，共800W；14个风扇，共980W；电脑投影仪400W，每栋楼用电：（1-7）总共用电：（1-8）（1-9）餐厅区:空调，电灯，冰箱，其他12000W，因此每个食堂：（1-10）总共用电：（1-11）（1-12）学院区：每个学院有间办公室，每间办公室两盏灯80W，空调2000W，电脑140W，每栋楼用电：（1-13）所有的学院楼总用电：（1-14）（1-15）其他区：（1-16）（1-17）因此：（1-18）（1-19）考虑负荷同率，取0.85,则视在功率为：（1-20）由计算结果可知广西大学西校园最大总视在功率为16.03MVA，从长期考虑，它应该占变电站容量的50%～60%左右，变电站容量应该选择30MVA。

主变容量一般按变电所建成近期负荷，5～10年规划负荷选择，并适当考虑远期10～20年的负荷发展。

对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台变压器停运时，其余变压器容量在过负荷能力后允许时间，应保证用户二级负荷，对学校的变电站，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应保证全部负荷的70%～80%，该变电站是按70%全部负荷来选择。

如果主变压器容量选得过大，台数过多，不仅增加投资，扩大占地面积，而且会增加损耗，运行和检修不便，设备亦未能充分发挥效益；若容量选得过小，可能使变压器长期在过负荷中运行，影响主变压器的寿命和电力系统的稳定性。

因此，确定合理的变压器的容量是变电所安全可靠供电和网络经济运行的保证。

即：（1-21）其中，为变电所最大负荷n为变电所主变压器台数。

由于变电所最大负荷为30MVA，因此主变压器容量为：（1-22）在满足可靠性的前提下，结合经济性，从长期来烤炉，应该选择容量为30MVA的主变压器。

1.5.2主变压器型号的选择根据以上条件选择，变电站的容量选取30MVA，电压等级是220V，确定采用型号为SFS11-30000/220的三绕组有载调压电力变压器，其具体参数如表3：表3变压器详细参数表注：型号中各符号表示意义S：三相 F：风冷却 S：三绕组 11：性能水平号 30000：额定容量 220：电压等级1.6主接线的选择变电所的电气主接线应根据该变电所在电力系统中的地位、变电所的规划容量、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、投资节约和便于过渡或扩建等要求。

1.6.1电气主接线的基本要求1．可靠性：安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠和电能质量是对主接线最基本要求，而且也是电力生产和分配的首要要求。

主接线可靠性的具体要求：（1）断路器检修时，不宜影响对系统的供电。

（2）断路器或母线故障以及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间，并要求保证对重要用户的供电。

（3）尽量避免变电所全部停运的可靠性。

2．灵活性：主接线应满足在调度、检修、事故处理及扩建时的灵活性。

3．经济性：主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下做到经济合理。

电气主接线的可靠性、灵活性、经济性是一个综合概念，不能单独强调其中的某一特性，也不能忽略其中的某一种特性。

1.6.2 电压母线接线方案拟定1．220kV电压母线接线方案拟定：220kV输入侧出线共2回，10kV输出侧出线共6回，其中五回分别给五个变压器，一回备用。

10kV负荷功率由220kV母线供应，负荷为12MWA。

其中二级负荷为29.4%，要求母线故障后要迅速恢复供电，母线或母线设备检修时不允许影响对用户的供电，由母线形式的适用围将用双母线不分段接线。

它的优点是检修任意母线时不会中断供电，检修任何回路的母线隔离开关时，只需要对该回路断电。

如图2所示，校外220kV 电压进入变电站，变电站把它变为10kV ，10kV 的电压进入图2显示的变压器1、2、3、4、5。

在通过变压器把电分配到各个区域当中。

外网220kV输入外网220kV 输入QS 313变压器1变压器2变压器3变压器4变压器5备用QS BQF L QS B5主母线10kV 副母线10kV图2 220kV 输入接线图（变压器详情见表1）2．10kV 电压母线接线方案拟定：10kV 输入侧出线共2回，380V 出线侧共13回，其中12回供各区域用电，1回备用，最大输送功率为15MW ，由于它的进出线回路数比较多，且传输功率较大，短路电流较大，因此我们采用双母线分段接线方式，并且在分段断路器处联母线电抗器。

这样做的优点是：第一，供电可靠、检修方便。

第二，当一组母线故障时，可以迅速切换到另一组，及时恢复供电。

第三，调度灵活、便于扩展。

我们以变压器1位置的接线举例，如图3所示，正常时按主母线工作，副母线作为备用的单母线方式运行，则QS B 11和QS B 21合闸，QS B 12和QS B 22处于分闸状态。

10kV 输入10kV 输入1# 出线2# 出线3# 出线12# 出线备用QS B4QF L2QS B5QF L1QS B6QS B7图3 变压器10kV 输入接线图（变压器详情见表1）3．380V 电压出线方案拟定：380V 出线侧共9回，其中1回备用，最大输送功率为1.1MW ，所占负荷不大，故只需采用双电源单母线不分段接线式，如图4所示：1#出线2#出线3#出线8#出线备用3QF 3母线图4 380V 出线的线路图图中的8条出线以西校园区域2、3（见图1）为例，分别接入的各楼如表4、5所示：表4 区域2各楼接线情况表5 区域3各楼接线情况第二章短路电流的设计计算短路电流的目的主要是为了选择断路器等电气设备或对这些设备提出技术要求。

评价确定网络方案，研究限制短路电流措施，为继电保护设计与调试提供依据，分析计算送电线路对通讯网络设施的影响等。

在电力系统设计中，短路电流的计算应按远景规划水平年来考虑，远景规划水平年一般取工程建成后5-10年中的某一年，计算容为系统在最大运行方式时枢纽点的三相短路电流。

2.1 短路电流计算的容1．短路点的选取：各级电压母线、各级线路末端。

2．短路时间的确定：根据电气设备选择和继电保护整定的需要，确定计算短路电流的时间。

3．短路电流的计算：最大运行方式下最大短路电流、最小运行方式下最小短路电流、各级电压中性点不接地系统的单相短路电流。

计算的具体项目及其计算条件，取决于计算短路电流的目的。

2.2三相短路电流周期分量起始值的计算1．短路电流计算的基准值短路电流的计算采用标幺值计算。

取基准容量为10MWA，基准电压为平均额定电压。

2．网络模型计算短路电流对所用的网络模型为简化模型，即：忽略负荷电流，不计各元件的电阻，也不计送电线路的电纳及变压器的导纳。