220kV GIS 变电站电气设计

2.1 电气部分

2.1.1 变电站规模

（1）本期建设2台220kV、240MVA变压器，最终规模3台220kV、240MVA三相三绕组变压器；

（2）220kV出线，本期4回，远景6回；

（3）110kV出线，本期4回，远景12回；

（4）35kV出线，本期6回，远景8回；

（5）无功补偿，本期装设6×1.0万千乏电容器，电容器电抗率按3组5%、3组12%考虑；远景按装设9组电容器预留场地，电容器串联电抗率按12%的位置预留。

2.1.2 电气主接线及主要电气设备选择

采用国网A1-1方案，根据系统要求，对通用设计电气主接线进行调整。

2.1.2.1 电气主接线

220kV本期采用双母线接线，远景采用双母线接线。

110kV本期采用单母线分段接线，设分段断路器，装设2组母线设备，远景单母线三分段接线。

35kV本期采用单母线分段接线，远景采用单母线分段+单母线接线。

根据国家电网生[2011]1223文件“关于印发《关于加强气体绝缘金属封闭开关设备全过程管理重点措施》的通知”附件1第二章第八条“采用GIS的变电站，其同一分段的同侧GIS母线原则上一次建成。如计划扩建母线，宜在扩建接口处预装一个内有隔离开关（配置有就地工作电源）或可拆卸导体的独立隔室；如计划扩建出线间隔，宜将母线隔离开关、接地开关与就地工作电源一次上全。”本工程110kV侧有出线间隔的GIS母线一次建成，建成母线的远景扩建间隔本期预装空间隔。

本工程主变220kV、110kV中性点采用经隔离开关直接接地或经避雷器、放电间隙的接地方式；35kV系统中性点采用经消弧线圈接地方式。由于主变35kV侧为三角形接线，在35kV母线上配置接地变。

本工程采用接地变兼站用变，本期及远景均2台，均分在35kV I、II母线上，本期不装设消弧线圈，远景按2×1100千伏安消弧线圈预留场地。

电气主接线图见图1。

2.1.2.2 主要电气设备选择

主变压器采用三相三圈降压结构有载调压变压器，变压器考虑采用低损耗及低噪音，三侧电压分别为220kV、110kV、35kV。根据系统规划，220kV、110kV、35kV设备开断电流分别暂按50kA、40kA、31.5kA选择。

220kV和110kV配电装置均采用户外GIS方案；35kV开关柜选用真空或SF6型断路器；低压侧并联电容器采用户外组装式并联电容器组。

所有避雷器均采用雷电和操作过电压保护性能良好的金属氧化物避雷器。

查电力系统污区分布图（2011）版，变电站所址的污秽等级为C2级（爬电比距为25mm/kV），根据浙电生【2012】267号《电网污区分布图（2011版）执行规定》，本工程户外设备外绝缘爬电距离按25mm/kV（最高线电压）配置，中性点非有效接地系统户外设备按上述要求提高一档，即绝缘爬距220kV设备为6300mm，110kV设备为3150mm,35kV户外有效爬距为1256mm。根据DL/T 404-2007《3.6kV～40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备》，35kV屋内电气设备外绝缘泄漏距离考虑729mm（纯瓷）、810mm（有机）。

按此要求选择绝缘子串片数，单片XWP2-100、XWP2-70绝缘子泄漏距离为450mm，选择计算如下：

1）220kV绝缘子串（户外安装）片数：6300/450=14，取整数16；

2）110kV绝缘子串（户外安装）片数：3150/450=7，取整数8。

根据以上计算结果，再考虑取零值绝缘子2片，最终220kV绝缘子串片数为16片，110kV绝缘子串片数取9片。

主要设备均采用《国家电网公司标准化建设成果（输变电工程通用设计、通用设备）应用目录(2011年版)》推荐的设备型号及相应参数，应用情况详见表2.1.2-2。

表2.1.2-1 通用设备应用情况表

2.1.2.3 智能一次设备

（1）主变

主变采用常规主变压器+传感器+智能终端方案实现智能化。主变压器状态监测参量包括油中溶解气体和局部放电（预留）。每台主变设置主变油色谱传感器1套；主变局部放电传感器及测试接口1套；全站本期共设置主变油色谱传感器2套，设置主变油色谱传感器IED 2只，设置主变局部放电传感器及测试接口2套。

（2）220kV、110kV GIS

220kV、110kV GIS采用断路器+智能终端方案实现智能化。

（3）35kV开关柜

35kV开关柜采用常规设备。主变35kV间隔采用常规开关柜+智能终端方案。

（4）避雷器

本工程220kV避雷器采用常规避雷器+传感器方案实现智能化。避雷器状态监测参量包括泄露电流、放电次数等。设置避雷器状态监测传感器1个/每相。

（5）互感器选择

本工程采用常规互感器。

（6）设备状态监测

变电设备状态监测系统采用分层分布式结构，由传感器、状态监测IED构成，利用状态监测及智能辅助控制系统后台主机实现一次设备状态监测数据的汇总分析。

本站主变压器、220kV高压组合电器（GIS）预置局放传感器及测试接口供状态监测使用。

1）监测范围及参量

主变压器状态监测参量：油中溶解气体、局部放电(预留供日常检测使用的超高频传感器及测试接口)；

220kV高压组合电器（GIS）状态监测参量：局部放电(预留供日常检测使用的超高频传感器及测试接口)；

220kV金属氧化物避雷器状态监测参量 (在与所有弱电系统完全隔离的前提下)：泄漏电流、放电次数。

2）传感器安装方式

a）局部放电传感器采用内置方式安装；油中溶解气体传感装置导油管利用主变压器原有放油口进行安装，采用油泵强制循环，保证油样无死区。

b）内置传感器采用无源型或仅内置无源部分，内置传感器与外部的联络通道（接口）应符合高压设备的密封要求，内置传感器在设备制造时应与设备本体采用一体化设计。

c）外置传感器应安装于地电位处。