220kv一次变电站电气设计说明书

220kv一次变电站电气设计１第1篇说明书部分第1章主变压器的选择1.1主变压器选择的相关原则1.1.1DJ2-88规程中关于变电所主变压器选择的规定(1)主变压器容量和台数的选择，应根据《电力系统设计技术规程》SDJ161-85有关规定和审批的电力系统规划设计决定进行。凡装有两台(组)及以上主变压器的变电所，其中一台(组)事故停运后，其余主变压器的容量应保证该所全部负荷的70%，在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷。(2)与电力系统连接的220～330kV变压器，若不受运输条件的限制，应选用三相变压器。500kV主变压器选用三相或单相，应根据变电所在系统中的地位、作用、可靠性要求和制造条件、运输条件等，经经济技术比较确定。当选用单相变压器组时，可根据系统和设备情况确定是否装备用相；此时，也可以根据变压器的参数、运输条件和系统情况，在一个地区设置备用相。(3)对深入市区的城市电力网变电所，结合城市供电规划，为简化变压器层次和接线，也可采用双绕组变压器。(4)主变压器的调压方式的选择，应符合《电力系统设计技术规程》SDJ161的有关技术规定。1.1.2主变压器选择的一般原则1.主变压器台数的确定为保证供电的可靠性，避免一台主变压器故障或检修时影响供电，变电所一般装设两台主变压器，但一般不超过两台变压器。当只有一个电源或变电所的一级负荷另有备用电源保障供电时，可装设一台主变压器。当变电所装设两台以及以上主变压器时，每台容量的选择应按照其中任意一台主变压器停运时，其余变压器容量至少能保证所供的一级负荷或为变电所全部负荷的60%～75%。通常一次变电所采用75%，二次变电所采用60%。2.变压器型式的选用⑴变电所的主变压器一般采用三相变压器，如因制造和运输条件限制，在220KV的枢纽变电所中，一般采用单相变压器组。当装设一组单相变压器时，应考虑装设备用相。当主变压器超过一组，且各组容量满足全所负荷的75%要求时，可不装备用相。⑵变电所中的主变压器在系统中有调压要求时，一般采用有载调压变压器。有载调压220kv一次变电站电气设计２变压器可以带负载调压，有利于变压器的经济运行。因此，在新设计的变电所中，大都采用这种型式的变压器。⑶与两个中性点直接接地系统连接的变压器，除低压负荷较大或与高中压间潮流不定的情况外，一般采用自耦变压器，但仍需作技术经济比较。3.主变容量的选择⑴为了正确的选出变压器的额定容量，要绘制变电所的年及日负荷曲线，并从该曲线得出变电所的年及日最高负荷和平均负荷。⑵主变压器的容量确定应根据电力系统5～10年的发展规划进行选择，因此，为了确定合理的变压器容量，必须尽可能把5～10年负荷发展规划做得正确，这是最根本的。⑶变压器的最大负荷按下式确定为PKPM0(1-1)式中PM——变电所的最大负荷K0——负荷同时系数∑P——按负荷等级统计的综合用电负荷⑷对两台变压器的变电所，变压器的额定容量可按下式确定为MePS7.0(1-2)即按70%的全部负荷选择，因此变电所的总安装容量为MMePPS4.1)7.0(2(1-3)当一台主变压器停运时，可保证对70%负荷的供电，考虑变压器的事故过负荷能力为40%，则可保证98%负荷供电。若取Se=0.6PM，则当一台变压器停运时，可保证对60%的负荷供电，考虑变压器的过负荷能力为40%，则可保证对84%负荷的供电。由于一般变电所中，大约有25%的非重要负荷，在事故状态下可以切除，因此，采用Se=0.6PM，对变电所保证重要负荷来说时可行的。1.2主变压器的选定1.2.1主变压器台数的确定根据对原始资料的分析得知：本所电压等级为220/60kV，位于工业区附近，主要向工业区供电，另带4个二次变电所，其中重要负荷占55%；另外，本所与一电力系统和2个发电厂相连接；说明本所在系统中占主要位置，属于枢纽变电所。另由于本所地理位置平坦、交通便利，可选用双绕组三相变压器。为满足上述相关要求，本次设计变电所主变压器采用两台双绕组三相变压器。220kv一次变电站电气设计３1.2.2主变压器容量的确定通过对原始资料的分析，根据远期负荷及经济发展的要求，同时考虑负荷的同时系数和线损率等因素，可由公式COS%)51(95.0PS(1-4)分析原始资料P=115000KW，cosφ=0.95，线损率为5%，负荷的同时系数为0.9。将以上数据代入公式可得变压器的最大负荷容量为74.114394maxSkVA由《规程》得32.80076%70maxSSekVA若选两台容量为90000kVA的变压器，当一台停运时，仍能保证70%的重要负荷供电。1.2.3主变压器型号的确定查《电力设备手册》确定两台主变压器为220/60kV级，容量为90000kVA双绕组有载调压变压器；其型号为SFPZ7—90000/220。正常运行时，两台变压器全部投入。当其中一台停运检修时，考虑变压器的过负荷能力，另一台完全能达到保证全部负荷供电的70%。1.2.4主变压器的技术参数表1—1SFPZ7—90000/220型变压器参数型号额定容量(KVA)电压组合(KV)连接组别阻抗电压(%)高压低压SFPZ7—90000/22090000230±8×1.5%69YN，d1113.36空载损耗(KW)负载损耗(KW)外形尺寸[mm](长×宽×高)总重量(t)生产厂1043598050×5045×7350158.2沈阳变压器厂1.2.5变压器参数的含义：SF/SPSZL7——90000/220高压绕组额定电压等级，KV额定容量，KVA性能水平代号导线材质（铜线不标）220kv一次变电站电气设计４调压方式（无励磁调压不标，Z有载调压）绕组数（双绕组不标，S三绕组）循环方式（自然循环不标，P强迫油循环）冷却装置种类（F：风冷S：水冷）相数（S：三相）第2章电气主接线的选择变电所电气主接线是指变电所的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电所的主接线是电力系统接线组中的一个重要组成部分。主接线的确定对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行以及变电所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方法的拟定将会产生直接的影响。2.1主接线设计的相关原则和基本要求2.1.1主接线的设计原则⑴考虑变电所在电力系统中的地位和作用变电所在电力系统中的地位和作用是决定主接线的主要因素。变电所不管是枢纽变电所、地区变电所、终端变电所、企业变电所还是分支变电所，由于它们在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。⑵考虑近期和远期的发展规模变电所主接线设计应根据5～10年电力系统发展规划进行。应根据负荷的大小和分布、负荷增长速度以及地区网络情况的潮流分布，并分析各种可能的运行方式，来确定主接线的形式以及所连接电源数和出线回数。⑶考虑负荷的重要性分级和出线回路数多少对主接线的影响对一级负荷，必须有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一级负荷不间断供电；对二级负荷，一般要有两个电源供电，且当一个电源失去后，能保证大部分二级负荷供电。三级负荷一般只需一个电源供电。⑷考虑主变台数对主接线的影响变电所主变的台数和容量，对变电所主接线的选择将产生直接的影响。通常对大型变电所，由于其传输容量大，对供电可靠性的要求高，因此，对其主接线的可靠性、灵活性的要求也高。而容量小的变电所，其传输容量小，对主接线的可靠性、灵活性要求低。⑸考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响发、送、变的备用容量是为了保证供电的可靠性，适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无有所不同，例如，当断路器或220kv一次变电站电气设计５母线检修时，是否允许线路、变压器停运；当线路故障时允许切除线路、变压器的数量，都直接影响主接线的形式。2.1.2主接线设计的基本要求根据我国能源部关于《220～500kV变电所设计技术规程》SDJ2—88规定：“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性、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。”⑴可靠性所谓可靠性时指主接线能可靠的工作，以保证对用户不间断的供电。衡量可靠性的客观标准是运行实践。经过长期的运行实践的考验，对以往所采用的主接线经过优选，现今采用主接线的类型并不多。主接线的可靠性是它的各组成元件，包括一、二次部分在运行中可靠性的综合。评价主接线可靠性的标志是：①断路器检修时是否影响供电；②线路、断路器、母线故障和检修时，停运线路的回数和停运时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。③变电所全部停电的可能性。④有些国家以每年用户不停电的时间的百分比表示供电的可靠性，先进的指标都在99.9%以上。⑵灵活性主接线的灵活性有以下几方面要求：①调度要求。可以灵活的投入和切除变压器、线路、调配电源和负荷，能够满足系统在事故运行方式下，检修方式下以及特殊运行方式下的调度要求。②检修要求。可以方便地停运断路器，母线及其继电保护设备进行安全检修且不致于影响对用户的供电。③扩建要求。可以容易的从初期过渡到终期接线，使在扩建时，无论一次和二次设备改造量最小。⑶经济性经济性主要是投资省、占地面积小、能量损失小。2.2本所主接线设计的方案2.2.1220kV侧的接线方式的确定本次设计220kV侧，进线只有2回，而本所的主变压器也只有两台，根据原始条件可选择变压器——线路接线及桥式接线，故拟定以下两种方案。方案一：变压器——线路接线220kv一次变电站电气设计６图2-1线路变压器组接线变压器——线路接线是最简单的接线，适用于进线回路较少的典型变电所接线，这种接线方式在当今只有两回进线两台变压器的变电所中广泛使用。方案二：桥式接线当只有两个变压器——线路接线的回路时，在其中间加一个连桥，则成为桥式接线。桥式接线中，4个回路只有3台断路器，是需要断路器较少的一种接线，但是其灵活性较差，只能适用于小型变电所和发电厂。按连接桥断路器的位置可分为内桥和外桥两种接线。图2-2外桥接线表2-1两种方案的比较线路变压器组外桥特点就其特点而言，线路——变压器组接线简单，是最简单的接线方式，外桥是在其基础上在线路断路器的外侧安装一连桥。线路——变压器组无论是线路或变压器发生故障，该线路均停止运行。而外桥接线，当线路故障时与之相连的两个断路器断开，从而影响一回未发生故障的线路，当变压器发生故障时仅线路变压器断开，不影响其它回路运行。可靠性桥形接线要比线路变压器组可靠经济性线路变压器组比外桥接线经济灵活性外桥接线要比线路变压器组倒闸操作方便220kv一次变电站电气设计７通过以上论述，我们得到方案一较经济简单、方案二灵活可靠。在本次设计中进线只有2回，主变也只有两台，作为主变压器它是变电所中的主要元件，其可靠性是最高的，现今的变压器在正常情况下可以作到10年内不出故障和大修，这说明主变的可靠性非常高，不必考虑变压器的故障维护的时间。如果是其中一条线路故障停运，那么一台主变可保证对70%的负荷供电，考虑到短时的过载情况可保证对98%的负荷供电。同时，考虑到到短路电流的问题，方案一限制短路电流的能力可远远高于方案二。综上，可以看出选用方案一远比方案二利益要大的多，并且方案一是现今中型变电所的主流接线方式，故在本次设计中高压进线侧主接线采用线路——变压器组接线方式。2.2.260kV侧的接线方式的确定本次设计变电所的60kV侧出线为14回，出线回路数较多，为考虑其运行的可靠性、倒闸操作简单和接线的经济性，可选用双母接线和双母带旁路接线的方式。方案一：双母线接线双母线接线有两组母线，并且可以互为备用。每一电源和出线的回路，都装有一台短路器，有两组母线隔离开关，可分别与两组母线连接。两组母线之间的联络，通过母线联络短路器(简称母连短路器)来实现。如下图2-3所示，有两组母线后，使运行的可靠性和灵活性大为提高。5图2-3双母线接线方案二：双母带旁路接线双母线可