220kV变电站一次系统设计研究

220kV变电站一次系统设计研究

李剑峰1陈岩2

（国网河北省电力公司邢台供电分公司河北邢台054001）

摘要：变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，直接影响整个电力系统的安全与经济运行。本文主要分析传统的电力资料，找到合适合理的220kv变电站一次系统设计的最佳方案。

关键词：220kv；变电站；一次系统设计

变电站在电力的传输过程中发挥着重要的作用，影响整个电力系统的安全运营和稳定发展，其中220kv变电站的一次系统具有重要意义。因此在变电站的电路设计中，要注重对于220kv变电站一次系统的设计，因为220kv是人们日常生活中必须具备的电力。只有注重对于220kv变电站一次系统的分析，找到合适的设计方案，才能让电力设施更好的促进人们生活正常运转。

1.220kv变电站一次系统设计资料

220kv变电站一次电路设计中所需要的材料十分多，因此我们要注重对于材料的区分区别，通过分类最终确定设计的最佳方案。如表1和表2：

除了表一和表二所列出的资料之外，还有其他的一些资料数据需要弄清楚，年最高气温为40℃，平均为20℃，站后备保护的动作时限为2.5秒，同时地理位置也应该保持合理的位置。变电站需要高压为220kv、中压110kv、低压为10kv三个电压等级，是一个通过双回路与一个无穷大系统的G连接起来的终端性质的变电站。其中220kv等级负荷的输电回路数为4回，1回为双回路，2回为环网供电，110kv等级负荷的输电回路数为6回，1回为双回路，2回为环网供电。对于变电站的温度也是有严格的要求的，变电站的年最高气温为40℃，平均气温是20℃。只有这样才能保证220kv变电站一次系统设计方案的成功和顺利实施。

2.220kv变电站一次系统设计分析

2.1变电站电气主接线的设计

对于主接线的形式设计，我们可以看到，变电站系统侧母线三相短路时最大短路电流是I”=1/（X*1+X*2）*SB/√3VB=2.09KA。220KV的断路器的额定开断电流满足要求时，则不必再加电抗器等装置。变电站的主接线主要包括隔离开关、变压器或者是断路器等各种电气设备连接线组成，与电源回路线、电压等级、变压器容量等有重要的关系，因此是主接线的设计在变电站设计中的地位非常重要。首先，变电站的电气主接线应根据变电站的实际情况确定，通过仔细的分析该变电站的容量、负荷或者是设备特点等因素，并综合考虑供电可靠、运作灵活、方便检修等要求进行设计。其次，电气主接线的基本形式主要包括单元接线、单母线分段接线、带旁路母线的接线等多种形式，在综合考虑以上几种方式的基础之上，根据具体的情况进行分析，确定220Kv采用双母线接线。双母线接线具有稳定性、不中断供电以及便于维修检修等优点，可以提高供电的可靠性和灵活性。缺点就是每增加一组的母线，其成本就要扩大很多，并且由于线路较多容易造成操作过程中的失误。最后对于变压器的选择，应充分考虑其负荷的期限，一般都要装置两到三台的主变压器，保证当一变压器停运时，其他变电器能够顺利的承载负荷。同时在220KV及其以上的变电所中，适宜应用自耦变压器，能够保证减少污染损耗，提高系统的稳定性以及方便运输和安装等功能，因此在方案设计时应优先考虑以上几种方式。

2.2短路电流设计

短路电流的设计在变电所的设计中也是一个重要的环节，只有通过仔细的计算，才能合理的选取各种电器设备。计算短路电流时，应该在最大化的运作方式之下，通过省略不重要的系统电阻或者是电容元件等部分，保证系统的正常运转，三相对称故障时频率不变。例如下图：

每一个电压等级选一个短路点，220KV电压等级应该选在d1点，并根据运算，得出220KV短路电流S”应该是783.4，电流为20.32KA，这样通过运算选择合适的设备，就能保证短路电流的正常流通运转，从而实现变电站一次电路设计方案的成功。

2.3电气设备的选择

对于220KV母线的选择，应该三相布置在一平面上，当长期发热时最高气温70℃，环境温度20℃。根据最大长期负荷电流选择截面，根据最大工作电流选用合适的线路原料，保证温度的修正系数在一个稳定的范围之内。对于220Kv电压互感器进行选择时，应采用电容式电压互感器，保障电压的稳定性，同时期准确等级为0.2级。对于电流互感器进行选择时，应选择SF6互感器，变比2×600/5次级组合0.5/p，额定冲击电流I=2×41KA。对于电气设备外绝缘及绝缘子串的选择，应该根据当地的实际情况进行，按照正常工作电压下泄露比距进行选择，正常运行时不应小于3.4，电压220KV，XWP为70，19片，这样保障了电流的稳定性，有利于方案的正常实施。

2.4继电保护和自动装置

继电保护和自动装置在变电所中的作用非常明显，能够保证电力系统的正常运转以及电力设备的正常作用，保障变电站作用积极有效的发挥。对于主变压器的保护应该采用微机保护装置，具有二次谐波制定和比率制动差动保护等重要机制。在220KV线路保护中，微机保护装置作用功效明显，通过高频闭锁距离保护、高频闭锁方向保护以及阶段式距离保护等手段，保证线路的通常，保障变压器作用的发挥。

2.5防雷保护与接地

对于雷电的防护，每条主母线上都应该设置避雷器，保障主母线性能的安全，同时在主变压器上直接安装避雷针等防护措施，切实的保障设备安全。通过进线段的保护、架空进线进行保护以及对电缆、自耦变压器进行保护等多重保护措施，保障这些设备设施的安全，为变压器正常的发挥作用奠定坚实的基础。

2.6站用电及照明

站用变压器选用500KVA，置于开关柜内。设两台所用变压器，一台工作一台备用，采用D，yn11结线。根据可研批复，工作站用变从主变压器低压侧引接，备用站用变电源由外接电源提供。站用电母线为单母隔离开关分段，向各用电负荷供电，站用电配电柜选用GQH智能低压配电柜。站用配电间设在主控楼零米。照明分工作照明和事故照明，工作照明由站用电母线供电，事故照明由事故照明切换屏供电。主控制室采用发光带。站区照明主要采用全方位泛光灯和投光灯相结合

结束语：

本设计方案的制定主要是按照国家的相关标准和规定进行，在仔细查阅材料的基础上经过认真仔细的分析，制作出比较灵活方便的设计方案，具有很广泛的适用前景。

参考文献：

[1]黄方能，黄成军，江秀臣等.220kV变电站主变110kV侧接地方式分析[J].高电压技术，2007，33（12）

[2]胡志保，曾庆汇，周丹丹等.一起220kV变电站送电事故分析[J].电力系统保护与控制，2010，38（24）

[3]黄敏，乐坚浩，王志毅等.220kV变电站远程视频监控中心系统的设计与实现[J].电力自动化设备，2005，25.