２２０ｋｖ城市变电站电气系统设计的探讨

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1、２２０ｋＶ城市变电站电气系统设计的探讨[摘要]文章以电气主接线、配电装置、系统保护为重,最对城市变电站的设计进行重点阐述。其设计思路和方法能,对220kV城市变电站的设计者有一定的启示和借鉴作用。　　[关键词]220KV；城市变电站；电气系统；设计；综合自动化　　　一、设计原则　　　　在城市电网建设中，首先应当解决的是城市变电站的建设问题。建设城市变电站应当遵循的基本原则是：(1)足够的变电容量以满足供电区域内中长期规划预测的负荷要求；(2)可靠灵活的主接线方式；(3)结构紧凑，设备体积小，占地面积小；(4)主设备技术性能优越，可靠性高，检修频率低，噪声低；(5)

2、自动化程度高，通信误码率低，可靠性高。　　根据以上原则，选择220kV作为城市电源点，可以充分发挥容量大、通道省、占地少、投资相对经济的优点。因此，220kV城市变电站是解决城市供电矛盾的一个有效措施，同时也将是今后城市电力系统发展的一个方向。　　　　二、电气主接线　　　　在变电站设计中，尤其是重要的变电站设计，为了保证其供电可靠性和灵活性，往往采用较复杂的主接线。完善的主接线虽然保证了供电可靠性，但缺点是接线方式复杂、运行操作烦琐、检修维护量大、投资大、占地面积多。　　电气主接线的选择通常与变电容量的需求有较为密切的关系，这里介绍带断路器的线路变压器组的设计方案

3、。　　220kV城市变电站电气主接线一般分3个电压等级，由3组带断路器的线路变压器组构成；110kV为单母线分段，各段母线各与1台主变相连，各带多路出线；35kV为单母线分段，各段母线带多路出线，每台主变分别通过2台35kV断路器接于两段35kV母线上。有3台分段断路器。优点在于任何一台主变停用，相应两段母线分别由另2台主变供电，从而达到均衡负荷的目的。　　　　三、配电装置　　　　(一)220kV配电装置及主变　　220kV配电装置选择室内布置，采用传统的独立电器，相间距离3.5m，依次为电缆头、单侧带接地刀的线路闸刀、单断口六氟化硫断路器、氧化锌避雷器，最后接主

4、变。断路器与线路闸刀之间留作通道，作为检修运输通道。　　主变压器的选择对城市变电站来说又有着特殊的要求。体积小、噪音低、阻燃性好、可靠性高，是选择变压器要突出考虑的性能。220kV配电装置与主变共处一室，主要是防噪声。变压器可采用低噪声强油风冷，散热器分体安装于室外。　　　　(二)110kV配电装置　　110kV配电装置采用三相共箱式结构的全封闭六氟化硫绝缘的组合电器，选择GIS户内布置，这是在国内城市变电站设备选型中常用的做法。GIS的结构为紧凑型三相共箱式，三相导体共面布置，所有开关设备均采用了弹簧／电动操动机构，由1台机构操作，三相联动。由于无需压缩空气供给

5、系统，从而实现了无油化、无气化。　　　　(三)35kV配电装置　　35kV配电装置采用进口全封闭六氟化硫绝缘的组合电器，双列布置，头尾相接，容易处理单母线分段的接线型式。每个间隔宽度为0.6～0.8m.双列布置。　　　　四、电气平面布置　　　　(一)综合楼　　综合楼底层布置35kV配电装置及3台所变，35kVGIS采用背靠背双列布置。由于两列装置之间有土建结构桩头，因此，对于背后有接线的GIS需适当拉开距离，以便施工检修。综合楼地下层为箱形基础，箱形基础同时作为110kV、35kV电力电缆通道。箱形基础靠围墙一侧，设有4只竖井及2只工作井，电缆通过两井与排管连接，

6、上面通过竖井到电缆层及控制室。　　　　(二)220kV配电装置楼　　配电装置楼共有3个单元，每个单元布置1组线路变压器组，每个单元间隔宽度为14m，单元之间设敞开式5m通道，作为主变散热器安装位置及接地变压器位置，接地变压器采用过街楼式安排，以利于主变散热器通风散热。　　　　五、系统保护　　　　(一)220kV线路保护　　220k线路与主变保护屏、直流屏、所用配电屏等布置在继电保护室。　　主变高压侧装设断路器，主变故障时不需传送远方跳闸命令。为了简化保护配置，拟采用相间电流和零序电流速断作为220kV线路主保护，并在送电端配置以下保护：(1)相间电流速断保护，瞬间

7、跳闸；(2)定时限过流保护，延时跳闸；(3)零序电流速断保护，瞬时跳闸；(4)零序过流保护，延时跳闸；(5)断路器失灵保护。　　以上保护除断路器失灵保护外，均配置2套，实现与主变双重保护。送电站的1套重合闸装置在线路单相故障时，断路器跳三相，然后进行三相重合；相间故障时，断路器跳三相，不进行重合。　　　　(二)主变保护　　电力变压器是电力系统中十分重要的供电设备，它的故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来严重的影响；同时大容量的电力变压器也是非常贵重的设备。因此，必须根据变压器的容量和重要程度考虑装设性能良好、工作可靠的继电保护装置。针对变压器故障类型和不正常运行

8、状态，对主