220kV变电站设计说明书
- 格式：docx
- 大小：987.48 KB
- 文档页数：22
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。
综合楼居民区旧体育场四教五教一教三教二教中加学院土木学院物理学院材料学院邵逸夫楼电气学院大礼堂数信学院化工楼教学大楼机械楼宿舍楼1宿舍楼2宿舍楼3宿舍楼4宿舍楼5宿舍楼6宿舍楼7宿舍楼8宿舍楼9宿舍楼10宿舍楼11宿舍楼12新闻学院食堂1食堂2树树树树树树树树树计算机学院办公南楼树树树树树树树树树树变电站树树树树树新体育场区域1区域2区域3变压器2变压器1变压器4变压器3区域4区域5变压器5
图1 广西大学西校园大用电量建筑简图
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 变压器名称 供电区域
变压器1 居民区、旧体育馆、新体育馆等区域
变压器2 大礼堂、土木学院、电气学院等区域
变压器3 二教、三教、新闻学院等区域
变压器4 宿舍楼1、2、3等区域
变压器5 综合楼、数信学院、五教等区域
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
负荷名称 最大负荷(kW) 供电方式 无功Q(kvar)
宿舍楼 2160 电缆 0.85 1338.6
居民楼 2488.5 电缆 0.85 1542.2
教学楼 706.3 电缆 0.9 324.1
餐厅 .4 电缆 0.8 94.8 学院楼 3956 电缆 0.8 2967
其他 6400 电缆 0.85 3966.3
ΣP=15.837MW ΣQ=10.233Mvar
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
型号 SFS11-30000/220
额定容量kVA 30000
容量比（%） 100∕100∕50
空载电流（%） 0.8
损耗(kW) 空载 短路
14.4 48.0
额定电压(kV) 高压 中压 低压
220±8×1.25% 121 11
联接组标号 YN，yn0，d11 阻抗电压％ 高－中 高－低 中－低
12.4 22.0 7.7
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输入变电站变压器变电站变压器QSL1QF1QSL2QF2QSB11QSB12QSB21QSB22QSB31QSB32QF3QSL3变压器1变压器2变压器3变压器4变压器5备用QSB4QFLQSB5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QSB11和QSB21合闸，QSB12和QSB22处于分闸状态。
