【正文】 護(hù)和二次接線的復(fù)雜化，也增加了維護(hù)及倒閘操作的工作量。 主變壓器型式的選擇 主變壓器相數(shù)的選擇 當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，在 330kV 以下的變電所均應(yīng)選擇三相變壓器。 10kV 母線上無(wú)負(fù)荷，主要用來(lái)無(wú)功補(bǔ)償用。當(dāng)一臺(tái)變壓器停運(yùn)時(shí)，可保證對(duì) 60%負(fù)荷的供電，考慮到變壓器的事故過(guò)負(fù)荷能力為 40%，則可保證 98%負(fù)荷供電，而高壓側(cè) 220kV 母線的負(fù)荷不需要跟主變壓器倒送，因?yàn)樵撟冸娝碾娫匆M(jìn)線是 220kV 側(cè)引進(jìn)的。該變電所是按70%全部負(fù)荷來(lái)選擇。故近期選擇兩臺(tái)主變壓器互為備用，遠(yuǎn)期再加一臺(tái)變壓器以提高供電的可靠性。考慮到兩臺(tái)主變壓器 同時(shí)發(fā)生故障機(jī)率較小。當(dāng)裝設(shè)三臺(tái)及三臺(tái)以上時(shí)，變電所的可靠性雖然有所提高，但接線網(wǎng)絡(luò)較復(fù)雜，且投資增大，同時(shí)增大了占用面積和配電設(shè)備及用電保護(hù)的復(fù)雜性，以及帶來(lái)維護(hù)和倒閘操作等許多復(fù)雜化。若全所停電后，將引起下一級(jí)變電所與地區(qū)電網(wǎng)瓦解，影響整個(gè)市區(qū)的供電，因此選擇主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)，要確保供電的可靠性。 主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇 由原始資料可知，本次所設(shè)計(jì)的是 220kV 降壓變電所，它是以 220kV 輸出功率為主。 在生產(chǎn)上電力變壓器分為單相、三相、雙繞組、三繞組、自耦以及分裂變壓器等，在選擇主變壓器時(shí)，要根據(jù)原始資料和設(shè)計(jì)變電所的自身特點(diǎn)，在滿足可靠性的前提下，從經(jīng)濟(jì)性方面來(lái)選擇主變壓器。如果主變壓器容量過(guò)大，臺(tái)數(shù)過(guò)多，不僅增加投資，擴(kuò)大占地面積，而且還會(huì)增加損耗，給運(yùn)行和檢修帶來(lái)不便，設(shè)備也未必能充分發(fā)揮效益 ；若容量選得過(guò)小，可能使變壓器長(zhǎng)期在過(guò)負(fù)荷中運(yùn)行，影響主變壓器的壽命和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 2 變電所的設(shè)計(jì) 主變壓器容量，臺(tái)數(shù)及形式的選擇 概述 在各電壓等級(jí)的變電所中，變壓器是變電所中的主要電氣設(shè)備之一，它擔(dān)任著向用戶輸送功率，或者在兩種電壓等級(jí)之間交換功率的重要任務(wù)，同時(shí)兼顧電力系統(tǒng)負(fù)荷增長(zhǎng)情況，并根據(jù)電力系統(tǒng) 5～ 10 年的發(fā)展規(guī)劃綜合分析，合理選擇。 110kV米泉、準(zhǔn)東基地兩回路對(duì)側(cè)有電源，要求同期，電壓互感器裝于各線路 A 相。 圖 11 變電所的地理位置圖 （注：圖中地名只代表地理位置，無(wú)進(jìn)出關(guān)系） 系統(tǒng)和保護(hù)要求 220kV各線在 B、 C 相有載波通道，在 A、 B 相有保護(hù)通道。 C。考慮到實(shí)際情況，先建 220kV 出線本期 5回，最終 8 回； 110kV出線共 10 回， 10kV 出線以一次建成所用電的拖動(dòng)設(shè)備為主來(lái)考慮。本期工程一次建成，設(shè)計(jì)中留有擴(kuò)建的余地；初步設(shè)計(jì)調(diào)相機(jī)為 2179。本次所設(shè)計(jì)的變電所是樞紐變電所，全所停電后，將影響整個(gè)地區(qū)以及下一級(jí)變電所的供 電。因此此次 220 kV 降壓變電所的設(shè)計(jì)具有220 kV、 110 kV 及 10kV 三個(gè)電壓等級(jí)。為了適應(yīng)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，需要密切結(jié)合我國(guó)的實(shí)際條件，從電力系統(tǒng)的全局著眼，瞻前顧后，需要設(shè)計(jì)出一系列的符合我國(guó)各個(gè)地區(qū)的用以供電的變電所，用以協(xié)調(diào)各 專業(yè)系統(tǒng)和各階段有關(guān)的各項(xiàng)工作，以求取得最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)的綜合效益。各個(gè)環(huán)節(jié)和各個(gè)階段都有各自不同的特點(diǎn)和要求，按照專業(yè)劃分和任務(wù)分工，在有關(guān)的專業(yè)系統(tǒng)和各個(gè)有關(guān)階段，都要制訂相應(yīng)的專業(yè)技術(shù)規(guī)程和一些技術(shù)規(guī)定。這里所指的“充足”，從國(guó)民經(jīng)濟(jì)的總體來(lái)說(shuō)，是要求變電所的供電能力必須能夠滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和與其相適應(yīng)的人民物質(zhì)和文化生活增長(zhǎng)的需要，并留有適當(dāng)?shù)膫溆谩? supply and distribution electricity 3 前言 近十年來(lái)，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，用電也成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素，各地都在興建一系列的用配電裝置。 關(guān)鍵詞： 降壓變電所；設(shè)計(jì)方法 ； 供配電 Design of the 220 KV stepdown substation SONG Xusheng Abstract： With the fast growth of the our country national economy，using the electricity also bees important of the development and supervision in our country. Everywhere a series of electricity device are built. The text aims at the characteristics of the 220 KV stepdown substation, elaborates design way of thinking, designs step of the 220 KV stepdown substation and carries on the related calculation. The text introduces the design method on way of thinking and new technique of the 220 KV stepdown substation which can be the theories of related design . 2 Key words: stepdown substation 。 本文針對(duì) 220kV 降 壓 變電所 的特點(diǎn)，闡述了 220kV 降 壓 變電所 的設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)步驟，并進(jìn)行了相關(guān)的計(jì)算和校驗(yàn)。 1 220KV 降壓變電所的設(shè)計(jì) XXX 摘要： 隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，用電已成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。為保證正常的供配電要求，各地都在興建一系列的供配電裝置。 文中介紹的220kV 降 壓 變電所的設(shè)計(jì) 方法、思路 及新技術(shù)的應(yīng)用 可以作為相關(guān)設(shè)計(jì)的理論指導(dǎo)。 method of design 。變電所的規(guī)劃、設(shè)計(jì)與運(yùn)行的根本任務(wù)，是在國(guó)家發(fā)展計(jì)劃的統(tǒng)籌規(guī)劃下，合理的開發(fā)和利用動(dòng)力資源，用最少的支出 (含投資和運(yùn)行成本 )為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門與人民生活提供充足、可靠和質(zhì)量合格的電能。變電所由發(fā)、送、變、配等不同環(huán)節(jié)以及相應(yīng)的通信、安全自動(dòng)、繼電保護(hù) 和調(diào)度自動(dòng)化等系統(tǒng)組成，它的形成和發(fā)展，又經(jīng)歷了規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)和生產(chǎn)運(yùn)行等不同階段。但現(xiàn)代變電所是一個(gè)十分龐大而又高度自動(dòng)化的系統(tǒng)，在各個(gè)專業(yè)系統(tǒng)之間和各個(gè)環(huán)節(jié)之間，既相互制約又能在一定條件下相互支持和互為補(bǔ)充。 本次所設(shè)計(jì)的課題是 阜康 地區(qū) 220kV 降壓變電所的設(shè)計(jì)，該變電所是一個(gè)地區(qū)性重要的降壓變電所，它主要承擔(dān) 220kV及 110kV兩個(gè)電壓等級(jí)功率的交換，把接受功率全部送往 110 kV 側(cè)線路。 220kV 側(cè)為主功率輸出， 110kV 側(cè)以接受功率為主， 10kV 主要用于本所用電以及無(wú)功補(bǔ)償。 1 變電所的原始資料 變電所的規(guī)模 本次變電所設(shè)計(jì)為一區(qū)域性變電所，以供給附近地區(qū)的工業(yè)，農(nóng)業(yè)，民用電。 60MVA，本期先建成一臺(tái)。 變電所的基本數(shù)據(jù) 220kV 側(cè)基本數(shù)據(jù) 系統(tǒng)負(fù)荷功率因數(shù)為 ，最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為 5300 小時(shí)，同時(shí)率為 ，阻抗為 ,每回最大負(fù)荷為： 第一回（阜康市 I）輸送 200MW； 第二回（阜康市 II）輸送 200MW； 第三回（吉木薩爾）輸送 180MW 第四回（準(zhǔn)東）輸送 150MW 第五回（眾和電廠）輸送 1000MW 第六回（西郊 I） 第七回（西郊 II） 4 第八回（備用） 110kV 側(cè)基本數(shù)據(jù) 110 kV的最大地區(qū)負(fù)荷，近期為 500MW，遠(yuǎn)期為 800MW，負(fù)荷功率因數(shù)為 ,阻抗為 ,最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為 5300 小時(shí) ,同時(shí)率為 ,每回最大負(fù)荷為 : 第一回 (米泉 )輸送 80MW 第二回 (煤礦 )輸送 80MW 第三回 (準(zhǔn)東基地 )輸送 40MW 第四回 (天池 )輸送 45MW 第五回 (汽修廠 )輸送 60MW 第六回 (高速路收費(fèi)站 )輸送 60MW 第七回 (甘河子電廠 )輸送 500MW 第八回 (油田作業(yè)區(qū)備用 I)輸送 40MW 第九回 (油田作業(yè)區(qū)備用 II)輸送 40MW 第十回 (油田作業(yè)區(qū)備用 III)輸送 40MW 所址情況 變電所所在地區(qū)為平原地區(qū)，無(wú)高產(chǎn)農(nóng)作物，土壤電阻率為 10 cm??,年雷暴日為 165 天 ,歷年最高氣溫為 176。變電所在系統(tǒng)中的地理位置如圖11，圖中 220 kV 側(cè)用虛線表示， 110 kV 側(cè)用實(shí)線表示。線路對(duì)側(cè)有電源，要求同期，電壓互感器裝于 A相。 5 設(shè)計(jì)依據(jù) 規(guī)程（包括《變電所（或發(fā)電廠）設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》、《繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》、《電氣測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》等），《電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè) 》 [1]，《電力工業(yè)常用設(shè)備用冊(cè)》，《發(fā)電廠電氣部分》 [6]等教材。否則，將造成經(jīng)濟(jì)技術(shù)上的不合理。因此確定合理的變壓器容量是變電所安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。 選擇主變壓器的容量，同時(shí)要考慮到該變電所以后的擴(kuò)建情況來(lái)選擇主變壓器的臺(tái)數(shù)及容量。把所受的功率通過(guò)主變傳輸至 110kV 及 10kV 母線上。 為了保證供電可靠性，避免一臺(tái)主變壓器故障或檢修時(shí)影響供電，變電所中一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。而且還會(huì)造成中壓側(cè)短路容量過(guò)大，不宜選擇輕型設(shè)備。適用遠(yuǎn)期負(fù)荷的增長(zhǎng)以及擴(kuò)建，而當(dāng)一臺(tái)主變壓器故障或者檢修時(shí)，另一臺(tái)主變壓器可承擔(dān) 70%的負(fù)荷保證全變電所的正常供電。 主變壓器容量的選擇 主變壓器容量一般按變電所建成近期負(fù)荷， 5～ 10 年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期 10～ 20年的負(fù)荷發(fā)展，對(duì)于城郊變電所主變壓器容量應(yīng)當(dāng)與城市規(guī) 6 劃相結(jié)合，該所近期和遠(yuǎn)期負(fù)荷都給定，所以應(yīng)按近期和遠(yuǎn)期總的負(fù)荷來(lái)選擇主變壓器的容量，根據(jù)變電所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)確定主變壓器 的容量，對(duì)于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在過(guò)負(fù)荷能力允許時(shí)間內(nèi)，保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷，對(duì)一般性能的變電所，當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)保證全部負(fù)荷的 70%～ 80%。因此裝設(shè)兩臺(tái)變壓器以供變電所用。其中，中壓側(cè)及低壓側(cè)全部負(fù)荷需經(jīng) 主變壓器傳輸至各母線上。即：主變壓器的容量為 S 總 = （ S 中壓側(cè) +S 低壓側(cè) ）。而選擇主變壓器的相數(shù)時(shí)，應(yīng)根據(jù) 變電所的基本數(shù)據(jù) 以及所設(shè)計(jì)變電所的實(shí)際情況來(lái)選擇。 本次設(shè)計(jì)的變電所，位于市郊區(qū)，交通便利， 不受運(yùn)輸?shù)葪l件限制，所址建在平原地區(qū)，故本次設(shè)計(jì)的變電所應(yīng)選用三相變壓器。 一臺(tái)三繞組變壓器的價(jià)格及所用的控制和輔助設(shè)備，比相對(duì)的兩臺(tái)雙繞組變壓器都較少，而且本次所設(shè)計(jì)的變電所具有三種電壓等級(jí)，考慮到運(yùn)行維護(hù)中安裝調(diào)試靈活，操作上滿足各種繼電保護(hù)的需求，工作量少及占地面積小，價(jià)格適宜等因素，故 本次設(shè)計(jì)的變電 所選擇 三繞組變壓器。 ②電網(wǎng)中任一點(diǎn)的運(yùn)行電壓，在任何情況下嚴(yán)禁超過(guò)電網(wǎng)最高電壓，變電所一次側(cè)母線的運(yùn)行電壓正常情況下不應(yīng)低于電網(wǎng)額定電壓的 95%～ 100%。 5%以內(nèi) ； 另一種是帶負(fù)荷切換 ,稱為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達(dá) 30%。 連接組別的選擇 變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行。但是三次諧波無(wú)通路，將引起正弦波的電壓畸變，對(duì)通訊造成 干擾，也影響保護(hù)整定的準(zhǔn)確度和靈敏度。我國(guó)規(guī)定 110kV 以上的電壓等級(jí)的變壓器繞組常選用中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，而且還要考慮到三次諧波的影響，會(huì)使電流、電壓畸變。所以應(yīng)選擇 Yo/Yo/△接線方式。 容量比的選擇 由原始資料可知， 110kV 中壓 側(cè)為接受功率 繞組，而 10kV 側(cè)主要用于本身所用電以及無(wú)功補(bǔ)償裝置，所以容量比選擇為： 100/100/50。 自然風(fēng)冷卻：一般只適用于小容量變壓器。但是它要有一套水冷卻系統(tǒng)和相關(guān)附件，冷卻器的密封性能要求高，維護(hù)工作量較大。 主變壓器容量的確定計(jì)算 根據(jù) 變電所的基本數(shù)據(jù) 可得： （ 1） 110kV 側(cè)最大負(fù)荷：近期為 500MW，同時(shí)率為 ，其中一臺(tái)事故停用后，其余主變壓器的容量應(yīng)保 持該所全部負(fù)荷的 60％以上。 2179。由于本次設(shè)計(jì)的變電所，采用兩臺(tái) 120MVA 的主變壓器，故采用兩臺(tái)所用變壓器，互為備用。 所用變壓器負(fù)荷計(jì)算采用換算系數(shù)法，不經(jīng)常短時(shí)及不經(jīng)常持續(xù)運(yùn)行的負(fù)荷均可不列入計(jì)算負(fù)荷。 所用變壓器容量按下式計(jì)算： 1 1 2S K P P???? S — 所用變壓器容量（ kVA） 1P? — 所用動(dòng)力負(fù)荷之和（ kW） 1K — 所用動(dòng)力負(fù)荷換算系數(shù)，一般取 1K = 2P? — 電熱及照明負(fù)荷之和（ kW） 所用電的接線方式，在主接線設(shè)計(jì)中，選用為單母線分段接線，選兩臺(tái)所用變壓器互為備用，每臺(tái)變壓器容量及型號(hào)相同，并且分別接在不同的母線上。 額定電壓： 10 kV 阻抗電壓（ %）： 4 連接組標(biāo)號(hào)： Y / Y0－ 12 電氣主接線的選擇 概述 主接線是變電所電氣設(shè)計(jì)的首要部分，它是由高壓電器設(shè)備通過(guò)連接線組成的匯集和分配電能的電氣主回路，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。因此，必 9 須正確處理好各方面的關(guān)系。 （ 1）可靠性：安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠和電能質(zhì)量是對(duì)主接線最基本要求，而且也是電力生產(chǎn)和分配的首要要求。 （ 2）靈活性：主接線