220KV变电站一次系统初步设计(2)

1）运行的可靠性：包括（1）发电厂或变电站在电力系统中的地位和作用。（2）负荷性质和类别。（3）设备的制造水平。（4）长期运行实践经验。主接线系统应保证对用户供电的可靠性，特别是保证对重要负荷的供电。

2）运行的灵活性：包括（1）操作的方便性。（2）调度的方便性。（3）扩建的方便性。主接线系统应能灵活地适应各种工作情况，特别是当一部分设备检修或工作情况发生变化时，能够通过倒换开关的运行方式，做到调度灵活，不中断向用户的供电。在扩建时应能很方便的从初期建设到最终接线。

3）运行的经济性：主接线系统还应保证运行操作的方便以及在保证满足技术条件的要求下，（1）节省一次投资，（2）占地面积少，（3）电能损耗少。

主接线选择

根据原始资料的分析现列出三种主接线方案。

方案一：220KV侧双母接线，110KV侧双母接线、10KV侧单母分段接线。 220kV出线4回，而双母接线使用范围是220KV出线数为4回及以上时。满足主接线的要求。且具备供电可靠、调度灵活、扩建方便等特点。

110kV出线6回，110kV侧选择双母接线方式的可靠性高，检修任一回路的母线隔离开关时，只需要断开此隔离开关所属的一条电路和与此隔离开关相连的改组母线，一组母线故障能迅速恢复供电，调节灵活，检修方便不用供电中断，扩建方便。

10kV出线24回（其中备用2回），由于此处回路数较多，为了尽可能提高用电的可靠性，保证占60%的Ⅱ类负荷及所用电的供电，故10KV侧选择单母分段接线方式，既能清晰的反应接线情况，又有双母线的特点。

方案二： 220KV侧双母带旁路接线，110KV侧双母带旁路接线、10KV侧单母分段接线。

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220kV出线4回，由于本回路为重要负荷停电对其影响很大，因而选用双母带旁路接线方式。双母线带旁路母线，用旁路断路器替代检修中的回路断路器工作，使该回路不致停电。这样多装了价高的断路器和隔离开关，增加了投资，然而这对于接于旁路母线的线路回数较多，并且对供电可靠性有特殊需要的场合是十分必要的。

110KV侧出线6回，描述与本方案220KV侧同。 10KV侧与上10KV侧同。

方案三：220KV侧一台半接线，110KV侧双母接线、10KV侧单母接线。 220KV出线采用一台半又叫3/2接线，这种接线运行方便、操作简单，隔离开关只在检修时作为隔离带电设备使用，可靠性极高，任一台断路器检修和母线检修或故障都不会停电。投资较大，断路器隔离开关多。 110KV侧与方案一110KV侧同。

10KV侧采用单母线，接线方便简单一目了然，操作简单，经济性好，但可靠性不高，不能保证占60%的Ⅱ类负荷及所用电的供电。

方案 项目 方案一：220KV侧双母接方案二、220KV侧双母带旁路接方案三、220KV侧一台半接线，线，110KV侧双母接线、线，110KV侧双母带旁路接线、110KV侧双母接线、10KV侧单10KV侧单母分段接线。 10KV侧单母分段接线。 母接线。 1.可靠性较高； 2.有两台主变压器工作，保证了在变压器检修或故障时，不致使该侧不停电，提高了可靠性。 1.220KV接线简单，设备可靠性 本身故障率少； 2.220KV故障时，停电时间较长。 1.可靠性高低部分明显（220KV侧极高、10KV侧不高）； 2.能保证地区与中间变电站的最佳可靠状态。 3.10KV不能保证60%的Ⅱ类负荷及所用电的供电 1.220KV运行方式相对简1.各电压级接线方式灵活性都1.各电压级的接线灵活性很灵活性 单，灵活性差； 好； 好。 2.各种电压级接线都便2.220KV与110KV电压级接线2.一台半的调度和扩建较方

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于扩建和发展。 易于扩建和实现自动化。 便。 1、设备相对少，投资小。 1.设备相对多，投资较大； 1、设备较多，投资很大； 经济性 2.母线采用双母线带旁路，占 地面增加。

通过对三种主接线可靠性，灵活性和经济性的综合考虑，辨证统一，现确定第二方案为设计最终方案

第3章 主变压器选择

在发电厂和变电站中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变

压器；是电能转换的主要形式，主变压器的容量、台数将直接影响系统主接线的形式和配电装置的结构。 3.1.1主变容量及台数的确定

（一）主变压器的容量、台数选择原则

1、主变压器容量除了依据传递容量基本原始资料外，还应根据变电所建成后5-10年发展规划、输送功率大小、馈线回路数、电压等级以及接入系统的紧密程度等因素进行综合分析和合理选择并适当考虑到远期10-20年的负荷发展。

2、当发电机全部投入运行时，在满足发电机电压供电的日最小负荷，并扣除厂用负荷后，主变压器应能将发电机电压母线上的剩余有功和无功容量送入系统。

3、根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变的容量，对于有重要负荷的变电站，应考虑当一台主变停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷，对一般变电所，当一台主变停运时，其余变电器容量应能保证全部负荷的70％-80％。

4、当接在发电机电压母线上的最大一台机组检修或者因供热机组热负荷变动而需限制本厂输出功率时，主变压器应能从电力系统倒送功率时，保证发电机电压母线上最大负荷的需要。

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5、若发电机电压母线上接有两台或以上的主变压器时，当其中容量最大的一台因故退出运行时，其他主变压器还能从输送母线的剩余功率的70%以上。

6、为了确保对发电机电压上的负荷供电可靠性，接于发电机电压母线上的主变压器不应少于2台。

7、变电所一般应优先考虑采用三绕组变压器，因为一台三绕组变压器的价格及所用的控制电器和辅助设备较相应的两台双绕组变压器要少得多。 （二）主变容量确定

根据选择原则确定所选主变的台数为二台，每台主变额定容量为Sn。当一台主变运行时，另一台主变容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的二级负荷Sn=0.6 - 0.7Pm。这样，当一台主变停运时，可满足70％的二级负荷的电力需要，事故时，变压器允许的过负荷能力30％考虑，则可保证对91％负荷的供电。

220KV侧负荷的最大容量计算：

S1max＝60/0.85＝70.59MVA

110KV侧负荷的最大容量计算：

S2max＝150/0.85=176.5MVA

10KV侧负荷的最大容量计算：

S3max＝38/0.8=47.5MVA 通过变压器容量计算： S=176.5+47.5=224MVA

所以一台主变应承担的系统容量为： Sn=0.7S=0.7×224=156.8MVA

查相关的设备手册220kv变电所常用的单台主变容量为90MVA，120MVA，

150MVA,180MVA。根据选择原则和设计依据，考虑到最大负荷的容量计算和投资的经济性，本工程初次一次性建设二台主变，并预留一台变压器的发展空间。决定选择两台主变的容量为Sn=180MVA。

3.1.2变压器形式的选择

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1、相数的选择

此处主变采用三相，主要考虑变压器的可靠性要求及运输条件等因素，根据设计手册有关规定，当不受运输条件限制时，在330KV及以下的发电厂和变电所，均应选用三相变压器，因为三相变压器比相同容量的单相变压器具有节省投资，占地面积小，运行过程中损耗少的优点所以选择三相变压器。 2、绕组的选择。

选择三绕组变压器 适用范围：

（1）在具有三种电压等级的变电站中，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15％以上，或低压侧虽无负荷，但在变电所内需装设无功补偿设备时，主变压器宜采用三绕组变压器。

（2）联络变压器一般应采用三绕组变压器，其低压绕组可接无功补偿装置。

通过以上两种绕组方式适应范围的比较，同时，待建变电站有220KV、110K和10KV三种电压等级，高压侧以交换或接受系统电能为主，中、低压侧则以向近区或用户供电为主，采用一台三绕组变压器便能实现三种电压等级的电能输送，若采用双绕组变压器，则由一台三绕组变压器便能实现的三个电压等级的电能转换装置必须用两台双绕组变压器才能实现，即必须通过二次变压器才能实现电能的输送。另一方面，从经济方面比较，采用两台双绕组变压器及其所配置的控制电器和辅助设备比相应采用一台三绕组变压器所需的投资较多。因此，本次变电站设计采用三绕组接线方式的变压器。 3.1.3 用普通型还是自耦型

根据《电力工程电气设计手册》规定：“在220KV及以上的变电所中，宜优先采用自耦变压器”。

因为自耦变压器与同容量的普通型变压器相比较，具有以下优点：A、消耗材料少、等价低、有功、无功损耗小、较率高。B、高中压线圈的自耦联系，阻抗小，对改善系统稳定性有一定作用。C、还可扩大变压器极限制造容量，便利运输和安装。另外，在大型的电力系统和降压变电站中，由于普通的三绕组变压

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