220kV变电站典型设计（方案B5）63.1 总的部分220kV变电站典型设计方案B5对应220kV、110kV采用GIS设备户内布置、主变压器采用3×180MV A的三相三绕组变压器、并配置12组无功设备组合成的220kV户内站方案。

63.1.1 本典型设计的适用场合（1）人口密度较高，土地较昂贵的地区；（2）外界条件限制，站址选择较困难区域；（3）特殊地形条件；（4）高地震烈度地区；（5）高原地区；（6）严重大气污染地区；63.1.2 对设计方案组合的说明本典型设计根据典型设计方案B5的建设规模及技术条件，是按照湖北省电力公司220kV变电站典型设计技术导则设定的，具体方案组合见表63-1。

表63-1 220kV变电站典型设计B5方案技术条件一览表63.1.3 主要技术经济指标主要技术经济指标见表63-2。

表63-2主要技术经济指标63.2 电力系统部分63.2.1 电力系统本典设按照给定的主变压器及线路规模进行设计，在实际工程中，需要根据变电站所处系统情况具体设计。

各电压等级的设备短路电流选择如下：（1）220kV电压等级为50kA；（2）110kV电压等级为40kA；（3）10kV电压等级为31.5kA。

63.2.2 系统继电保护及安全自动装置本典设不涉及系统继电保护专业的具体内容，在实际工程中，需要根据变电站系统情况具体设计。

63.2.3 系统通信63.2.3 系统通信本典设不涉及系统通信专业的具体内容，在实际工程中，需要根据变电站系统情况具体设计。

本次仅考虑配合系统通信所需相关电源及设备的布置。

为保证通信设备的正常、可靠的运行，通信设立独立的通信电源及蓄电池,蓄电池放置于电器蓄电池室内。

通信设备放置于主控制室内，不设单独的通信机房。

屏位本期8-9块，预留3-4块（600x600）。

63.3 电气一次部分63.3.1 电气主接线63.3.1.1 变电站设计规模（1）典设B5方案本期建设2台220kV、180MV A变压器，终期建设3台220kV、180MV A变压器。

（2）220kV出线，本期4回，终期6回。

（3）110kV出线，本期6回，终期12回。

（4）10kV出线，本期16回，终期24回。

（5）无功补偿：本期每台主变压器10kV侧配置2组10Mvar并联电抗器和2组10Mvar并联电容器，共4组10Mvar并联电抗器和4组10Mvar并联电容器，终期共6组10Mvar并联电抗器和6组10Mvar并联电容器。

实际工程应按照系统情况计算确定。

63.3.1.2 220kV电气主接线220kV采用双母线接线。

双母线接线主要优点是供电可靠、调度灵活、扩建方便、便于试验等，缺点是当母线故障时，隔离开关作为倒换操作电器，使操作的及时性、快速性受到一定影响。

63.3.1.3110kV电气主接线110kV采用双母线接线。

双母线接线主要优点是供电可靠、调度灵活、扩建方便、便于试验等，缺点是当母线故障时，隔离开关作为倒换操作电器，使操作的及时性、快速性受到一定影响。

63.3.1.4主变压器及10kV电气主接线根据给定的设计条件，主变压器采用三相三绕组。

10kV侧有出线时，在实际工程中最常用的是单母线分段接线。

单母线分段接线主要优点是供电可靠，缺点是当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期内停电。

每台主变压器10kV侧8回电缆出线，2组电容器组，2组电抗器组及1台接地变。

10kV采用单母线三分段接线，主变压器分别接于10kVⅠ、I I、III段母线.各段母线间设分段断路器，正常情况下母线应分裂运行。

电气主接线图详见图67-1～图67-4。

63.3.1.5 各级电压中性点接地方式主变压器220kV和110kV为中性点直接接地方式。

10kV中性点采用经消弧线圈接地方式。

由于主变压器10kV侧采用三角形接线，为解决10kV中性点引出问题，需在每台消弧线圈前配置1台接地变。

本方案设计2台1200kV A接地兼站用变压器，0.4kV侧连续容量400kV A（站用电），中性点各接1台自动跟踪型消弧线圈。

具体工程中变压器和消弧线圈容量需根据实际线路情况计算。

全站电气主接线详见图67-1。

63.3.2 短路电流及主要电气设备、导体选择63.3.2.1 短路电流水平B5方案中的短路电流按如下水平选择：220kV的短路电流为50kA；110kV的短路电流为40kA；10kV的短路电流为31.5kA。

63.3.2.2 主要电气设备选择（1）主变压器1）采用有载调压三相三绕组变压器；2）220kV变电站作为向当地110kV及10kV电网供电的主要电源，应采用降压型变压器；3）变压器冷却方式推荐采用油浸自冷（ONAN）；4）三次绕组额定容量按照50%全容量考虑，选用90MV A；5）接线组别为YNyn0d11；6）为有效限制10kV侧的短路电流水平，变压器阻抗选择为：U k1-2%=13，U k1-3%=64，U k2-3%=47。

7）主变压器额定电压在具体工程中按实际系统电压情况确定。

主变压器选择结果见表63-3。

表63-3 主变压器选择结果（2）220kV设备220kV采用户内GIS设备，较适用于最终规模一次建成、电缆出线、变电站占地资源受限的情况。

按照短路电流水平，220kV设备额定开断电流为50kA，动稳定电流峰值125kA。

规划220kV线路最大输送功率为1000MV A，经计算，选择220kV母线额定工作电流为3150A，进出线回路额定工作电流为3150A，220kV主要设备选择结果见表63-4。

表63-4 220kV主要设备选择结果（3）110kV设备110kV 采用户内GIS 设备，较适用于最终规模一次建成、电缆出线、变电站占地资源受限的情况。

按照短路电流水平，110kV 设备额定开断电流为40kA ，动稳定电流峰值100kA 。

110kV 主母线穿越功率按360MV A 考虑，经计算，选择110kV 母线工作电流为3150A ，进出线回路额定工作电流为2000A ，110kV 主要设备选择结果见表63-5。

表63-5 110kV 主要设备选择结果（4）10kV 设备按照短路电流水平，10kV 设备额定开断电流为31.5kA ，动稳定电流峰值80kA ，10kV 回路工作电流见表63-6，主要设备选择结果见表63-7。

表63-610kV 各回路工作电流表63-7 10kV 主要设备选择结果63.3.2.3 导体选择220kV GIS、110kVGIS及10kV开关柜内母线及分支回路的计算功率可参考前述设备选择，具体型式由设备厂家确定。

导体（线）选择的原则如下：（1）各级电压设备间连线按回路通过最大电流考虑，按发热条件校验。

（2）220kV、110kV及10kV出线回路的电缆截面不小于送电线路的截面。

（3）主变压器220kV引线按经济电流密度进行选择。

选择结果见表63-8。

表63-8 导体（线）选择结果注：根据当前国产及部分进口设备情况，10kV 开关柜的最大工作电流基本上不大于4000A ，相应的主变压器进线导体选择与之相配合。

63.3.3 绝缘配合及过电压保护电气设备的绝缘配合，参照DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护绝缘配合》确定的原则进行。

氧化锌避雷器按《交流无间隙金属氧化物避雷器》GB11032-2000及国家电网生技[2005]174号的附件3《110（66）kV~750kV 避雷器技术标准》中的规定进行选择。

63.3.3.1 220kV 电气设备的绝缘配合（1）避雷器选择220kV 氧化锌避雷器按国内制造厂生产的设备选型，作为220kV 绝缘配合的基准，其主要技术参数见表63-9。

表63-9 220kV 氧化锌避雷器主要技术参数（2）220kV 电气设备的绝缘水平220kV 系统以雷电过电压决定设备的绝缘水平，在此条件下一般都能耐受操作过电压的作用。

所以，在绝缘配合中不考虑操作波试验电压的配合。

雷电冲击的配合，以雷电冲击10kA残压为基准，配合系数取1.4。

220kV 电气设备的绝缘水平见表43-10，经核算满足配合要求。

表63-10 220kV 电气设备的绝缘水平*：仅电流互感器承受截波耐受试验。

63.3.3.2 110kV电气设备的绝缘配合（1）避雷器选择110kV氧化锌避雷器按国内制造厂生产的设备选型，作为110kV绝缘配合的基准，其主要技术参数见表63-11。

表63-11 110kV氧化锌避雷器主要技术参数（2）110kV电气设备的绝缘水平110kV系统以雷电过电压决定设备的绝缘水平，在此条件下一般都能耐受操作过电压的作用。

所以，在绝缘配合中不考虑操作波试验电压的配合。

雷电冲击的配合，以雷电冲击10kA残压为基准，配合系数取1.4。

110kV电气设备的绝缘水平见表63-12，经核算满足配合要求。

表63-12 110kV电气设备的绝缘水平*：仅电流互感器承受截波耐受试验。

63.3.3.3 10kV电气设备及主变压器中性点的绝缘配合（1）避雷器选择根据DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》第4.2.6条所述，当“变压器高低压侧接地方式不同时，低压侧宜装设操作过电压保护水平较低的避雷器”。

目前国内厂家生产的氧化锌避雷器，其保护性能和工作特性优良，满足该规定要求。

为此，主变压器10kV侧配置Y5W-17/45型氧化锌避雷器，其主要技术参数见表63-13。

表63-13 10kV氧化锌避雷器主要技术参数（2）10kV电气设备及主变压器中性点的绝缘水平绝缘水平按国家标准GB311-83选取，有关取值见表43-14。

表63-14 10kV电气设备及主变中性点绝缘水平63.3.3.4 主变压器的绝缘配合本工程选用三相三绕组有载调压电力变压器，根据过电压规程要求，在主变压器220kV、110kV、10kV侧各设一组避雷器，以保护主变压器。

63.3.3.5雷电过电压保护针对主变压器220kV架空进线的情况，本方案在两幢生产建筑之间、主变压器跨线上方设置平行于跨线的避雷线，避雷线的间距和高度都满足过电压保护的要求，与主体建筑顶部设置的避雷带对全站可以进行联合直击雷保护。

63.3.3.6 接地主接地网采用等距网格布置，接地网工频接地电阻设计值应满足规程要求，如果工程计算值超出允许值，应采取必要措施。

一般情况下，主接地网水平接地体及主设备接地引下线，可选用热镀锌扁钢（比如引下线选用-80mm×8mm、主网采用-60mm×8mm），集中垂直接地体可选用-50mm×5mm×2500mm镀锌角钢。

具体工程应根据实际短路入地电流进行选择计算；对于地下水位较高、地中腐蚀性较严重的地区，考虑到GIS的运行特点，推荐本工程主接地网水平接地体及主设备接地引下线，选用铜排，引下线选用-50mm×5mm、主网采用-50mm×5mm，集中垂直接地体选用直径10mm，长度2500mm铜棒。