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1、220KV降压变电所设计综述作者： 指导老师： 摘要：电能的开发和利用，是人类征服自然过程中所取得的具有划时代意义的光 辉成就。它消除了黑夜对人们生活和生产劳动的限制，大大延长了人类用于创造 财富的劳动时间，改善了劳动条件，丰富了人们的生活。在现代文明中，电是不 能被贮存的，只能当时生产然后马上投入使用。所以，在电力系统中，变电站是 不可或缺的。现如今，电力工业在整个工业中所占比例也逐渐加大，各类发电厂、 变电站分工完成整个系统的发电、变电和配电的任务。变电站更是电力系统的中 间传输者，而它的设计更是电力工业建设中不可去除的项目。而变电站的设计内 容多，范围涵盖广，对于不同电压等级、不同类型和
2、不同性质负荷的变电站在设 计的时候，侧重点也会有所差异。关键字：电能；变电站；电力系统；220KV step-down substation design reviewAuthor: Hu Qiang Tutor: Li ChunlanAbstract: the development and utilization of electrical energy, is made in the process of human conquest of nature has the epoch-making significance of thebrilliant achievements. It
3、eliminates the night for people to limit life and productive labor, greatly extended human for creating wealth labor time, improve working conditions, enrich peoples life. In the modern civilization, electricity cannot bestored, only when the production and then immediately put into use. Therefore,
4、in the power system, the substation is indispensable. Nowadays, the electric power industry in the whole industry proportion has gradually increased, all kinds ofpower plant, substation division to complete the whole system generation,substation and distribution task. Substation is the intermediate
5、transmission of electric power system, and its design is not the removal of the project in the construction of electric power industry. The design content of substation, wide range, for different voltage levels, different types and different load substation at design time, the emphasis may vary.Keyw
6、ords: electric energy; substation; power system;引言随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，用户对供电质量的要求日益提 高。国家提出了加快城网和农网建设及改造、拉动内需的发展计划。变电站是电 力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施， 它通过其变压器将各级电压的电网联系起来，在电力系统中起着至关重要的作 用。近年来 220kV 变电站的建设迅猛发展。科学的变电站设计方案能够提升配 电网的供电能力和适应性，降低配电网损耗和供电成本，减少电力设施占地资源， 体现“增容、升压、换代、优化通道”的技术改造思路。同时可以增加系统
7、的可 靠性，节约占地面积，使变电站的配置达到最佳，不断提高经济效益和社会效益。 变电站是改变电压的场所。为了把发电厂发出来的电能输送到较远的地方，必须 把电压升高，变为高压电，到用户附近再按需要把电压降低，这种升降电压的工 作靠变电站来完成。变电站的主要设备是开关和变压器。按规模大小不同，称为 变电所、配电室等。1 变电站概述1.1 变压站的组成变电站是把一些设备组装起来，用以切断或接通、改变或者调整电压，在电 力系统中，变电站是输电和配电的集结点。变电站主要组成为：馈电线(进线、 出线)和母线，隔离开关，接地开关，断路器，电力变压器(主变)，电压互感 器TV (PT)、电流互感器TA(CT)
8、，避雷针。变电站起变换电压作用的设备是变压器，除此之外，变电站的设备还有开闭 电路的开关设备，汇集电流的母线，计量和控制用互感器、仪表、继电保护装置 和防雷保护装置、调度通信装置等，有的变电站还有无功补偿设备。变电站的主 要设备和连接方式，按其功能不同而有差异。目前分布式变电站自动化系统已逐 步成为技术发展的主流。1.2 变压站的分类变电站主要可分为：枢纽变电站、终端变电站；升压变电站、降压变电站； 电力系统的变电站、工矿变电站、铁路变电站(27.5kV、50Hz)； lOOOkV、750kV、 500kV、330kV、220kV、110kV、66kV、35kV、10kV、6.3kV 等电压等
9、级的变电站。枢纽变电站位于电力系统的枢纽点，它的电压是系统最高输电电压，目前 电压等级有220KV、330KV(仅西北电网)和500KV，枢纽变电站连成环网，全站停 电后，将引起系统解列，甚至整个系统瘫痪，因此对枢纽变电站的可靠性要求较 高。枢纽变电站主变压器容量大，供电范围广。终端变电站在输电线路终端，接 近负荷点，经降压后直接向用户供电，全站停电后，只是终端用户停电。升压变电站是把低电压变为高电压的变电站，例如在发电厂需要将发电机 出口电压升高至系统电压，就是升压变电站。与升压变电站相反，是把高电压变 为低电压的变电站，在电力系统中，大多数的变电站是降压变电站。2 变电站建设的国内外现状和
10、发展趋势为了保障我国经济的高速发展，以及持续的城镇化进程，我国电力系统进入 了一个快速发展阶段，电网建设得到进一步完善。由于我国电力建设起步比较晚， 目前我国变电站主要现状是老设备向新型设备转变，有人值班向无人值班变电站 转变，交流传输向直流输出转变，在城市变电站建设中，户内型变电站大幅增加。 国外变电站主要是交流输出向直流输出转变。而数字化智能变电站也是国内外变 电站未来发展趋势。2.1 无人值守变电站同西方发达国家相比，由于我国变电站自动化系统应用起步较晚，变电站运 行管理的理念也有很大差异，使我们的变电站无人值守运行水平与之相比还有很 大的差距。在我国，许多220 kV及以下电压等级变电
11、站已经开始由监控中心进行 监控，基本上实现了变电站无人值守。但作为国内电网中最高电压等级的500 kV 和330 k V变电站，即使采用了变电站自动化系统的，也都是实行有人值守的管理 方式。而在欧美发达国家，各个电压等级变电站都能实现变电站无人值守。由此 发现，在国内外无人值守变电站之间、国内外变电站自动化系统之间都还有很大 的差异。全面实现变电站无人值守对我国电网建设有非常明显的技术经济效益: 1、提高了运行可靠性；2、加快了事故处理的速度；3、提高了劳动生产率；4、 降低了建设成本。2.2 城市变电站建设随着城市中心地区的用电负荷迅速增长，形势迫使在城市电网加快改造和建 设的同时，在中心城
12、区要迅速地建设一批高质量的城市变电站，在多种变电站的 型式中户内型变电站受到各方面的重视，在这几年中得到飞速发展。由于户内变 电站允许安全净距小且可以分层布置而使占地面积较小。室内变电站的维修、巡 视和操作在室内进行，可减轻维护工作量，不受气候影响。2.3 数字化智能变电站在变电站自动化领域中，智能化电气的发展，特别是智能化开关、光电式互 感器等机电一体化设备的出现，变电站自动化技术即将进入新阶段。变电站自动 化系统是在计算机技术和网络通信技术基础上发展起来的。它以其简单可靠、可 扩展性强、兼容性好等特点逐步为国内用户所接受，并在一些大型变电站监控项 目中获得成功的应用。随着智能化开关，光电式
13、电流电压互感器、一次运行设备 在线状态检测及自诊断、变电站运行操作培训仿真这些新技术的日趋成熟以及广 泛应用必将对现有变电站自动化技术产生深刻的影响，带来全数字化的变电站新 概念。2012年9月11日华北电网首家220千伏数字化智能变电站郭家屯变电站正式 启动，它的建成对国内数字化变电站技术的发展及智能电网的建设具有重要意 义。3 变电站设计要求变电站的设计要认真执行国家的有关技术经济政策，符合安全可靠、技术先 进和经济合理的要求。变电站的设计应根据工程的510年发展规划进行，做到 远、近期结合，以近期为主，正确处理近期建设与远期发展的关系，适当考虑扩 建的可能。变电站的设计，必须从全局出发，
14、统筹兼顾，按照负荷性质、用电容 量、工程特点和地区供电条件，结合国情合理的确定设计方案。变电站的设计， 必须坚持节约用地的原则。其次，变电站站址的选择，应根据要求，综合考虑确 定。4 变电站设计内容及原则110kV变电站电气一次系统设计主要包括以下步骤：电气主接线设计、配电装置、电气平面布置、系统保护 、电气设备选择。变电站设计原则：(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) 结构紧凑，设备体积小，占地面积小；(3) 自动化程度高，通信误码率低，可靠性高；(4) 可靠灵活的主接线方式；(5) 主设备技术性能优越，可靠性高，检修频率低，噪声低。在变电站设计中要考虑到雷
15、电对变电站的危害，在变电站中至少要安装一台 避雷器来保护变压器，最佳选择是在变电站入口处安装避雷器。此时，即使在瞬 时有极高电流出现，也能最大限度地保证变压器上的电压水平在安全极限内。变电站设计是个综合系统工程，是电力系统项目设计的重要组成部分。一份 成功的变电站设计方案可以在实际工程中取得最优的效益:增加系统的可靠性， 节约占地面积以及建设成本，使变电站的配置达到最佳，保证较高的经济效益和 社会效益。5 设计方案5.1 电气主接线方案的选定电气主接线是整个变电所电气部分的主干。变电所电气主接线指的是变电所 中汇集、分配电能的电路，通常称为变电所一次接线，是由变压器、断路器、隔 离开关、互感器
16、、母线、避雷器等电气设备按一定顺序连接而成的。它是电力系 统总体设计的重要组成部份。变电站主接线形式应根据变电站在电力系统中的地 位、作用、回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并且应满足运行可靠、简 单灵活、操作方便和节约投资等要求。主接线设计的基本要求为：(1) 供电可靠性。主接线的设计首先应满足这一要求；当系统发生故障时， 要求停电范围小，恢复供电快。(2) 适应性和灵活性。能适应一定时期内没有预计到的负荷水平变化；改变 运行方式时操作方便，便于变电站的扩建。(3) 经济性。在确保供电可靠、满足电能质量的前提下，要尽量节省建设投 资和运行费用，减少用地面积。(4) 简化主接线。配网自动化、变电站无人化是现代电网发展必然趋势，简 化主接线为这一技术全面实施，创造更为有利的条件。(5) 设计标准化。同类型变电站采用相同的主接线形式，可使主接线规范化、 标准化，有利于系统运行和设备检修。随着电力系统的
