220KV降壓變電所設(shè)計(jì)綜述作者：指導(dǎo)老師：摘要：電能的開發(fā)和利用，是人類征服自然過程中所取得的具有劃時(shí)代意義的光輝成就。它消除了黑夜對人們生活和生產(chǎn)勞動的限制，大大延長了人類用于創(chuàng)造財(cái)富的勞動時(shí)間，改善了勞動條件，豐富了人們的生活。在現(xiàn)代文明中，電是不能被貯存的，只能當(dāng)時(shí)生產(chǎn)然后馬上投入使用。所以，在電力系統(tǒng)中，變電站是不可或缺的?，F(xiàn)如今，電力工業(yè)在整個工業(yè)中所占比例也逐漸加大，各類發(fā)電廠、變電站分工完成整個系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務(wù)。變電站更是電力系統(tǒng)的中間傳輸者，而它的設(shè)計(jì)更是電力工業(yè)建設(shè)中不可去除的項(xiàng)目。而變電站的設(shè)計(jì)內(nèi)容多，范圍涵蓋廣，對于不同電壓等級、不同類型和不同性質(zhì)負(fù)荷的變電站在設(shè)計(jì)的時(shí)候，側(cè)重點(diǎn)也會有所差異。關(guān)鍵字：電能；變電站；電力系統(tǒng)；220KVstep-downsubstationdesignreviewAuthor:HuQiangTutor:LiChunlanAbstract:thedevelopmentandutilizationofelectricalenergy,ismadeintheprocessofhumanconquestofnaturehastheepoch-makingsignificanceofthebrilliantachievements.Iteliminatesthenightforpeopletolimitlifeandproductivelabor,greatlyextendedhumanforcreatingwealthlabortime,improveworkingconditions,enrichpeople'slife.Inthemoderncivilization,electricitycannotbestored,onlywhentheproductionandthenimmediatelyputintouse.Therefore,inthepowersystem,thesubstationisindispensable.Nowadays,theelectricpowerindustryinthewholeindustryproportionhasgraduallyincreased,allkindsofpowerplant,substationdivisiontocompletethewholesystemgeneration,substationanddistributiontask.Substationistheintermediatetransmissionofelectricpowersystem,anditsdesignisnottheremovaloftheprojectintheconstructionofelectricpowerindustry.Thedesigncontentofsubstation,widerange,fordifferentvoltagelevels,differenttypesanddifferentloadsubstationatdesigntime,theemphasismayvary.Keywords:electricenergy;substation;powersystem;引言隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，用戶對供電質(zhì)量的要求日益提高。國家提出了加快城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)建設(shè)及改造、拉動內(nèi)需的發(fā)展計(jì)劃。變電站是電力系統(tǒng)中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的電力設(shè)施，它通過其變壓器將各級電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來，在電力系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。近年來220kV變電站的建設(shè)迅猛發(fā)展?？茖W(xué)的變電站設(shè)計(jì)方案能夠提升配電網(wǎng)的供電能力和適應(yīng)性，降低配電網(wǎng)損耗和供電成本，減少電力設(shè)施占地資源，體現(xiàn)“增容、升壓、換代、優(yōu)化通道”的技術(shù)改造思路。同時(shí)可以增加系統(tǒng)的可靠性，節(jié)約占地面積，使變電站的配置達(dá)到最佳，不斷提高經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。變電站是改變電壓的場所。為了把發(fā)電廠發(fā)出來的電能輸送到較遠(yuǎn)的地方，必須把電壓升高，變?yōu)楦邏弘?，到用戶附近再按需要把電壓降低，這種升降電壓的工作靠變電站來完成。變電站的主要設(shè)備是開關(guān)和變壓器。按規(guī)模大小不同，稱為變電所、配電室等。1變電站概述1.1變壓站的組成變電站是把一些設(shè)備組裝起來，用以切斷或接通、改變或者調(diào)整電壓，在電力系統(tǒng)中，變電站是輸電和配電的集結(jié)點(diǎn)。變電站主要組成為：饋電線（進(jìn)線、出線）和母線，隔離開關(guān)，接地開關(guān)，斷路器，電力變壓器（主變），電壓互感器TV（PT）、電流互感器TA(CT），避雷針。變電站起變換電壓作用的設(shè)備是變壓器，除此之外，變電站的設(shè)備還有開閉電路的開關(guān)設(shè)備，匯集電流的母線，計(jì)量和控制用互感器、儀表、繼電保護(hù)裝置和防雷保護(hù)裝置、調(diào)度通信裝置等，有的變電站還有無功補(bǔ)償設(shè)備。變電站的主要設(shè)備和連接方式，按其功能不同而有差異。目前分布式變電站自動化系統(tǒng)已逐步成為技術(shù)發(fā)展的主流。1.2變壓站的分類變電站主要可分為：樞紐變電站、終端變電站；升壓變電站、降壓變電站；電力系統(tǒng)的變電站、工礦變電站、鐵路變電站(27.5kV、50Hz）；1000kV、750kV、500kV、330kV、220kV、110kV、66kV、35kV、10kV、6.3kV等電壓等級的變電站。樞紐變電站位于電力系統(tǒng)的樞紐點(diǎn)，它的電壓是系統(tǒng)最高輸電電壓，目前電壓等級有220KV、330KV(僅西北電網(wǎng))和500KV，樞紐變電站連成環(huán)網(wǎng)，全站停電后，將引起系統(tǒng)解列，甚至整個系統(tǒng)癱瘓，因此對樞紐變電站的可靠性要求較高。樞紐變電站主變壓器容量大，供電范圍廣。終端變電站在輸電線路終端，接近負(fù)荷點(diǎn)，經(jīng)降壓后直接向用戶供電，全站停電后，只是終端用戶停電。升壓變電站是把低電壓變?yōu)楦唠妷旱淖冸娬?，例如在發(fā)電廠需要將發(fā)電機(jī)出口電壓升高至系統(tǒng)電壓，就是升壓變電站。與升壓變電站相反，是把高電壓變定。[21](3)當(dāng)需要監(jiān)視和檢測線路側(cè)有無電壓時(shí)，出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。(4)當(dāng)需要在330KV及以下主變壓器回路中提取電壓時(shí)，可盡量利用變壓器電容式套管上的電壓抽取裝置。5.5電流互感器的配置(1)凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器其數(shù)量應(yīng)滿足測量儀表、保護(hù)和自動裝置要求。(2)在未設(shè)斷路器的下列地點(diǎn)也應(yīng)裝設(shè)電流互感器：發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn)、發(fā)電機(jī)和變壓器的出口、橋形接線的跨條上等。(3)對直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置。對非直接接地系統(tǒng)，依具體要求按兩相或三相配置。(4)一臺半斷路器接線中，線路—線路串可裝設(shè)四組電流互感器，在能滿足保護(hù)和測量要求的條件下也可裝設(shè)三組電流互感器。線路—變壓器串，當(dāng)變壓器的套管電流互感器可以利用時(shí)，可裝設(shè)三組電流互感器。5.6避雷器的裝置(1)配電裝置的每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器，但進(jìn)出線裝設(shè)避雷器時(shí)除外。(2)旁路母線上是否需要裝設(shè)避雷器，應(yīng)視在旁路母線投入運(yùn)行時(shí)，避雷器到被保護(hù)設(shè)備的電氣距離是否滿足要求而定。(3)220KV及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時(shí)，應(yīng)在變壓器附近增設(shè)一組避雷器。(4)三繞組變壓器低壓側(cè)的一相上宜設(shè)置一臺避雷器。(5)下列情況的變壓器中性點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)避雷器：1直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)為分級絕緣且裝有隔離開關(guān)時(shí)；2直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)為全絕緣，但變電所為單進(jìn)線且為單臺變壓器運(yùn)行時(shí)；3接地和經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，多雷區(qū)的單進(jìn)線變壓器中性點(diǎn)上。(6)發(fā)電廠變電所35KV及以上電纜進(jìn)線段，在電纜與架空線的連接處應(yīng)裝設(shè)避雷器。(7)SF6全封閉電器的架空線路側(cè)必須裝設(shè)避雷器。(8)110—220KV線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。[21]5.7做好變電站的防雷和保護(hù)接地變電所的防雷設(shè)計(jì)應(yīng)做到設(shè)備先進(jìn)、保護(hù)動作靈敏、安全可靠、維護(hù)試驗(yàn)方便，并在在保證可靠性的前提下力求經(jīng)濟(jì)性。防止雷電直擊的主要電氣設(shè)備是避雷針，避雷針由接閃器和引下線、接地裝置等構(gòu)成。避雷針的位置確定，是變電所防雷設(shè)計(jì)的關(guān)鍵步驟。首先應(yīng)根據(jù)變電所電氣設(shè)備的總平面布置圖確定，避雷針的初步選定安裝位置與設(shè)備的電氣距離應(yīng)符合各種規(guī)程范圍的要求，初步確定避雷針的安裝位置后再根據(jù)公式進(jìn)行，校驗(yàn)是否在保護(hù)范圍之內(nèi)。同時(shí)做好變電站的接地電網(wǎng)，也可以有效的防止電力事故的發(fā)生。5.8所用變的設(shè)置為保證重要變電所的安全用電，所以需裝設(shè)兩臺所用變以備用。為了保證供電的可靠性應(yīng)在低電壓等級即10KV母線上各裝設(shè)一臺變壓器（每段各一臺）。這樣就可以避免由于低壓線路故障率較高所引起的所內(nèi)停電事故，從而保證變電所的不間斷供電。5.9繼電保護(hù)的配置在電力系統(tǒng)的運(yùn)行中，變電所可能出現(xiàn)各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)。最常見同時(shí)也是最危險(xiǎn)的故障是各種類型的短路，其中包括相間短路和接地短路。此外，還可能發(fā)生輸電線路斷線，旋轉(zhuǎn)電機(jī)、變壓器同一繞組的匝間短路等，這樣，供電系統(tǒng)就不能順利完成輸送電。此時(shí)，繼電保護(hù)就顯的很重要。繼電保護(hù)系統(tǒng)的主要作用：保護(hù)作用、控制作用、監(jiān)視作用、事故分析與事故處理作用、自動化作用。繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中的主要作用是通過預(yù)防事故或縮小事故范圍來提高系統(tǒng)可靠性，是電力系統(tǒng)中重要的組成部分，是保證電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的重要技術(shù)措施之一。在現(xiàn)在電力系統(tǒng)中，如果沒有繼電保護(hù)裝置，就無法維持系統(tǒng)正常運(yùn)行。鑒于其在系統(tǒng)中的重要性，有如下要求：（1）選擇性，即僅將故障元件從系統(tǒng)中切除，保證非故障元件正常運(yùn)行，提高系統(tǒng)供電可靠性；（2）速動性，快速地切除故障元件可以提高系統(tǒng)并列運(yùn)行的可靠性，減少用戶在電壓降低的情況下的工作時(shí)間，以縮小故障元件的損壞程度。只要求速動性是不行的，要根據(jù)電力系統(tǒng)的接線以及被保護(hù)元件的具體情況來確定，例如當(dāng)發(fā)電廠或母線電壓低于允許值時(shí)，繼電保護(hù)動作等；（3）靈敏性，它要求保護(hù)裝置在事先規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，不論短路點(diǎn)的位置，短路類型，以及短路點(diǎn)是否有過渡電阻，都應(yīng)敏銳感覺，正確反應(yīng)；（4）可靠性，它主要針對保護(hù)裝置本身的質(zhì)量和運(yùn)行維護(hù)水平而言，一般來說，保護(hù)裝置的組成元件的質(zhì)量越高，回路中繼電器的觸電就越少，保護(hù)裝置的可靠性就越高，同時(shí)，正確的設(shè)計(jì)和整定計(jì)算，保證安裝、調(diào)試試驗(yàn)的質(zhì)量，提高運(yùn)行維護(hù)水平，對提高保護(hù)裝置的可靠性有重要作用。因此在電氣設(shè)計(jì)中將繼電保護(hù)配置好是一個很重要的環(huán)節(jié)，同時(shí)我們應(yīng)該按照要求進(jìn)行合理配置。6結(jié)束語電網(wǎng)運(yùn)行的最基本要求是安全與穩(wěn)定。電網(wǎng)安全穩(wěn)定的核心問題是要建立一個與該供電網(wǎng)絡(luò)相適應(yīng)的、合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。220kV電力網(wǎng)絡(luò)和變電站在系統(tǒng)中的地位和功能發(fā)生了很大變化。220kV電力網(wǎng)絡(luò)已下降為配電網(wǎng)絡(luò)，大多數(shù)220KV變電站也淪為負(fù)荷型的終端變電站。配電電壓升高，電力系統(tǒng)安全更要時(shí)刻抓緊。建設(shè)變電站時(shí)，在保證安全的前提下還要保證其經(jīng)濟(jì)性和靈活性。隨著電力人不斷的努力，變電站的設(shè)計(jì)一定會不斷完善的。參考文獻(xiàn)[1]饒瑩，郭煒，徐鑫乾220/20kV變電站電氣一次部分設(shè)計(jì)。電力設(shè)備，2008[2]張宏陽，淺談220kV變電站設(shè)計(jì)思路及實(shí)踐。科技咨詢，2009（18）[3]35～110KV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范GB50059-92[4]蔡偉君,電站電氣裝置型式變化情況及前景探討.《廣東科技》[5]熊信銀,范錫普.《發(fā)電廠電氣部分》.中國電力出版社[6]董征森淺談主變壓器容量的選擇。農(nóng)村電工，2011,19(11)[7]王寧會.《電氣工程常用數(shù)據(jù)速查手冊》.中國建材工業(yè)出版社[8]卓樂友.《電力工程電氣設(shè)計(jì)》.中國電力出版社[9]郭仲禮,于曰浩.《高壓電工實(shí)用技術(shù)》.機(jī)械工業(yè)出版社[10]隋振有.《中低壓配電實(shí)用技術(shù)》.機(jī)械工業(yè)出版社[11]劉從愛,徐中立?！峨娏こ獭?機(jī)械工業(yè)出版社[12]王錫凡。電氣工程基礎(chǔ)。西安交通大學(xué)出版社[13]