220kV/110kV/10kV變電站電氣設計技術(shù)方案一、設計依據(jù)與核心原則1.設計規(guī)范（國家標準）GB50227-2019《并聯(lián)電容器裝置設計規(guī)范》GB50059-2011《35kV及以下變電所設計規(guī)范》（延伸適用于10kV系統(tǒng)）GB50060-2019《3-110kV高壓配電裝置設計規(guī)范》GB50217-2018《電力工程電纜設計標準》DL/T5210.1-2018《電力建設施工質(zhì)量驗收規(guī)程第1部分：土建工程》2.核心設計原則安全性：滿足絕緣配合、防雷接地、短路保護要求，保障人身與設備安全可靠性：采用N-1原則配置主接線，關(guān)鍵設備冗余設計經(jīng)濟性：優(yōu)化設備選型與布置，降低建設與運維成本擴展性：預留10%-15%負荷增長空間，兼容未來新能源接入環(huán)保性：選用低噪聲、低損耗設備，控制電磁污染二、電氣主接線設計1.220kV側(cè)（電源側(cè)）接線方式：雙母線接線（推薦）配置2組母線、4臺隔離開關(guān)、2臺斷路器優(yōu)點：供電可靠，檢修靈活，可分段運行適用場景：進出線回路數(shù)≥4回的變電站關(guān)鍵參數(shù)：額定電壓：220kV額定電流：2000-3150A短路電流水平：31.5kA/3s2.110kV側(cè)（聯(lián)絡/配網(wǎng)側(cè)）接線方式：單母線分段接線配置2段母線、分段斷路器1臺每段母線接入2-3回出線，預留1回備用關(guān)鍵參數(shù)：額定電壓：110kV額定電流：1250-2000A短路電流水平：25kA/3s3.10kV側(cè)（負荷側(cè)）接線方式：單母線分段+電容器組補償配置4-6段母線，每段接入8-10回出線每段母線并聯(lián)1組無功補償電容器（容量2000-3000kvar）關(guān)鍵參數(shù)：額定電壓：10kV額定電流：3150-4000A短路電流水平：20kA/3s三、主要設備選型設備類型220kV側(cè)110kV側(cè)10kV側(cè)主變壓器三相雙繞組無勵磁調(diào)壓變壓器：180-240MVA變比：220±8×1.25%/110kV14-16%三相雙繞組有載調(diào)壓變壓器：63-100MVA比：110±8×1.25%/10kV>短路阻抗：10.5%-斷路器SF6氣體絕緣斷路器>額定開斷電流：31.5kA操作機構(gòu)：彈簧操動機構(gòu)SF6氣體絕緣斷路器開斷電流：25kA：彈簧操動機構(gòu)真空斷路器開斷電流：20kA：永磁操動機構(gòu)隔離開關(guān)戶外型、雙柱水平旋轉(zhuǎn)式>額定電流：3150A戶外型、單柱垂直伸縮式2000A戶內(nèi)型、GN22系列電流：4000A電流互感器（CT）準確級：0.2S/10P20：2000/5A：15VA準確級：0.2S/10P151250/5A10VA準確級：0.5S/10P10變比：3000/5A額定負荷：5VA電壓互感器（VT）電容式電壓互感器（CVT）準確級：0.2/0.5/3P220/√3:0.1/√3:0.1kV電磁式電壓互感器：0.2/0.5/3P>變比：110/√3:0.1/√3:0.1kV干式電壓互感器>準確級：0.5/3P變比：10/√3:0.1/√3kV無功補償裝置--并聯(lián)電容器組+串聯(lián)電抗器2000-3000kvar/組6%（抑制5次諧波）四、配電裝置布置1.總體布置方案戶外布置：220kV、110kV設備采用戶外GIS（氣體絕緣開關(guān)設備）或AIS（空氣絕緣開關(guān)設備）布置GIS布置：占地面積小（約為AIS的1/3），適用于城市中心變電站AIS布置：投資成本低，檢修便捷，適用于郊區(qū)變電站戶內(nèi)布置：10kV設備、主控室、繼保室集中布置于配電樓層高：配電層≥5.5m，繼保室≥3.5m防火分區(qū)：采用防火墻分隔，配備氣體滅火系統(tǒng)2.關(guān)鍵間距要求（GB50060-2019）220kV設備相間距離：≥3.5m110kV設備相間距離：≥1.8m10kV設備相間距離：≥0.2m（戶內(nèi)）帶電體與接地體距離：220kV≥2.5m，110kV≥1.2m，10kV≥0.12m五、二次系統(tǒng)設計1.繼電保護配置主變壓器保護：縱差動保護（主保護）：反映繞組及引出線相間短路瓦斯保護（非電量保護）：反映油箱內(nèi)故障（輕瓦斯報警，重瓦斯跳閘）過電流保護（后備保護）：反映外部短路引起的過電流線路保護：220kV線路：光纖差動保護（主保護）+距離保護（后備保護）110kV線路：距離保護（主保護）+零序電流保護（后備保護）10kV線路：電流速斷保護（主保護）+過電流保護（后備保護）2.自動裝置備用電源自動投入裝置（BZT）：110kV、10kV分段母線配置自動重合閘裝置（AR）：110kV、10kV線路配置（瞬時性故障重合）無功自動補償裝置：根據(jù)10kV母線電壓自動投切電容器組3.測控與通信采用IEC61850標準數(shù)字化變電站方案配置站控層、間隔層、過程層三層網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)通信接口：以太網(wǎng)（站控層）、光纖以太網(wǎng)（過程層）遠動功能：遙測、遙信、遙控、遙調(diào)四遙功能，上傳至調(diào)度中心六、防雷與接地設計1.防雷保護外部防雷：220kV、110kV設備區(qū)設置獨立避雷針（高度≥30m）避雷針保護范圍：覆蓋所有戶外設備（保護角≤25°）內(nèi)部防雷：220kV、110kV線路入口配置金屬氧化物避雷器（MOA）主變壓器、電容器組等關(guān)鍵設備兩端配置避雷器10kV母線配置中性點避雷器2.接地系統(tǒng)接地網(wǎng)設計：采用水平敷設的扁鋼（60×6mm）+垂直接地極（φ20mm鍍鋅鋼管）組成復合接地網(wǎng)接地電阻要求：≤0.5Ω（220kV側(cè)），≤1Ω（110kV/10kV側(cè)）接觸電壓：≤40V，跨步電壓：≤70V（故障持續(xù)時間≤3s）七、電纜選型與敷設1.電纜選型220kV電纜：交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜（XLPE），銅芯，截面≥800mm2110kV電纜：XLPE電纜，銅芯，截面≥400mm210kV電纜：XLPE電纜，銅芯，截面≥120mm2（出線）、≥50mm2（控制電纜）2.敷設方式戶外電纜：電纜溝敷設（混凝土結(jié)構(gòu)，寬≥0.8m，深≥1m）戶內(nèi)電纜：電纜橋架敷設（鍍鋅鋼制，承重≥2.5kN/m）穿越道路：采用MPP管保護，埋深≥1.2m防火措施：電纜溝內(nèi)設置防火分隔墻，關(guān)鍵部位涂刷防火涂料八、設計驗算要點短路電流計算：校驗設備開斷能力、動穩(wěn)定電流、熱