220kV三卷變主變壓器

一、概述

工程設計中常用的220kV主變有三種，其一為220/110/10kV三卷變，其二為220/110/35kV三卷變，其三為220/20kV兩卷變；本文對220/110/10kV三卷變主變壓器進行細化分析。該型号三卷變通常又分兩種容量，其一為180MVA，其二為240MVA；本文主要分析240MVA容量主變，其餘主變均可參考執行。

圖1.1-1 220kV主變壓器圖

二、主參數

本文三卷變型号SFSZ11-240000/220，主參數有：

型式：三相三卷有載調壓

容量：240/240/80 MVA

調壓分接頭：220

8×1.5%/115/10.5kV

頻率：50Hz

連接組别：YN,yn0,d11

阻抗電壓百分比:Uk1-2%=14;Uk2-3%=21;Uk1-3%=35;

冷卻方式：ONAN/ONAF，即70%及以下負載自然冷卻（ONAN），70%以上負載自然油循環風冷（ONAF）。

主變壓器主參數先滿足系統專業提資，再執行當地的标準設計（例如南方電網标準設計）。

圖2.1-1 南網标準設計發布文件

三、輔參數

主變壓器的輔參數為絕緣水平、損耗、溫升、過載能力、噪聲水平、環境溫度、日溫差、風速、濕度、污穢、覆冰、海拔高度、地震烈度等。這些參數都會在主變壓器的技術規範書中體現。技術規範書也基本實現了地方标準化（例如南方電網标準技術規範書），其中環境内容，需要結合當地實際情況填寫，而環境内容基本都會在土建的地勘報告中體現，重點關注污穢、防護等級、損耗、噪聲。外絕緣防污等級小于d級的按d級設防， d級及以上的按e級設防。對于按d級設防的電氣設備外絕緣統一爬電比距按不小于43.3mm/kV（最高相電壓）考慮，對于按e級設防的電氣設備外絕緣統一爬電比距按不小于53.7mm/kV（最高相電壓）考慮。即便是戶内布置的主變壓器，基本也都是設置水噴霧，所以防護等級取IP56。240MVA主變推薦損耗為空載損耗小于95kW，負載損耗小于595kW。噪聲水平推薦為：當冷卻裝置、風扇全部投入運行時，距變壓器基準聲發射面2m處聲壓級不應大于65dB；且當冷卻裝置、風扇不投入運行時，距變壓器基準聲發射面0.3m處，聲壓級不應大于65dB。

圖3.1-1 南網标準技術規範書封面案例

四、設計中的重點關注内容

前面提到的主參數肯定是第一關注的内容。此外，主變套管CT極性應該為P1靠母線側；中性點CT極性應該為P1靠主變側。真空滅弧分接開關最大額定通過電流應不小于變壓器額定容量下分接繞組中分接電流最大值的1.2倍；油滅弧分接開關最大額定通過電流應不小于變壓器額定容量下分接繞組中的額定分接電流值的1.2倍。制造廠應提供鐵芯結構和繞組的布置排列情況，不應采用高壓繞組内置結構。

接下來就要查看主變壓器的套管CT和中性點零序CT參數。對于240MVA容量主變，

220kV套管CT：800-1600/1A，5P40/5P40/0.5S，20VA，三組；

110kV套管CT：1200-2400/1A，5P40/5P40/0.5S，20VA，三組；

220kV中性點套管CT：400-600-800/1A，5P40，20VA，三隻

110kV中性點套管CT：400-600-800/1A，5P40，20VA，三隻

最後就是主變壓器的安裝：包括平面布置與斷面圖、導線連接、預埋件和吊鈎。

1、平面布置與斷面圖：240MVA主變尺寸可達11.0x7.8m（長x寬）；南網标設主變室的尺寸為19.8x15.0m（長x寬）。主變布置原則上應以本體（不含油枕）中心線對齊設備室中心線為準，以使本體兩側至主變室側牆空間保持一緻，需要校核的是：

1) 确保主變本體上部油枕最外側距離主變室側牆有足夠距離(最好在500mm以上)；

2) 主變中性點設備中心線至主變室側牆有足夠距離。（按110kV校驗為900mm，但通常會做到3250mm）

3) 《高壓配電裝置設計規範》DL/T 5352-2018第5.4.5條，要求變壓器外輪廓與變壓器室牆體的最小距離為0.8m，與變壓器室大門的距離為1m。

主變基礎定位需和廠家一緻，一定要注意高低壓側的放置是否一緻，不一緻的時候隻能旋轉，不能鏡像。另外就是注意變低銅排更方便進入10kV限流電抗器室。

圖4.1-1 240MVA主變平面布置圖

圖4.1-2 240MVA主變斷面圖

從變電的角度通常要求采用凸形基礎，以利于風機安裝及通風效果（核心還是風機距離鵝卵石地面的距離宜大于500mm，便于風機通風和檢修）。

2、導線連接：主變廠家應提供各側套管離地面的距離，相間的距離，供設計師按照《高壓配電裝置設計規範》DL/T 5352-2018進行安全距離校驗。

主變套管都需要标注相序，并且需要核實GIS或者穿牆套管的相序是否與其保持一緻。（雖然規程上是要求面向出線，從左到右A\B\C相序排列；但對于室内GIS站，采用的多是面向主變220kV套管，從左到右A\B\C相序；從而面向220kV GIS出線的時候，就不再是從左到右A\B\C排列了）

主變壓器變高、變中、中性點通常都是油浸電容式瓷套管，均通過導線與其它設備連接，需要繪制接線闆尺寸。接線闆材質通常為鋁合金。接觸面積需要滿足載流量的要求，鋁的接觸電流密度≤0.0936A/mm2。變壓器10kV側出線套管通常采用幹式瓷絕緣套管，接線闆材質為銅，與10kV銅母排連接；主變10kV側出線套管處配置用于10kV絕緣子的支撐托架(支架固定主變本體箱殼上)

圖4.2-1 220kV主變壓器接線闆尺寸案例

圖4.2-2 主變壓器10kV接線闆尺寸案例

3、預埋件和吊鈎：戶内主變本體通常是通過墊枕木推入主變室安裝，主變輔件（片散、套管、油枕等）采用吊車安裝；主變室大門需要滿足吊臂伸入主變室的需求，尺寸通常為13.0x8.5m(長x高)。變高導線連接通常都要設置吊鈎才能保證安全距離，如圖4.3-1所示；相間距按4m設計。吊鈎不要布置在主變套管的正上方。主變預埋件按廠家要求布置，留意變高、變低的位置不能放反。

圖4.3-1 變高導線連接安裝示意

圖4.3-2 主變室預埋件案例圖

五、設計中的其它關注事項

電氣需要給土建提資主變總重和油重，廠家不同，這兩個數據就不同，但基本220kV主變不會超過300噸，油重不會超過75噸。（油重一般在總重的20%~25%）

目前大多數設計院都不會計算主變中性點直流，考慮到可能存在的直流輸電影響，隻要是有直流輸電線路的地區，基本都會預留中性點隔直裝置的安裝位置。主變室也需要為遠期隔直刀閘、10kV電纜考慮支柱和電纜溝。

10kV支撐絕緣子、穿牆套管采用提高一級的産品（即，戶外安裝環境，采用20kV的産品）。南網标設G4層支撐絕緣子的間距1200（實際工程可适當調整）。按照南網2012的施工作業指導書，兩絕緣子之間間隔應不大于1.2m，安裝絕緣子位置離母線接頭應不小于50mm。母線彎曲處距母線金具及母線搭接位置不應小于50mm。孔徑一般都大于螺栓直徑1mm。

變低母線橋加裝接地線耳；并增加需要交叉錯開的說明。（不能設置在避雷器引下線上）

主變主變本體至主變端子箱、風冷箱電纜需要設計槽盒進行敷設。

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