220kV三卷变主变压器
一、概述
工程设计中常用的220kV主变有三种，其一为220/110/10kV三卷变，其二为220/110/35kV三卷变，其三为220/20kV两卷变；本文对220/110/10kV三卷变主变压器进行细化分析。该型号三卷变通常又分两种容量，其一为180MVA，其二为240MVA；本文主要分析240MVA容量主变，其余主变均可参考执行。
图1.1-1 220kV主变压器图
二、主参数
本文三卷变型号SFSZ11-240000/220，主参数有：
型式：三相三卷有载调压
容量：240/240/80 MVA
调压分接头：220
8×1.5%/115/10.5kV
频率：50Hz
连接组别：YN,yn0,d11
阻抗电压百分比:Uk1-2%=14;Uk2-3%=21;Uk1-3%=35;
冷却方式：ONAN/ONAF，即70%及以下负载自然冷却（ONAN），70%以上负载自然油循环风冷（ONAF）。
主变压器主参数先满足系统专业提资，再执行当地的标准设计（例如南方电网标准设计）。
图2.1-1 南网标准设计发布文件
三、辅参数
主变压器的辅参数为绝缘水平、损耗、温升、过载能力、噪声水平、环境温度、日温差、风速、湿度、污秽、覆冰、海拔高度、地震烈度等。这些参数都会在主变压器的技术规范书中体现。技术规范书也基本实现了地方标准化（例如南方电网标准技术规范书），其中环境内容，需要结合当地实际情况填写，而环境内容基本都会在土建的地勘报告中体现，重点关注污秽、防护等级、损耗、噪声。外绝缘防污等级小于d级的按d级设防， d级及以上的按e级设防。对于按d级设防的电气设备外绝缘统一爬电比距按不小于43.3mm/kV（最高相电压）考虑，对于按e级设防的电气设备外绝缘统一爬电比距按不小于53.7mm/kV（最高相电压）考虑。即便是户内布置的主变压器，基本也都是设置水喷雾，所以防护等级取IP56。240MVA主变推荐损耗为空载损耗小于95kW，负载损耗小于595kW。噪声水平推荐为：当冷却装置、风扇全部投入运行时，距变压器基准声发射面2m处声压级不应大于65dB；且当冷却装置、风扇不投入运行时，距变压器基准声发射面0.3m处，声压级不应大于65dB。
图3.1-1 南网标准技术规范书封面案例
四、设计中的重点关注内容
前面提到的主参数肯定是第一关注的内容。此外，主变套管CT极性应该为P1靠母线侧；中性点CT极性应该为P1靠主变侧。真空灭弧分接开关最大额定通过电流应不小于变压器额定容量下分接绕组中分接电流最大值的1.2倍；油灭弧分接开关最大额定通过电流应不小于变压器额定容量下分接绕组中的额定分接电流值的1.2倍。制造厂应提供铁芯结构和绕组的布置排列情况，不应采用高压绕组内置结构。
接下来就要查看主变压器的套管CT和中性点零序CT参数。对于240MVA容量主变，
220kV套管CT：800-1600/1A，5P40/5P40/0.5S，20VA，三组；
110kV套管CT：1200-2400/1A，5P40/5P40/0.5S，20VA，三组；
220kV中性点套管CT：400-600-800/1A，5P40，20VA，三只
110kV中性点套管CT：400-600-800/1A，5P40，20VA，三只
最后就是主变压器的安装：包括平面布置与断面图、导线连接、预埋件和吊钩。
1、平面布置与断面图：240MVA主变尺寸可达11.0x7.8m（长x宽）；南网标设主变室的尺寸为19.8x15.0m（长x宽）。主变布置原则上应以本体（不含油枕）中心线对齐设备室中心线为准，以使本体两侧至主变室侧墙空间保持一致，需要校核的是：
1) 确保主变本体上部油枕最外侧距离主变室侧墙有足够距离(最好在500mm以上)；
2) 主变中性点设备中心线至主变室侧墙有足够距离。（按110kV校验为900mm，但通常会做到3250mm）
3) 《高压配电装置设计规范》DL/T 5352-2018第5.4.5条，要求变压器外轮廓与变压器室墙体的最小距离为0.8m，与变压器室大门的距离为1m。
主变基础定位需和厂家一致，一定要注意高低压侧的放置是否一致，不一致的时候只能旋转，不能镜像。另外就是注意变低铜排更方便进入10kV限流电抗器室。
图4.1-1 240MVA主变平面布置图
图4.1-2 240MVA主变断面图
从变电的角度通常要求采用凸形基础，以利于风机安装及通风效果（核心还是风机距离鹅卵石地面的距离宜大于500mm，便于风机通风和检修）。
2、导线连接：主变厂家应提供各侧套管离地面的距离，相间的距离，供设计师按照《高压配电装置设计规范》DL/T 5352-2018进行安全距离校验。
主变套管都需要标注相序，并且需要核实GIS或者穿墙套管的相序是否与其保持一致。（虽然规程上是要求面向出线，从左到右A\B\C相序排列；但对于室内GIS站，采用的多是面向主变220kV套管，从左到右A\B\C相序；从而面向220kV GIS出线的时候，就不再是从左到右A\B\C排列了）
主变压器变高、变中、中性点通常都是油浸电容式瓷套管，均通过导线与其它设备连接，需要绘制接线板尺寸。接线板材质通常为铝合金。接触面积需要满足载流量的要求，铝的接触电流密度≤0.0936A/mm2。变压器10kV侧出线套管通常采用干式瓷绝缘套管，接线板材质为铜，与10kV铜母排连接；主变10kV侧出线套管处配置用于10kV绝缘子的支撑托架(支架固定主变本体箱壳上)
图4.2-1 220kV主变压器接线板尺寸案例
图4.2-2 主变压器10kV接线板尺寸案例
3、预埋件和吊钩：户内主变本体通常是通过垫枕木推入主变室安装，主变辅件（片散、套管、油枕等）采用吊车安装；主变室大门需要满足吊臂伸入主变室的需求，尺寸通常为13.0x8.5m(长x高)。变高导线连接通常都要设置吊钩才能保证安全距离，如图4.3-1所示；相间距按4m设计。吊钩不要布置在主变套管的正上方。主变预埋件按厂家要求布置，留意变高、变低的位置不能放反。
图4.3-1 变高导线连接安装示意
图4.3-2 主变室预埋件案例图
五、设计中的其它关注事项
电气需要给土建提资主变总重和油重，厂家不同，这两个数据就不同，但基本220kV主变不会超过300吨，油重不会超过75吨。（油重一般在总重的20%~25%）
目前大多数设计院都不会计算主变中性点直流，考虑到可能存在的直流输电影响，只要是有直流输电线路的地区，基本都会预留中性点隔直装置的安装位置。主变室也需要为远期隔直刀闸、10kV电缆考虑支柱和电缆沟。
10kV支撑绝缘子、穿墙套管采用提高一级的产品（即，户外安装环境，采用20kV的产品）。南网标设G4层支撑绝缘子的间距1200（实际工程可适当调整）。按照南网2012的施工作业指导书，两绝缘子之间间隔应不大于1.2m，安装绝缘子位置离母线接头应不小于50mm。母线弯曲处距母线金具及母线搭接位置不应小于50mm。孔径一般都大于螺栓直径1mm。
变低母线桥加装接地线耳；并增加需要交叉错开的说明。（不能设置在避雷器引下线上）
主变主变本体至主变端子箱、风冷箱电缆需要设计槽盒进行敷设。
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