斯里兰卡科伦坡港口城项目220KV变电站主变配置需求分析

雷佩

【摘  要】分析港口城220kV主变配置与普通室外变压器结构型式的差异，提出设计满足用户需求的重要性。本文通过对设计文件的分析及与CEB的沟通，从港口城220kV主变从技术性和经济性上分别进行论证，得出电力设计既需考虑运行的可延展性，也应该充分研究当地电网，根据用户需求，再进行设备方案选择的结论。

【关键词】主变;结构形式;套管

港口城总规划占地面积 269 万平方米，工程内容为海港城一期基础设施建设中城市输配电网工程部分。含设计、供货、安装调试、及土建。主要工程为变电站和城市配网系统的建设。

在变电站中，用来向用户输送功率的变压器，为主变压器。主变压器在变电站中非常重要，而主变的选择尤为关键。而变压器高、低压绝缘套管是变压器箱外的主要绝缘装置，变压器高、低压绕组的引出线必须穿过绝缘套管，使引出线之间及引出线与变压器外壳之间绝缘，同时起固定引出线的作用。

1 主变的台数与容量选择

主变压器的台数，容量直接影响主接线的形式和配电装置的结构。它的确定除根据传递容量基本原始资料外，还应根据电力系统5～10年的发展规划，输送功率大小，馈线回路数，电压等级以及接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选择。

通常与系统具有强联系的枢纽变电站，在一种电压等级下，主变压器应不少于2台。对于主变的容量选得过大，台数过多，不仅增加投资，而且增加了运行点能锁好，设备未能充分发挥效益;若容量选得过小，将满足不了变电所的负荷需要，这在技术上是不合理的。因此对于重要变电站，应考虑当一台主变停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力允许时间内，应满足I类和II类负荷供电。

结合斯里兰卡电网的现状，220KV作为该国的主干网，并且全国范围内的变电站未形成站与站之间的互相备用关系，查阅科伦坡项目的设计计算书、业主与当地供电部门研讨的设计需求。科伦坡项目规划容量393MW，采用4台主变压器，每两台变压器并列运行，形成设备备用关系。根据设计单位的10年规划负荷计算，作为港口成供电主网，变压器容量为4×120MVA以满足港口城未来供电负荷的需求。

2 主变的进出线结构形式分类与选择：

变压器套管是将变压器内部高、低压引线引到油箱外部的绝缘套管，不但作为引线对地绝缘，而且担负着固定引线的作用，变压器套管是变压器载流元件之一，在变压器运行中，长期通过负载电流，当变压器外部发生短路时通过短路电流。因此，对变压器套管有以下要求：

（1）必须具有规定的电气强度和足够的机械强度。

（2）必须具有良好的热稳定性，并能承受短路时的瞬间过热。

（3）外形小、质量小、密封性能好、通用性强和便于维修。

套管主要由電容芯子、油枕、法兰、上下瓷套组成，主绝缘为电容芯子，由同心电容串联而成，封闭在上下瓷套、油枕、法兰及底座组成的密封容器中，容器内充有经处理过的变压器油，使内部主绝缘成为油纸结构。套管主要组件间的接触面衬以耐油橡胶垫圈，各组件通过设置在储油柜中的一组强力弹簧所施加的中心压紧力作用，使套管内部处于全密封状态。法兰上设有放气塞、取油装置、测量套管介质损耗（tan δ，简称介损）和局部放电（简称局放）的装置。运行时测量装置的外罩一定要罩上，保证末屏接地，严禁开路。套管与变压器高压引线的连接方式有穿缆和导杆载流两种方式.

2.1 套管的选用原则

2.1.1、基本选用原则

套管的选用应满足变压器的性能指标。还应考虑其他因素，如：运行环境;变压器结构：出线方式、套管安装方式、安装TA总高度;套管结构：载流方式、内绝缘形式（油浸纸式和胶浸纸式）、外绝缘套筒材料（瓷套或硅橡胶）;套管的绝缘水平应高于变压器本体的绝缘水平。

2.1.2、按变压器额定电压等级选择

当套管的额定电压大于40.5kV时，套管的主绝缘结构形式宜为电容式;当套管的额定电圧不大40.5kV时，套管的主绝缘结构形式则根据不同情况可以为纯瓷（复合）式或为电容式。

2.1.3、按套管的载流方式选择

当套管的额定电流小于630A时，套管的载流方式宜为穿缆式。

当套管的额定电流不小于630A或电压不小于220kV时套管的载流方式宜为导杆式。

2.1.4、按变压器的运行条件选择

当变压器运行场所属于正常环境条件时，直接选用套管供方提供的标配规格的套管。

当变压器运行场所海拔大于1000m时，应选用套管的外绝缘按GB/T4109校正后的尺寸规格，套管浸入油或SF6介质中的部分，其击穿场强和闪络电压不受海拔影响，绝缘距离不用进行校正，套管的内绝缘水平与海拔的影响无关，无需进行校正。

电网系统的最大相电压可能会超过Um/√3，在任意24h内累计不超过8h及年累计不超过125h 时，套管应能在如下电压值下运行：

对运行电压可能超过上述值的系统，应选取较高Um值的套管。

2.1.5、按变压器的绝缘介质种类选择

当变压器内部绝缘介质采用变压器油且外部与架空线直接连接时，应选用油-空气结构的套管;当变压器内部绝缘介质采用变压器油并且与外部 GIS直连时，应选用油-SF6结构的干式套管;当变压器内部绝缘介质釆用SF6气体，外部绝缘为空气时，应选用SF6-空气结构的干式套管;当变压器内、外部绝缘介质均采用变压器油时，应选用油-油结构的套管。

3 港口城项目主变进出线结构形式

3.1港口城主变进出线结构形式根据当地电网公司的要求：220 / 132kV套管绝缘子应为浸油纸型，并且不与变压器中的油连通。最好提供一个油量计，以表明保持正确的水位。33kV，22 kV和11 kV套管绝缘子应为充油或固体型。

港口城变电站选择主变220kV侧采用油-空气（OIP）套管，33kV侧采用电缆接入电缆箱，3.2 CEB对主变结构型式的需求

CEB 确认220kV侧采用油-油套管（RIP）及插拔式电缆终端，33kV侧采用插拔式电缆终端。CEB解释这种需求的原因是：由于斯里南卡气候潮湿，不接受33kV采用电缆接线箱的型式，因为雨季时接线箱内积水会造成电力故障，所以33kV必须采用插拔式终端。

由于主变低压侧电流大，设计采用三根单芯XLPE 630mm的电缆，按照CEB图示的要求，33kV侧插拔式电缆终端与主变的绕组连接在一起，这种终端制造商较少，造价较高，

经咨询生产厂商220kV侧采用插拔式的电缆终端，国内生产商目前没有这种产品。ABB设计部门回复220kV采用插拔式终端产品只有采用德国KP的干式电缆终端。

现在，如按照与CEB面谈中的主变供货，高压侧RIP套管造价远远高于OIP套管;低压侧KP插拔式终端远远高于电缆接线箱;高压侧电缆插拔式终端的造价也远高于普通电缆附件的造价，将引起主变压器造价大幅上涨，且生产周期过长，从而影响整个变电站的施工工期。

四、结语

1）港口城项目设计涉及到电力规划、输变电工程、配电网工程。除了对用电负荷构成进行分析，还应根据电力系统5～10年的发展规划，输送功率大小，馈线回路数，电压等级以及接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选择，才能主变的设置以及配套设施设计方案。

2）设计在进行设备选型建议时，除了考虑当地环境条件也应该根据厂家实际制造能力进行以及选用原则进行综合考虑。

3）主变的出线套管既是设计选型问题，也同样会带来经济性和时效性的问题，多方考虑后选择具有满足技术性，又满足经济性的方案。

参考文献：

[1]GB 1094.1电力变压器 第1部分：总则，2013

（作者单位：泰豪国际工程有限公司）