淺談變電站電氣設(shè)計(jì)

毛卓平

（湖南省超高壓管理局設(shè)計(jì)院，湖南 長(zhǎng)沙 410004）

淺談變電站電氣設(shè)計(jì)

毛卓平

（湖南省超高壓管理局設(shè)計(jì)院，湖南 長(zhǎng)沙 410004）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城區(qū)人口密集度越來(lái)越高，城區(qū)土地資源的稀缺性不允許變電站占用大量土地，因此建設(shè)與高層建筑相結(jié)合的變電站或半地下、全地下變電站是今后城區(qū)變電站設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)。本文以110 kV變電站的工程實(shí)例探討了全地下變電站電氣設(shè)計(jì)中的一些問(wèn)題。

電氣；主接線；變電站

近幾年的“兩網(wǎng)”改造給電力建設(shè)隊(duì)伍提供了很好的鍛煉機(jī)會(huì)，通過(guò)在工作中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、汲取教訓(xùn)，筆者在自己的崗位工作中總結(jié)出了不少切實(shí)可行的工作經(jīng)驗(yàn)，供大家參考。

1 電氣主接線

以往在城郊建設(shè)變電站，然后利用10 kV或35 kV輸電線路向城區(qū)供電的模式在電力負(fù)荷大幅增長(zhǎng)的今天已不能滿足要求。采用110 kV供電已成為大中城市區(qū)域性供電優(yōu)選方案，即在城區(qū)負(fù)荷中心建設(shè)110 kV變電站，取消35 kV電壓等級(jí)，直接利用110 kV/10 kV降壓變向周邊用戶供電。隨著制造廠家電氣設(shè)備質(zhì)量的提高以及電網(wǎng)可靠性的要求。變電站的規(guī)模及接線應(yīng)在滿足電網(wǎng)需求的情況下盡可能減化。

通常按城市變電站在系統(tǒng)中的地位、規(guī)劃容量、線路和變壓器連接元件總數(shù)等條件來(lái)確定主接線方案。若建設(shè)終端變電站110 kV配電裝置可考慮采用線路變壓器組接線。按終期3×50 MVA主變考慮。10 kV側(cè)按單母線四分段，每段母線帶12~13回出線，若建設(shè)樞紐變電站，110 kV出線終期可按4～6回來(lái)考慮，單母線分段接線。主變?nèi)萘堪唇K期4×50 MVA設(shè)置。10 kV側(cè)按單母線四分段，每段母線帶13～14回出線?；?0 kV側(cè)按單母線八分段環(huán)形接線考慮，每段母線約帶7回饋線。#2、#3主變10 kV側(cè)可交叉供電，以保證供電可靠性。在10 kV分段開(kāi)關(guān)處裝設(shè)備自投裝置，保證在單回110 kV線路或單臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)的可靠供電。

2 主要設(shè)備的選擇

隨著電氣行業(yè)的發(fā)展，國(guó)產(chǎn)設(shè)備日漸成熟，經(jīng)過(guò)近幾年的運(yùn)行驗(yàn)證，110 kV變電站站內(nèi)的電氣設(shè)備在選型上優(yōu)先選用國(guó)家大型企業(yè)產(chǎn)品。

主變壓器的選擇：從型式上看，城市中心站變壓器偏重于噪聲水平低的自冷式變壓器，其他類(lèi)型變電站的變壓器以風(fēng)冷式為主。前者是為了盡量減小周邊的噪聲污染，后者是為了節(jié)約投資。主變的調(diào)壓開(kāi)關(guān)近年來(lái)全部國(guó)產(chǎn)化，主變儲(chǔ)油柜采用內(nèi)油式金屬波紋式儲(chǔ)油柜，主變高壓側(cè)采用110 kV±8×1.25%調(diào)壓方式大家都沒(méi)有異議，對(duì)于主變35 kV側(cè)電壓基準(zhǔn)值為多少以及是否調(diào)壓、10 kV側(cè)電壓基準(zhǔn)值為多少存在較大分歧，結(jié)合各地區(qū)的實(shí)際情況，我們認(rèn)為中、低壓側(cè)采用38.5 kV±2×2.5%/10.5 kV比較符合現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行需求，尤其是對(duì)于增容改造變電站更為實(shí)用。對(duì)一臺(tái)時(shí)價(jià)300多萬(wàn)元左右的三卷變壓器而言，中壓側(cè)的調(diào)壓開(kāi)關(guān)所占比例僅為1%～2%，但電壓質(zhì)量的提高和運(yùn)行的靈活性眾所周知。

斷路器的選擇：開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)的彈簧化不必細(xì)說(shuō)，110 kV斷路器選用單斷口磁柱式SF6斷路器，35 kV開(kāi)關(guān)選擇單斷口磁柱式開(kāi)關(guān)，10 kV選用真空開(kāi)關(guān)是一種趨勢(shì)，對(duì)于110 kV開(kāi)關(guān)選擇密度繼電器、氣體閥門(mén)為較高質(zhì)量的設(shè)備比較可靠。35 kV開(kāi)關(guān)目前有真空開(kāi)關(guān)與SF6開(kāi)關(guān)兩種，我們偏重于無(wú)介質(zhì)開(kāi)關(guān)即真空開(kāi)關(guān)，畢竟無(wú)介質(zhì)比有介質(zhì)更安全可靠，從價(jià)格上看兩者基本相同，外形上均為單柱式開(kāi)關(guān)，所不同的主要是真空開(kāi)關(guān)附帶的獨(dú)立CT較SF6開(kāi)關(guān)附帶的套管式CT準(zhǔn)確級(jí)高，前者能夠達(dá)到0.2s級(jí)，后者只能達(dá)到0.2級(jí)。目前更能滿足較高的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。

隔離開(kāi)關(guān)的選擇：110 kV隔離開(kāi)關(guān)選擇真正意義上的完善化GW4型隔離開(kāi)關(guān)，35 kV戶外隔離開(kāi)關(guān)選擇GW4或GW5型隔離開(kāi)關(guān)。我們的體會(huì)是如果資金允許，為了縮短建設(shè)周期、變電站的美觀，建議采用鋼結(jié)構(gòu)支架、預(yù)組裝式隔離開(kāi)關(guān)。變電站的主進(jìn)線可以采用電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)線方式，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作。

電流、電壓互感器的選擇：目前110 kV互感器大都采用油浸式設(shè)備，35 kV、10 kV互感器大都采用澆鑄式設(shè)備，隨著U型、倒置型、氣體絕緣型、光電隔離型、電流電壓一體化互感器的推廣，大家的認(rèn)可使用，對(duì)變電站的整體布置，設(shè)備無(wú)油化都將起到積極的作用。

3 電氣布置

本文以110 kV樞紐變電站為例介紹110 kV變電站的電氣布置。其建設(shè)規(guī)模為：主變4×50 MVA，110 kV進(jìn)出線4回，單母線分段接線，10 kV單母線分段環(huán)形接線。

3.1 變電站總體布置

主體建筑分為一、二、三層，地上局部設(shè)有變電所的主進(jìn)出口、安全疏散口、主變吊裝口兼進(jìn)風(fēng)口等。第三層為電纜夾層，設(shè)有電纜隧道出口。第二層為主設(shè)備層，設(shè)有主變壓器室、10 kV接地變間、110 kVGIS室、10 kV開(kāi)關(guān)室、380配電室、10 kV所用變室等。第一層安裝主變冷卻器、電容器組、布置主控室、附屬用房等。地面層設(shè)有變電所人員主進(jìn)出口、變電所安全疏散口、主變吊裝口兼進(jìn)風(fēng)口及獨(dú)立的出風(fēng)口。

3.2 設(shè)備運(yùn)輸、吊裝及通風(fēng)

變電站設(shè)計(jì)時(shí)需統(tǒng)籌設(shè)置站外道路、地面通道及垂直通道。變電站大型設(shè)備的運(yùn)輸通道在地面可利用已有的道路或規(guī)劃道路，站內(nèi)一般只設(shè)置一個(gè)設(shè)備吊裝口（可兼進(jìn)風(fēng)口），以滿足主變及GIS設(shè)備的吊裝。吊裝口設(shè)可全部開(kāi)啟的頂蓋，用后封閉。

3.2.1 設(shè)備運(yùn)輸及吊裝

主變、GIS等大型設(shè)備運(yùn)入或吊入站內(nèi)后，在其各自的運(yùn)輸通道及設(shè)備間內(nèi)設(shè)有運(yùn)輸?shù)劐^，屆時(shí)可用牽引機(jī)將設(shè)備拉入各自的設(shè)備間內(nèi)就位。

主變冷卻器由主變吊裝口吊入所內(nèi)后，由排風(fēng)口屋頂設(shè)置的單軌電葫蘆吊起放在臨時(shí)搭起的與地下一層地面等高的貨架上。由冷卻器間的小門(mén)送入各冷卻器間，冷卻器間屋頂各設(shè)有一排吊鉤，以便檢修、安裝冷卻器時(shí)使用。

3.2.2 通風(fēng)

變電站通風(fēng)系統(tǒng)關(guān)系到變電站的安全可靠運(yùn)行，一般采用自然進(jìn)風(fēng)，機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)。進(jìn)風(fēng)從進(jìn)風(fēng)口經(jīng)運(yùn)輸通道和走廊墻上的進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入各設(shè)備間，排風(fēng)由風(fēng)機(jī)經(jīng)排風(fēng)管道分別送至地上排風(fēng)口排出。主變散熱器間設(shè)軸流風(fēng)機(jī)散熱、電容器室，所用變室的散熱及排風(fēng)共用一套風(fēng)機(jī)裝置。排風(fēng)量取二者間較大值。110 kVGIS室、10 kV配電室、主控室、電纜夾層分設(shè)事故排煙系統(tǒng)。GIS室及主變室還應(yīng)設(shè)SF6氣體排散裝置，其出風(fēng)口分設(shè)房間頂部和地面（盡量靠近地面）。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文以110 kV變電站為例對(duì)電氣部分的設(shè)計(jì)結(jié)合工程實(shí)際進(jìn)行了一些介紹。但變電站的設(shè)計(jì)及建造是一項(xiàng)極其復(fù)雜的系統(tǒng)工程，尤其是在靠近河流地區(qū)，在建設(shè)過(guò)程中走過(guò)的彎路和總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)都是我們?cè)O(shè)計(jì)師可以利用的寶貴資源，可以在電力系統(tǒng)中得到更加廣泛的應(yīng)用。

1 盧泓冶.淺談在變電站電氣設(shè)計(jì)中的問(wèn)題［J］.科學(xué)技術(shù)，2010（4）：71~73

2 魏 彭.淺談110KV變電站的電氣設(shè)計(jì)［J］.科學(xué)之友，2009（1）：14～15

Discusses the Transformer Substation Electrical Design

Mao Zhuoping

Along with our country economy’s fast development, city population denseness is getting higher and higher, the city land resource’s scarcity does not permit changes the power plant takes the massive lands, therefore the construction and the high－rise construction unify the transformer substation or half underground, the entire underground substation will be the next city changes the power plant design the trend of development. This article discussed in the entire underground substation electrical design some by 110 kV transformer substation’s project example to ask the topic.

electricity; main wiring; transformer substation

TM63

A

1000－8136（2011）03－0022－02