淺析變電站設(shè)計(jì)

摘 要:220kv城市變電站是解決當(dāng)前城市供電矛盾的一個(gè)有效途徑，隨著變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的提高和硬件、軟件環(huán)境的改善，它將是今后城市電力系統(tǒng)發(fā)展的方向。筆者通過(guò)自己的實(shí)踐對(duì)此進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞:變電站 設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào):TM63\t\t文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A\t\t\t文章編號(hào):1672-3791(2011)10(a)-0135-01

1 變電站

城市電網(wǎng)建設(shè)中，變電站是首先要解決的問(wèn)題，建設(shè)時(shí)要符合快速發(fā)展城市的需求，要有足夠的變電容量，處理好用地面積、總平面布置和基礎(chǔ)選型，自動(dòng)化程度高，通信運(yùn)行性能高，靈活性能高的主接線方式，主設(shè)備技術(shù)性能優(yōu)越，檢修頻率低，噪聲低。220kv作為城市電源點(diǎn)，充分發(fā)揮容量大、通道省、占地少、投資相對(duì)經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)，是解決城市供電矛盾的一個(gè)有效措施。

2 電氣主接線

隨著電網(wǎng)建設(shè)的不斷完善，電氣設(shè)備可靠性的不斷提高，變電站主接線將向簡(jiǎn)化方向發(fā)展。簡(jiǎn)化主接線后不但不會(huì)降低變電站的可靠性和靈活性，在某種程度上反而能夠提高可靠性和靈活性。簡(jiǎn)化主接線還具有如下優(yōu)點(diǎn):減少設(shè)備數(shù)量、減少占地面積、減少建設(shè)投資和降低運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。

3 配電裝置

3.1 35kv配電裝置

35kv配電裝置采用進(jìn)口全封閉六氟化硫絕緣的組合電器，雙列布置，頭尾相接，容易處理單母線分段的接線型式。每個(gè)間隔寬度為0.6m～0.8m，雙列布置。

3.2 110kv配電裝置

110kv配電裝置采用三相共箱式結(jié)構(gòu)的全封閉六氟化硫絕緣的組合電器，選擇GIS戶內(nèi)布置，這是在國(guó)內(nèi)城市變電站設(shè)備選型中常用的做法。

3.3 220kv配電裝置及主變

220kv配電裝置選擇室內(nèi)布置，采用傳統(tǒng)的獨(dú)立電器，相間距離35m，依次為電纜頭、單側(cè)帶接地刀的線路閘刀、單斷口六氟化硫斷路器、氧化鋅避雷器，最后接主變。斷路器與線路閘刀之間留作通道，作為檢修運(yùn)輸通道。主變壓器的選擇對(duì)城市變電站來(lái)說(shuō)又有著特殊的要求。體積小、噪音低、阻燃性好、可靠性高，就應(yīng)是選擇變壓器要突出考慮的性能。220kv配電裝置與主變共處一室，主要是防噪聲。

4 變電站電氣平面布置

變電站主要設(shè)備分布在綜合樓及220kv配電裝置樓。綜合樓底層布置35kv配電裝置及3臺(tái)所變，35kvGIS采用背靠背雙列布置。由于兩列裝置之間有土建結(jié)構(gòu)樁頭，因此，對(duì)于背后有接線的GlS需適當(dāng)拉開(kāi)距離，以便施工檢修。第2層為電纜層，主要敷設(shè)110kv電纜出線，110kvGlS及 35kVGlS絕緣母線與主變的接口等。第3層布置110kv配電裝置GIS。除110kvGIS外，還設(shè)有配套的壓縮機(jī)房。第4層為控制層，設(shè)有控制室及繼電保護(hù)室?？刂剖蚁旅娌辉O(shè)電纜層，控制電纜經(jīng)豎井上來(lái)后，經(jīng)過(guò)控制室架空地板進(jìn)入各相應(yīng)設(shè)備。

5 系統(tǒng)保護(hù)

5.1 220kv線路保護(hù)

220kv線路與主變保護(hù)屏、直流屏、所用配電屏等布置在繼電保護(hù)室。

主變高壓側(cè)裝設(shè)斷路器，主變故障時(shí)不需傳送遠(yuǎn)方跳閘命令。為了簡(jiǎn)化保護(hù)配置，擬采用相間電流和零序電流速斷作為220kv線路主保護(hù)，并在送電端配置以下保護(hù):(1)相間電流速斷保護(hù)，瞬間跳閘;定時(shí)限過(guò)流保護(hù)，延時(shí)跳閘;(2)零序電流速斷保護(hù)，瞬時(shí)跳閘;(3)零序過(guò)流保護(hù)，延時(shí)跳閘;(4)斷路器失靈保護(hù)。

5.2 主變保護(hù)

電力變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的供電設(shè)備，它的故障將對(duì)供電可靠性和系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的影響，同時(shí)大容量的電力變壓器也是非常貴重的設(shè)備。因此，必須根據(jù)變壓器的容量和重要程度考慮裝設(shè)性能良好、工作可靠的繼電保護(hù)裝置。

5.3 35kv線路保護(hù)采用電流速斷、過(guò)電流和零序過(guò)電流保護(hù)

5.4 110kv線路保護(hù)

采用微機(jī)控制，包括電流速斷、過(guò)電流兩階段:零序電流速斷和零序過(guò)流2段保護(hù)。

5.5 母線保護(hù)

110kv母線為單母線分段接線方式，每段母線配置1套三相式母線差動(dòng)保護(hù)，母差保護(hù)動(dòng)作瞬時(shí)切除主變110kv進(jìn)線斷路器、分段斷路器及母線上聯(lián)絡(luò)線斷路器，母差動(dòng)作時(shí)閉鎖分段自切。

5.6 自動(dòng)裝置

35kv和110kv母線分別裝設(shè)備用電源自動(dòng)切換裝置。每回35kv線路均裝設(shè)按周減載裝置。

6 變電站綜合自動(dòng)化

(1)系統(tǒng)采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，將變電站中所需要的控制、保護(hù)、測(cè)量、中央信號(hào)、各類自動(dòng)化裝置、管理監(jiān)測(cè)、報(bào)表打印、事故記錄、故障濾波、通訊調(diào)度等功能集中于一個(gè)微機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，可實(shí)現(xiàn)變電站的無(wú)人值守。

(2)主要特點(diǎn)變電所綜合自動(dòng)化是利用計(jì)算機(jī)的技術(shù)綜合、統(tǒng)一進(jìn)行處理，促進(jìn)各環(huán)節(jié)的功能協(xié)調(diào)，其主要特點(diǎn)如下。

①微機(jī)系統(tǒng)和保護(hù)信息串行通信采用交流采樣，大大提高了信息總量，能夠根據(jù)事件優(yōu)先級(jí)迅速遠(yuǎn)傳變電信息。

②系統(tǒng)采用微機(jī)采樣，微機(jī)變送器輸入由CT、PT提供，直接輸入計(jì)算機(jī)編碼與數(shù)據(jù)采集微機(jī)通信，可傳送多種計(jì)算量，速度較快、精度較高，是目前數(shù)據(jù)采集的最佳選擇。

③微機(jī)保護(hù)與監(jiān)控部分通信可在調(diào)度端查看和修改保護(hù)整定值。微機(jī)保護(hù)與監(jiān)控部分串行通信不僅可傳送保護(hù)信息，而且還可以傳送保護(hù)整定值和測(cè)量值，并可由調(diào)度端遠(yuǎn)方修改和下發(fā)保護(hù)定值。

④變電所綜合自動(dòng)化具有對(duì)裝置本身實(shí)時(shí)自檢功能，方便維護(hù)與維修，可對(duì)其各部分采用查詢標(biāo)準(zhǔn)輸入檢測(cè)等方法實(shí)時(shí)檢查，能快速發(fā)現(xiàn)裝置內(nèi)部的故障及缺陷，并給出提示，指出故障位置，解決了各環(huán)節(jié)在技術(shù)上保持相對(duì)獨(dú)立而造成的各行其是，重復(fù)投資甚至影響運(yùn)行可靠性的弊端。

⑤抗干擾能力強(qiáng)，可擴(kuò)展性好。

⑥實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化后的無(wú)人值班變電所占地面積小，取消模擬屏、控制臺(tái)和單獨(dú)的小電流接地系統(tǒng)與無(wú)功電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置等，既減少了征地，也減小了主控室面積，大大減少了投資。

(3)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

①軟件配置。

主機(jī)軟件包括對(duì)系統(tǒng)的管理、圖形顯示、技術(shù)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、打印報(bào)表、通訊及自診斷軟件、智能專家系統(tǒng)的故障分析和操作票自動(dòng)生成等。

②通信系統(tǒng)。

通信系統(tǒng)是將整個(gè)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)乃至該變電站相應(yīng)的配電線路上自動(dòng)化系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)傳輸給變電集控中心和配電自動(dòng)化集控中心，站內(nèi)通信采用光纖以太網(wǎng)，保證在站內(nèi)毋需中斷其他設(shè)備。站外通訊采用光纜與中心站相連接(雙通道)，由中心站進(jìn)行遙控和監(jiān)視。

③系統(tǒng)配置。

為了提高變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性和性能價(jià)格比，在設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)采用分布式的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)配置模式。分層分布式一體化全微機(jī)結(jié)構(gòu)，包括變壓器保護(hù)、線路保護(hù)、母線保護(hù)、電容器保護(hù)、電動(dòng)機(jī)保護(hù)、備用電源自投、無(wú)功電壓綜合控制、故障濾波器、微機(jī)防誤閉鎖裝置和小電流接地選線裝置等監(jiān)控保護(hù)和安全自動(dòng)單元。