淺談110kV變電站的電氣主接線選擇問(wèn)題

汪海

摘 要:電氣主接線的安全、可靠和經(jīng)濟(jì)性能是變電站電氣主接線選擇過(guò)程應(yīng)綜合考慮的幾個(gè)方面。本文筆者查閱大量參考文獻(xiàn)資料,并根據(jù)多年的相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn),提出幾點(diǎn)有關(guān)110kV變電站電氣主接線在選擇過(guò)程中應(yīng)考慮的幾個(gè)方面問(wèn)題,文中還提出了對(duì)變電站電氣主接線選擇的基本要求和關(guān)鍵選擇因素。

關(guān)鍵詞:110kV變電站 電氣主接線考慮因素

中圖分類號(hào):TM343 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)05(a)-0091-01

1 引言

變電站電氣主接線是指高壓電氣設(shè)備通過(guò)連線組成的接受或者分配電能的電路。其形式與電力系統(tǒng)整體及變電所的運(yùn)行可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān),并且對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。所以,主接線設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性問(wèn)題,應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)展要求,著重分析變電所在系統(tǒng)中所處的地位、性質(zhì)、規(guī)模及電氣設(shè)備特點(diǎn)等,做出符合實(shí)際需要的經(jīng)濟(jì)合理的電氣主接線。下面就110kV變電站電氣主接線的選擇作一探討。

2 變電所主接線基本形式的變化

隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展、調(diào)度自動(dòng)化水平的提高及新設(shè)備新技術(shù)的廣泛應(yīng)用,變電所電氣主接線形式亦有了很大變化。目前常用的主接線形式有:單母線、單母線帶旁路母線、單母線分段、單母線分段帶旁路、雙母線、雙母線分段帶旁路、1臺(tái)半斷路器接線、橋形接線及線路變壓器組接線等。從形式上看,主接線的發(fā)展過(guò)程是由簡(jiǎn)單到復(fù)雜,再由復(fù)雜到簡(jiǎn)單的過(guò)程。在上世紀(jì)70年代,由于當(dāng)時(shí)受電氣設(shè)備制造技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)等條件的制約,為了提高系統(tǒng)供電可靠性,產(chǎn)生了從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的主接線演變過(guò)程。在當(dāng)今的技術(shù)環(huán)境中,隨著新技術(shù)、高質(zhì)量電氣產(chǎn)品廣泛應(yīng)用,在某些條件下采用簡(jiǎn)單主接線方式比復(fù)雜主接線方式更可靠、更安全,變電所主接線日趨簡(jiǎn)化。因此,變電所電氣主接線形式應(yīng)根據(jù)可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性及技術(shù)環(huán)境統(tǒng)一性來(lái)決定。

3 電氣主接線的關(guān)鍵因素

3.1 配電裝置的選型

目前,110kV高壓配電裝置常采用的布置形式有屋內(nèi)布置和屋外布置兩大類;屋內(nèi)布置又分為普通電器安裝在屋內(nèi)布置、110kV斷路器小車屋內(nèi)布置、SF6全封閉組合電器(GIS)屋內(nèi)布置三種形式。采用普通電器安裝在屋內(nèi)布置和110kV斷路器小車屋內(nèi)布置,每個(gè)間隔寬度可以設(shè)計(jì)成6.5m,跨度約12m,占地面積相當(dāng),投資也相差不大,多用在城郊或污染較嚴(yán)重地區(qū)。SF6全封閉組合電器(GIS)屋內(nèi)布置占地最小,運(yùn)行維護(hù)最好,但投資較高,多用在城市中心和用地非常緊張的地方。

屋外布置分為屋外半高型布置、屋外高型布置、屋外中型布置三種形式。半高型布置是將母線與母線隔離開關(guān)升高,把斷路器、電流互感器等設(shè)備直接布置在升高母線的下方,使配電裝置跨度尺寸減少,但由于進(jìn)出線間隔不能合并,各占一個(gè)間隔,使橫向面積增大,對(duì)于進(jìn)出線回路多的變電站,多采用該布置。高型布置是將母線與母線隔離開關(guān)上下重疊布置,適用于雙母線布置,屋外中型布置是將所有電氣設(shè)備都安裝在地面設(shè)備支架上,母線下不布置任何電氣設(shè)備,具有布置比較清晰、不易誤操作、運(yùn)行可靠、施工和維修都比較方便、構(gòu)架高度低、造價(jià)低等的優(yōu)點(diǎn),各地電業(yè)部門無(wú)論在運(yùn)行維護(hù)還是安裝檢修方面都積累了比較豐富的經(jīng)驗(yàn)。

3.2 相關(guān)電氣設(shè)備及典型接線方式

變電站高壓電氣主接線應(yīng)該包括的電氣設(shè)備包括:主變壓器、變壓器高壓引出線、母線、隔離開關(guān)、斷路器、跨條、繼電保護(hù)裝置、電流互感器、電壓互感器、避雷器等等。在110kV變電站電氣主接線設(shè)計(jì)選擇中,主要考慮終端變電站和中間變電站這兩種功能的變電站。

終端變電站又稱受端變電站,這類變電站接近負(fù)荷中心,110kV進(jìn)線一般為兩路進(jìn)線,通過(guò)兩臺(tái)主變將電能分配給低壓用戶;在確保供電可靠性的前提下,變電站主接線設(shè)計(jì)應(yīng)有利于規(guī)范化、簡(jiǎn)單化、自動(dòng)化及無(wú)人化,盡可能減少占地面積,變電站電氣主接線的選擇應(yīng)根據(jù)負(fù)荷性質(zhì),電氣設(shè)備特點(diǎn)及上級(jí)電網(wǎng)強(qiáng)弱等因素確定。一般終端變電站高壓側(cè)主接線形式常選用以下三種方式:1)線路—變壓器組接線;2)外橋接線;3)內(nèi)橋接線。

4 線損控制及技術(shù)裝備原則

由于導(dǎo)線的電磁耦合作用、線路的不完全平衡換位和三相負(fù)荷的不對(duì)稱性,架空地線間或地線與大地間會(huì)形成感應(yīng)電流回路,從而在地線上產(chǎn)生電能損耗。控制和降低線損對(duì)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有重要影響。線損控制的基本原則如下:①配電網(wǎng)規(guī)劃應(yīng)按線損“四分”管理要求控制分壓技術(shù)線損,對(duì)AC類區(qū)域110kV電壓等級(jí)線損率控制目標(biāo)小于0.5％,D、E、F類區(qū)域線損率控制目標(biāo)分別小于2％、3％、4％。②各地根據(jù)本地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展規(guī)劃,確定實(shí)現(xiàn)線損率控制目標(biāo)的年限。③配電網(wǎng)規(guī)劃時(shí),應(yīng)根據(jù)現(xiàn)狀分析影響線損率的因素,并提出改造與完善措施;設(shè)備選型時(shí),在確保供電可靠性的前提下,應(yīng)盡量采用節(jié)能低耗的設(shè)備。

此外,變電站電氣設(shè)備較多、環(huán)境復(fù)雜且不易檢修,采用在線監(jiān)控的方式可有效減少設(shè)備故障,防止出現(xiàn)電網(wǎng)大規(guī)模停電事故。變電站電氣設(shè)備應(yīng)滿足以下技術(shù)原則:①配電網(wǎng)技術(shù)裝備應(yīng)滿足節(jié)能環(huán)保要求,110kV變電站應(yīng)實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化。②主要城市應(yīng)規(guī)劃建設(shè)配電網(wǎng)管理信息系統(tǒng)。③城市配電網(wǎng)應(yīng)根據(jù)需要裝設(shè)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置。④易受自然災(zāi)害侵襲的地區(qū),應(yīng)有針對(duì)性的適度提高配電網(wǎng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),適當(dāng)規(guī)劃配置應(yīng)對(duì)大面積停電的應(yīng)急保障電源,加強(qiáng)防災(zāi)減災(zāi)能力變電站繼電保護(hù)裝置是保護(hù)電氣設(shè)備的重要環(huán)節(jié),是根據(jù)變電站運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的電流電壓、頻率、溫度突變引起的執(zhí)行有選擇性跳閘及保護(hù)措施的裝置。其保護(hù)范圍包括發(fā)電機(jī)、電力變壓器、線路、電力電容器保護(hù)和高壓電動(dòng)機(jī)。

5 結(jié)語(yǔ)

變電站電氣主接線的設(shè)計(jì)選擇過(guò)程,應(yīng)充分考慮其供電可靠性、運(yùn)行檢修的靈活性、適應(yīng)性、可擴(kuò)展性和經(jīng)濟(jì)合理性等等。另外,應(yīng)綜合思考影響主接線的關(guān)鍵因素。變電站電氣主接線的選擇能否滿足以上要求,就對(duì)變電站電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定產(chǎn)生重要影響。如何針對(duì)各個(gè)變電站的供電能力及其他各個(gè)方面特點(diǎn),積累變電站電氣主接線的設(shè)計(jì)選擇經(jīng)驗(yàn),將有利于提高變電站的整體供電能力,并有效保證其可靠性。

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