淺談變電站設(shè)計中的母線保護(hù)基本原理及應(yīng)用

貴州頂效開發(fā)區(qū)陽光電力有限公司　何秀媛

?

淺談變電站設(shè)計中的母線保護(hù)基本原理及應(yīng)用

貴州頂效開發(fā)區(qū)陽光電力有限公司何秀媛

【摘要】在整個電力系統(tǒng)中，變電站是十分重要的組成部分，在人們的日常生產(chǎn)生活中，變電站能夠有效實(shí)現(xiàn)電壓變化、接受電能、分配電能等等。本文首先對變電站的重要性進(jìn)行了分析，然后對變電站的設(shè)計原則和設(shè)計思路進(jìn)行了分析，并且根據(jù)實(shí)例詳細(xì)探究了變電站設(shè)計。

【關(guān)鍵詞】變電站設(shè)計；要點(diǎn)問題；實(shí)例

0　引言

目前，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，城市化進(jìn)程不斷加快，城鎮(zhèn)電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模日益擴(kuò)大。變電站設(shè)計是電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)的重點(diǎn)，在實(shí)際工程中，應(yīng)該不斷提高變電站設(shè)計水平，確保其后期運(yùn)行安全、穩(wěn)定，能夠更好的滿足社會發(fā)展需求。

1　變電站設(shè)計重要性

在整個電力系統(tǒng)中，通過變電站，能夠?qū)崿F(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換、功能分配，同時，變電站也是電網(wǎng)的中心，可以將不同級別的電網(wǎng)進(jìn)行連接，這樣能夠更好的實(shí)現(xiàn)電流控制和電能分流，因此變電站運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性能夠直接影響電網(wǎng)可靠性。隨著人們對于電能需求的不斷增加，智能變電站的分布也越來越廣泛，可以實(shí)現(xiàn)大面積供電，在變電站設(shè)計中，應(yīng)該更加明確人們的用電需求和供電實(shí)際情況，具體問題具體分析，確保設(shè)計方案的靈活性和實(shí)用性。除此以外，變電站設(shè)計人員在設(shè)計過程中，還應(yīng)該嚴(yán)格遵守國家規(guī)定以及行業(yè)規(guī)范，在保證供電安全性的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)成本控制，控制成本支出，平衡好電力運(yùn)行和投資成本之間的關(guān)系，提高供電企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

2　變電站設(shè)計原則及其思路

2.1設(shè)計原則

對于變電站設(shè)計，應(yīng)該嚴(yán)格遵循以人為本理念，符合可持續(xù)發(fā)展需求，保證變電站設(shè)計的科學(xué)性和合理性，并且保證相關(guān)設(shè)備安裝的可靠性，在實(shí)踐中貫徹落實(shí)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、技術(shù)先進(jìn)等設(shè)計原則，這樣才能保證變電站設(shè)計能夠與周邊的區(qū)域環(huán)境相適應(yīng)。除此以外，對于變電站的設(shè)計，不僅要求其符合可持續(xù)發(fā)展理念，保證其在投入使用中能夠?qū)崿F(xiàn)效益最大化，而且還需要保證變電站的使用過程中能夠達(dá)到最佳工況，這樣有利于延長變電站的使用壽命。最后，變電站設(shè)計，在符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和建設(shè)規(guī)范的基礎(chǔ)上，還應(yīng)該注重外部形象設(shè)計，體現(xiàn)出企業(yè)文化特色。

2.2設(shè)計思路

2.2.1綜合思路

綜上所述，對于變電站設(shè)計，必須與當(dāng)?shù)氐膮^(qū)域環(huán)境相適應(yīng)，從實(shí)際出發(fā)，明確人們的用電需求，然后合理設(shè)計變電容量，更好的滿足地區(qū)供電需求。同時，還需要合理控制變電站占地面積，盡量選擇體積較小的設(shè)備，而且內(nèi)部結(jié)構(gòu)也應(yīng)該合理緊湊。另外，對于變電站主線接入方式，應(yīng)該更加靈活方便，配備自動化程度較高的通信設(shè)備和智能化設(shè)備，提高變電站運(yùn)行質(zhì)量，減少噪音污染，減少對于生態(tài)環(huán)境的破壞。

2.2.2具體思路

(1)電氣主接線

在變電站設(shè)計中，電氣主接線是十分重要的組成部分，通常情況下，主接線模式越復(fù)雜，則供電可靠性越高。但是，如果主接線模式過于復(fù)雜，則也會暴露出很多缺陷，包括占地面積大、運(yùn)行繁瑣、投資增大等等。新時期，人們對于電氣設(shè)備安全性能要求的不斷提升，接線形式越來越簡易。規(guī)劃容量不同，會直接影響電氣主接線的方式。比如對于220kV變電站，其電氣主接線可以分為3個電壓等級，根據(jù)回路數(shù)量、設(shè)備特點(diǎn)、負(fù)荷性質(zhì)的不同，其接線方式也是不同的。

(2)配電裝置

在變電站設(shè)計中，配電裝置也是十分重要的，主要起到電能接受和分配的作用。根據(jù)配電裝置設(shè)置地點(diǎn)的不同，配電裝置可以被分為屋內(nèi)配電裝置和屋外配電裝置，在組裝過程中，電氣設(shè)備可以在現(xiàn)場進(jìn)行配置。屋外配電裝置不容易受到環(huán)境、氣候的影響，而且具有占地面積小、維護(hù)量較小的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)備使用壽命較長。但是其缺點(diǎn)也很明顯，比如建筑投資較大，容易受到天氣環(huán)境的影響，維修難度也比較高。除此以外，在配電裝置中，各個裝置的間距應(yīng)該盡量達(dá)到最小安全距離。

(3)相關(guān)保護(hù)裝置

通常情況下，變電站保護(hù)裝置一般是針對主變壓器和具體的線路進(jìn)行保護(hù)的。新時期，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展已經(jīng)成為電力保護(hù)系統(tǒng)的關(guān)鍵。在變電站設(shè)計中，對于監(jiān)控系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)，可以將自動化技術(shù)和通信技術(shù)相結(jié)合，從而集中變電站的各項功能，包括管理、監(jiān)測、故障處理、通信調(diào)度等等，有效提高變電站自動化水平。

3　變電站設(shè)計實(shí)例分析

3.1工程概況

清水河變電站為220kV變電站，本期為2臺240MVA主變壓器，電壓等級為220/110/35kV。220kV清水河變電站220kV出線本期6回，采用雙母線雙分段接線，該接線方式供電可靠，調(diào)度靈活；110kV出線本期8回，采用雙母線雙分段接線，該接線方式供電可靠，調(diào)度靈活；35kV出線6回，6組10 Mvar并聯(lián)電容器，2組10Mvar電抗器。由于受地形限制，220kV、110kV采用戶外GIS形式進(jìn)行設(shè)計，35kV采用屋內(nèi)開關(guān)柜設(shè)備。220kV清水河變電站建設(shè)場地坡度較大，因此，110kV設(shè)備建于配電綜合樓上部，采用架空出線。

3.2主要設(shè)備的選擇

通過短路電流計算，設(shè)備短路電流為：對于220kV設(shè)備短路電流按50kA選擇，對于110kV設(shè)備短路電流按40kA選擇，對于35kV設(shè)備短路電流按31.5kA選擇。

該變電站220kV、110kV設(shè)備采用GIS設(shè)備，GIS設(shè)備具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)GIS設(shè)備封閉在金屬殼體內(nèi)，受外界環(huán)境影響小，適用于高海拔地區(qū)；(2)環(huán)境保護(hù)好。GIS設(shè)備無靜電感應(yīng)和電暈干擾，噪音水平低；(3)運(yùn)行可靠性高。GIS設(shè)備暴露的外絕緣少，因而外絕緣事故少；內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單，機(jī)械故障機(jī)會減少；外殼接地，無觸電危險；六氟化硫?yàn)榉侨夹詺怏w，無火災(zāi)危險；氣壓低，爆炸危險性也小；(4)運(yùn)行維護(hù)工作量??；(5)安裝調(diào)試容易。

GIS設(shè)備安裝方便，安裝調(diào)試費(fèi)用低，建設(shè)周期短；采用AIS設(shè)備，設(shè)備品種多，各個設(shè)備都有獨(dú)立的基礎(chǔ)，且必須單獨(dú)訂貨、安裝、調(diào)試、形式復(fù)雜，施工安裝工作量大，建設(shè)周期長，安裝調(diào)試費(fèi)用高。35kV配電裝置采用屋內(nèi)開關(guān)柜。

該變電站的主變壓器選用三相一體三線圈有載調(diào)壓自然油循環(huán)風(fēng)冷電力變壓器，容量為240MVA。電壓比為220±8× 1.25%/115/35kV；接線組別形式為YN、YNO、D11；阻抗電壓形式為(高-低)24%(高-中)14%、(中-低)8%。

3.3優(yōu)化平面布置

220kV配電裝置與110kV配電裝置“背靠背”布置，均為架空出線，主變壓器、35kV配電裝置室及布置在220kV、110kV配電裝置之間，主控綜合樓布置在主變及35千伏配電裝置東側(cè)。

220kV配電裝置總體布置采用戶外GIS落地布置，全架空出線，主變架空進(jìn)線方式；出線門型架掛點(diǎn)高度14米。220kV配電裝置縱向尺寸為26米(道路中心線至圍墻)。

110kV配電裝置總體布置采用戶外GIS屋頂布置，全架空出線，主變架空進(jìn)線方式；出線門型架掛點(diǎn)高度13.5米，地線掛點(diǎn)高度15.5米。110kV配電裝置屋頂平臺縱向尺寸為13.3米(配電綜合樓結(jié)構(gòu)柱中心距)。

35千伏配電裝置采用戶內(nèi)中置式高壓開關(guān)柜雙列布置。

35千伏無功補(bǔ)償裝置布置在主變及配電綜合樓兩側(cè)及110kV出線側(cè)下方。

4　結(jié)語

新時期，社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，社會各界對于電力建設(shè)的需求量不斷增加，電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大。在變電站設(shè)計中，不僅需要其符合相關(guān)理論要求，還應(yīng)該堅持以人為本，具體問題具體分析，確保變電站設(shè)計能夠因地制宜，延長使用壽命，更好的服務(wù)人民。

參考文獻(xiàn)

[1]齊文超,郭俊杰,楊振華.幾種35kV變電站設(shè)計方案優(yōu)化的分析[J].電源技術(shù)應(yīng)用,2013(09):56-57.

[2]李勤.關(guān)于變電站設(shè)計中存在的關(guān)鍵問題探究[J].硅谷,2013(19):45-46.

[3]鄭蘭,樊敏.110kV變電站設(shè)計中存在的問題初探[J].通訊世界,2014(04):85-86.