500kV智能變電站一次設(shè)計及工程應(yīng)用研究

常加辰

摘 要：伴隨人們生活水平的不斷地提高，人們對電力的需求不斷加大，500kV的變電站慢慢變成城市電網(wǎng)中非常重要的一個組成部分，保障整個城市電網(wǎng)可以安全運行，另外給大型水力、火力還有風(fēng)電廠的電路運輸過程中提出了很多新的要求。為了讓電能可以進(jìn)行科學(xué)、可靠的傳輸，500kV變電站需要提高其固有的作用，在整個電力系統(tǒng)當(dāng)中是非常重要的一部分，在進(jìn)行電能的分配和控制，以及轉(zhuǎn)變電壓的過程中非常關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：500kV；一次設(shè)計；工程運用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.175

1 500kV智能變電站一次設(shè)計要點

500kV變電站是高壓變電站的重要組成部分，它的工作性能直接關(guān)系到電網(wǎng)系統(tǒng)的科學(xué)性、運行安全性和電能供應(yīng)穩(wěn)定性。而電氣接線作為整個設(shè)計工作的核心內(nèi)容，它在設(shè)計中一定要滿足可靠、靈活、經(jīng)濟和安全等基本要求。

1.1 電氣主接線方案設(shè)計

1.1.1 基本要求

在對變電站進(jìn)行電氣設(shè)計的過程中，我們需要嚴(yán)格根據(jù)變電站的規(guī)模、線路情況、供電的距離還有中轉(zhuǎn)站的位置來進(jìn)行接線方式以及線路控制手段的選擇，在進(jìn)行綜合布局和分析的過程中選擇一些可以采取無人管理變電站的接線手段。變電站主要可以分為系統(tǒng)樞紐變電站、地區(qū)級重要變電站還有一般的變電站三種，500kV變電站一般情況下是系統(tǒng)樞紐變電站，其特征主要是有多個大電源還有大容量聯(lián)絡(luò)線交錯，在整個系統(tǒng)當(dāng)中扮演著樞紐的角色，在高壓側(cè)交換系統(tǒng)當(dāng)中具有非常巨大的功率潮流，在壓側(cè)輸送很大的電能。在全站停電之后，可以造成整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性被破壞，電網(wǎng)逐步瓦解，導(dǎo)致大面積停電的情況發(fā)生。

1.1.2 500kV電氣接線

在對500kV配電裝置進(jìn)行接線方式選擇的過程中，如果變電站在整個系統(tǒng)中作用非常重要的時候，可以利用一些比較經(jīng)濟而且相對比較可靠的方法來進(jìn)行接線，一般情況下采取一個半斷路器接線。

1.2 電氣設(shè)備連接設(shè)計

在進(jìn)行變電站電氣設(shè)備的連接過程中要注意盡量防止占地面積增加的情況出現(xiàn)，所以在進(jìn)行選擇的時候盡可能地需要運用一些占地面積相對比較小、特殊要求比較少的設(shè)施來進(jìn)行，只有這樣才能保障電纜設(shè)備具有相應(yīng)的連接穩(wěn)定性。在選擇電氣設(shè)備的過程中，一般情況下可以采取的技術(shù)主要包括了一些高阻抗的設(shè)備、穩(wěn)定性比較好的電氣設(shè)備還有一些參數(shù)比較高的設(shè)備，在運用的時候能夠依照一些不同的標(biāo)準(zhǔn)和要求來進(jìn)行滿足變電站穩(wěn)定運行設(shè)施的選擇。這些年以來，伴隨計算機技術(shù)愈來愈普遍，在變電站也慢慢被廣泛運用。

2 500kV智能變電站一次設(shè)計工程應(yīng)用

2.1 工程概況

本500kV變電站工程位于山東某縣，一期工程主要進(jìn)行2臺主變的建設(shè)，每臺的容量大概是1000MVA，這個500kV的變電站對于整個系統(tǒng)來說，是具有樞紐性質(zhì)的變電站。它的建立對于山東電網(wǎng)來說具有完善的作用，并且能夠提高供電的可靠性。該變電站主變壓器規(guī)劃是4臺，容量是4000MVA，一期工程建設(shè)2臺，容量2000MVA，主變型式：單相自耦無載。500kV電壓規(guī)劃出線8回，本期500kV電壓出線3回。

2.2 500kV電氣主接線

對于500kV的電氣來說，它的接線方式是運用3/2以及遠(yuǎn)景的8線和4變進(jìn)行接線的，總共是5個完整的串。此期工程是采用3線和2變進(jìn)行接線，總共是2個完整的串。根據(jù)此次工期的高壓側(cè)出線的一些情況，需要建設(shè)#2和#4號的主變器以及#1和#3的遠(yuǎn)景，如果建成了，系統(tǒng)的備用容量將會比現(xiàn)在大很多，并且4組變壓器，就會使得主變故障率降低，所以接線的時候可以簡單化，運用不進(jìn)串，直接接母線的方式進(jìn)行，節(jié)約了成本。

2.3 一次設(shè)備整合

此次工程的高壓側(cè)和中壓測的GIS是運用線圈型電子式的電流互感器，并裝在其內(nèi)部的。在主變中性點套管CT上使用了線圈型電子式電流互感器。由于間層的設(shè)備是采用的下方布置，所以合并單元也將采用下方的布置，將其放置在組件柜的當(dāng)中。在對主接線進(jìn)行分析得知，500kV的斷路器每個單位就需要配備2臺合并單元，200kV的斷路器每個單位需要配備2臺合并單元，用于接收電流和電壓的信號；每段母線也是需要配備2臺母線合并單元的。

2.4 智能主變壓器選擇

由于單組變壓器的容量特別大，而且重量高達(dá)幾百噸，考慮運輸中會存在困難，所以盡量會使用單向變壓器。為了能夠節(jié)約成本，中壓測將配備自耦繞組和無載的調(diào)壓開關(guān)。智能型的變壓器是由本體和組件兩部分組成的，本體中將安裝監(jiān)測傳感器、電流的互感器以及控制器等；組件包括監(jiān)測功能組工ED以及合并單元等，將其裝入組件柜中。該站采用的是變壓器本體和傳感器一體的設(shè)計，配置了油色譜和局放監(jiān)測，信息通過傳輸?shù)竭_(dá)專家系統(tǒng)，進(jìn)而到達(dá)監(jiān)測主站系統(tǒng)。

2.5 防雷接地

2.5.1 避雷器的配置

避雷針的安裝主要是在500kV線路的出口處以及主變壓器的側(cè)進(jìn)線的回路上，500kV線路上裝置的是444kV的避雷器，側(cè)進(jìn)線裝置的是420kV的避雷器。GIS的母線不需安裝避雷器，在主變壓器的高、中、低壓測線分別安裝一組避雷器。

2.5.2 接地

接地電阻及接地體選擇。變電站接地裝置以水平接地體為主，在避雷針、避雷器等處，增設(shè)垂直接地極以加強散流。根據(jù)地質(zhì)勘測資料、系統(tǒng)短路入地電流資料，經(jīng)計算本站主接地網(wǎng)接地電阻小于0.5Ω，跨步電位差值為158.68V，接觸電位差為329.66V，而最大容許跨步電位差值為204.7V，最大容許接觸電位差值為180.4V。接觸電位差的計算值不滿足要求，鋪設(shè)電阻率大于2000Ω m碎石后，電位差將升到594.6V，符合規(guī)程的要求，戶外水平接地體選用185mm2鍍銅鋼絞線（導(dǎo)電率40%），接地支線采用-50×4銅排。戶內(nèi)水平接地體采用-60×6鍍鋅扁鋼。

3 結(jié)束語

伴隨當(dāng)前我國經(jīng)濟建設(shè)的速度不斷加快，對于能源的需求量不斷擴大，在輸變電工程當(dāng)中，電壓的等級不斷提高，電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)改造也出現(xiàn)非常大的變化，電網(wǎng)在進(jìn)行實時信息傳輸?shù)臄?shù)量逐漸增多，這也給電網(wǎng)電氣在設(shè)計過程中的可靠性提出非常多的新要求，成為在變電設(shè)計過程中非常重要的目標(biāo)。對其進(jìn)行可行性研究是變電站發(fā)展的重要基礎(chǔ)，在項目核準(zhǔn)和技術(shù)的加強過程中具有非常大的意義。

參考文獻(xiàn)：

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