220 kV變電站一次系統(tǒng)優(yōu)化設計研究

王尚

（國網麗水供電公司，浙江 麗水 323000）

1 220 kV變電站一次系統(tǒng)設計的原則

通常情況下，在設計變電站時，需要按照可持續(xù)發(fā)展以及安全可靠性原則進行設計，全面掌握和了解實際需求，選擇最佳設計方案、模塊等。由于220 kV變電站存在較大的特殊性，所以，在實際設計期間需要遵循其特殊性原則。需要確保主接線設計方案的安全性，保障無縫對接每一個模塊；需要統(tǒng)一設計標準，防止在建設變電站期間出現(xiàn)與標準規(guī)定相背離的情況；需要確保供電企業(yè)實現(xiàn)最大化經濟效益和社會效益，需要對變電站項目進行全面分析和研究，順利實現(xiàn)短期經濟效益和長期的經濟效益。此外，需要按照不同的地區(qū)設計有針對性的設計方案，按照設計規(guī)模、形式、環(huán)境特征等協(xié)調變電站與所處環(huán)境之間的相容性。

2 設計主變壓器和主接線

2.1 選擇主變壓器

在變電站配電設施當中，主變壓器的特性會影響主接線模式以及架構等，所以，在挑選220 kV變電站的主變壓器時，需要按照長期規(guī)劃發(fā)展目標進行，主要包括輸送功率、饋線回路數、電力體系、傳遞容量的信息來確定。設計人員在對主變容量進行選擇時，需要全面考慮變壓器在停止運作期間具備的超負荷水平、需要的容量等，這樣能夠確保其在Ⅰ類負荷狀態(tài)下能夠提供充足的電量。對于普通變電站而言，如果主變壓器停止運行，則要求其他變壓器能夠撐到65%左右的整體負荷。換言之，當功率轉移變壓器裝置在實際運行期間出現(xiàn)故障時，可以將電力負荷轉移到正常運行的變壓器當中。然而，根據實際經驗可以看出，針對城市變壓器，在安裝期間需要制訂多種方案，全面分析和探究各種方案之間的合理性以及優(yōu)劣性。按照負荷能力需要選擇變電站主變壓器容量、數量等，在實際運行期間出現(xiàn)故障時需要全面考慮超負荷狀態(tài)下變壓器的承載能力。

2.2 設計電力主接線

在選擇變電站主接線時主要是按照變電站在電力系統(tǒng)當中的實際作用、進出線、變壓器數量、電壓等級以及實際地理位置等因素決定，城市電網運行需要注重安全性和穩(wěn)定性。然而，由于城市人口較多，造成用地緊張，因此，需要對電網主接線進行簡化。由于變電站電氣主接線在實際運行期間需要滿足靈活性、經濟性以及可靠性等要求，為了全面展現(xiàn)出主接線的靈活性和可靠性，要求設計人員在實際設計期間避免提升主接線的設計難度。然而，在實際建設期間還是會出現(xiàn)較多問題，比如占地面積、檢修維護工作礦以及成本投資等問題。所以，在規(guī)劃電網期間，設計人員需要在實際設計期間按照變電站的實際情況以及相應的要求進行設計，需要考慮變電站的運行狀態(tài)、負荷特性、電氣設備特征等。在變壓器組接線方面，在變電站當中，主要是通過雙電源形式接線，其中一路線路與其他城市電網的變電站相連接。高壓線路主要是采用變壓器組量斷路器形式，低壓側主要是采用單母線四分段形式，在此基礎之上，采用手車式開關。該種接線方式涉及較少的高壓設備，具有較小的占地面積，節(jié)省了投資成本，簡化了繼電保護，能夠在電源失去電能之后，通過備用電源將負荷進行轉移，并可以在較短時間內恢復供電。然而，該種接線方式也存在較大的弊端，比如，如果高壓設備的電源中斷供電之后，需要將其中一臺變壓器停止，還需要短時間內對部分電負荷進行限制。

2.3 選擇電氣設備

在變電站一次設計當中，為了縮小其占地面積，在選擇電氣設備時需要選擇體積較小的設備。在選擇主變壓器時可以采用高阻抗性設備，該種設備擁有成熟的制造技術，能夠有效實現(xiàn)電氣設備運行的安全、穩(wěn)定。最大限度地降低電氣設備的后期運行維護費用，從根本上確保電力系統(tǒng)的安全運行，不斷提升技術水平，使得電力企業(yè)獲取較大的經濟效益。因此，在選擇電氣設備時，變電站、主接線的負荷變化程度都會影響電氣設備的選擇方案，可以促使變電站電氣一次設計不斷向著模塊化方向發(fā)展，需要通過計算系技術科學配置電氣設備，這樣可以確?？茖W、合理地選擇電氣設備，避免大量的數據計算。

2.4 選擇電流互感器

電流互感器能夠將一次回路當中的較大電流轉化為小電流，這樣能夠對整個電力系統(tǒng)實行繼電保護。在選擇電流互感器時，需要按照變電站實際情況以及安裝方式確定。在選擇一次額定電流時，需要全面確保儀表的精確度，需要將電流互感器的一次額定電流無限接近于最大工作電流。在確定等級時，需要明確電流互感器二次回路當中測量儀表的類型以及準確性的相關要求，之后按照較高準確等級的表計進行選擇。需要注意的是，確保電流互感器的準確級大于二次側所接儀表的準確級。

3 過電壓保護裝置和消弧技術

隨著我國大規(guī)模地對農村電網和城市電網進行技術改造，將促使全國范圍內的配電網向電纜化方向發(fā)展，將會逐漸提升電力系統(tǒng)對地電流電容，也會逐漸突出弧光接地過電壓問題。通過實際運行壓力可以看出，如果該電網的規(guī)模形成一定的規(guī)模之后，會導致內部出現(xiàn)過電壓現(xiàn)象，體現(xiàn)在電網單相間歇性弧光接地期間出現(xiàn)的弧光接地過電壓情況，且在特殊運行環(huán)境下，也會出現(xiàn)鐵磁諧振過電壓的情況，將嚴重影響220 kV變電站電氣設備運行的安全性和穩(wěn)定性，其中，最嚴重的就是單相弧光接地多點過電壓情況。過電壓保護裝置和消弧能夠將中性點非有效接地系統(tǒng)相地以及相間過電壓控制在電網系統(tǒng)的安全標準之內，這樣能夠避免其他類型的電網系統(tǒng)的弧光接地以及諧振電磁能情況，進一步消除過電壓對電網產生的安全隱患，在較大程度上提升變電站安全供電的穩(wěn)定性和可靠性。

4 結束語

綜上所述，220 kV變電站的一次系統(tǒng)優(yōu)化設計屬于復雜工程，在整個電力工程設計當中占據重要地位。為了能夠全面確保220 kV變電站一次系統(tǒng)設計的優(yōu)化性，不僅需要確定一套合理的設計方案，還需要注重選擇接線方式、配電設備配置問題等，做好以上工作才能全面促使220 kV變電站在運行期間獲得較大的經濟效益，為人們提供安全送電服務，進一步保障電力企業(yè)提升經濟效益，樹立良好的社會形象。

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