地鐵主變電站110kV側(cè)電氣主接線的選擇

張寧

摘 要：地鐵主變電站110kV側(cè)電氣主接線的選擇是地鐵變電所電器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是地鐵供電系統(tǒng)的重要組成部分，主接線的確定對(duì)于變電所本身運(yùn)行的靈活性、可靠性以及地鐵供電整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性有著至關(guān)重要的影響。因此，必須要加強(qiáng)對(duì)地鐵主變電站110kV側(cè)電氣主接線選擇工作的重視，本文主要針對(duì)與地鐵主變電站電氣主接線選擇的相關(guān)影響因素進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：地鐵主變電站;電氣主接線;選擇

一、引言

電氣主接線是電力系統(tǒng)電能傳遞通道的關(guān)鍵組成部分，需要加強(qiáng)對(duì)變電站電氣主接線方案選擇工作的研究，全面分析各種影響因素，選擇經(jīng)濟(jì)性好、質(zhì)量佳的主接線方案。

二、地鐵主變電站接線的基本要求以及主要設(shè)計(jì)原則

電氣主接線的確定對(duì)于發(fā)電廠以及電力系統(tǒng)整體有十分重要的影響，需要結(jié)合變電站運(yùn)行的具體要求以及各種影響因素的干擾，通過經(jīng)濟(jì)技術(shù)方案比較合理確定主接線策略。變電站主接線設(shè)計(jì)的基本要求是滿足對(duì)用戶供電必要的可靠性以及保證電能供應(yīng)的質(zhì)量，盡可能的簡(jiǎn)化接線方案，使接線方案清晰，而且操作簡(jiǎn)便，在運(yùn)行上要求變電所主接線具有一定的靈活性，方便檢修，投資少，運(yùn)營(yíng)維護(hù)費(fèi)用低。同時(shí)，還需要保證變電所主接線具有擴(kuò)建的可能性。地鐵供電系統(tǒng)一般采取110kV和35kV兩極電壓制的集中供電方式，按照遠(yuǎn)期高峰小時(shí)復(fù)合設(shè)計(jì)供電系統(tǒng)容量，由電力系統(tǒng)向主變電站引入兩路獨(dú)立可靠的110kV電源，以便于在任意一路電源停電或出現(xiàn)問題時(shí)，可以由另一路電源負(fù)責(zé)繼續(xù)供電，保證電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和持續(xù)性。主變電站設(shè)置兩臺(tái)主變壓器，一旦一臺(tái)主變壓器退出運(yùn)行時(shí)，另一臺(tái)主變壓器能夠承擔(dān)供電區(qū)域范圍內(nèi)一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷的供電，當(dāng)一座主變電站退出運(yùn)行時(shí)，相鄰主變電站需要能夠越區(qū)供電，承擔(dān)全線一級(jí)負(fù)荷與二級(jí)負(fù)荷。根據(jù)以上原則完成地鐵主變電站的設(shè)計(jì)。主變電站35kV側(cè)采取單母線分段接線方式，對(duì)于110kV側(cè)電氣主接線目前主要應(yīng)用的包括內(nèi)橋接線以及線路變壓器組接線等多種方案，需要結(jié)合具體的運(yùn)行環(huán)境以及地鐵的工作要求合理選擇接線方案，保證地鐵線路運(yùn)行的持續(xù)性、安全性、穩(wěn)定性和可靠性[1]。

三、110kV側(cè)電氣主接線的選擇

（一）配電裝置選型

目前關(guān)于110kV高壓配電裝置通常采用的布置方式主要包括外部布置、屋內(nèi)布置兩類。屋內(nèi)布置包括110kV斷路器小車、普通電氣安裝以及全封閉組合電路三種形式。屋外布置主要包括外班高線布置、屋外中線布置、屋外高線布置三種形式。半高型布置可以將母線與母線隔離開關(guān)升高，并把電流互感器以及斷路器等設(shè)備直接鋪設(shè)在升高母線的下方，減少配電裝置之間的跨度[2]。

（二）線路變壓器組接線

線路變壓器組接線是110kV終端變電所主接線模式中最為簡(jiǎn)單的一種，高壓配電裝置只配置了兩個(gè)設(shè)備單元，占地面積較小，接線簡(jiǎn)單清晰。送電線路出現(xiàn)故障時(shí)，由送電端變電所出線斷路器跳閘，在正常運(yùn)行的情況下，兩個(gè)設(shè)備單元線路各搭一臺(tái)主變電器，系統(tǒng)接線簡(jiǎn)單，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)可靠，有利于變電所實(shí)現(xiàn)無人化和自動(dòng)化控制。內(nèi)橋接線是終端變電所最常用的主接線方式之一，線路故障操作簡(jiǎn)單方便，系統(tǒng)界限清晰，高壓側(cè)斷路器數(shù)量相對(duì)較少，在正常運(yùn)行的情況下，橋斷路器打開，類似于線路變壓器組接線[3]。由于內(nèi)橋接線線路側(cè)裝有斷路器，線路的切除和投入都比較方便，一旦發(fā)生送電線路故障時(shí)，只需要斷開故障線路的斷路器就可以了，并不會(huì)影響其它回路的正常工作。但是當(dāng)變壓器故障時(shí)，則需要全部斷開與其連接的兩臺(tái)斷路器，這就會(huì)影響為故障線路的正常工作，隨著主變電器制造質(zhì)量以及制造工藝的提升，當(dāng)前普遍應(yīng)用的主變電器大都是免維護(hù)的模式。主變壓器的運(yùn)行可靠性也相對(duì)較高，不需要經(jīng)常切換，所以在110kV終端變電所如果主變電器容量并不能夠滿足實(shí)際運(yùn)行的要求，可以采取內(nèi)調(diào)主接線方式，有利于提高系統(tǒng)供電的可靠性和穩(wěn)定性。

（三）結(jié)合地鐵主變電站有關(guān)因素選擇主接線

地鐵主變電站采用線路變壓器組接線有一定的特殊性，相對(duì)來說，線路變壓器組受對(duì)側(cè)供電局變電站故障的影響比較顯著。在地鐵工程項(xiàng)目建設(shè)的過程中，雙電源來自同一個(gè)變電站的情況需要采取線路變壓器組組的接線方式，如果110kV進(jìn)線直接從對(duì)側(cè)供電局變電站母線引入，當(dāng)母線故障時(shí)可以通過修改供電局運(yùn)行方式接入不同母線，這樣并不會(huì)影響雙邊壓器的正常工作。但是如果出現(xiàn)線路故障以及專用間隔線路故障時(shí)，則可能會(huì)造成地鐵主變電站相應(yīng)變壓器斷電問題。根據(jù)地鐵供電系統(tǒng)容量以及運(yùn)行方式的要求，可以判斷地鐵線路平時(shí)主變壓器的負(fù)荷率并不高，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，相對(duì)來說供電操作恢復(fù)十分簡(jiǎn)便。在一條線路故障退出運(yùn)行或者一臺(tái)主變電氣故障時(shí)，只需要在變電所35kV側(cè)做轉(zhuǎn)移負(fù)荷操作變可以保證負(fù)荷的正常工作，不會(huì)影響相鄰變電器的運(yùn)行。在地鐵主變電站電氣主接線選擇應(yīng)用內(nèi)橋接線方案時(shí)，還需要綜合考慮地鐵相關(guān)因素的影響，變壓器由運(yùn)行十分穩(wěn)定可靠，并不需要經(jīng)常進(jìn)行維修和投入，所以內(nèi)橋接線的方式有重要的應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)，地鐵采用的組合電器故障率較低，主變壓器運(yùn)行可靠性較高，主變壓器并不需要經(jīng)常切換。因此，對(duì)于地鐵主變電站來說，應(yīng)用內(nèi)調(diào)主接線的方式可以保證系統(tǒng)供電的可靠性和穩(wěn)定性，為了提高橋形接線的靈活性和可鉆性，避免因檢修線路或變壓器時(shí)影響其他回路的正常運(yùn)行，一般在接線中加設(shè)一組跨條。

四、結(jié)語

綜上所述，在地鐵主變電站110kV側(cè)電氣主接線選擇的過程中，需要結(jié)合地鐵主變電站建設(shè)的實(shí)際工程項(xiàng)目要求以及工程多方面的因素進(jìn)行考量，包括工程項(xiàng)目的工期、外部條件、可靠性、便利性等，并結(jié)合可以選擇使用的電氣接線方案進(jìn)行全面的經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，最終確定合理科學(xué)的主變電站主接線方式，保證地鐵主變電站電氣主接線選擇的可靠性、安全性和經(jīng)濟(jì)性。

參考文獻(xiàn)

[1]何雅馨.一起某220kV變電站2#主變110kV側(cè)C相套管異常的案例分析[J].機(jī)電信息，2019（20）.

[2]葆宗霖.10kV變電所設(shè)計(jì)與研究[J].科技與創(chuàng)新，2019（11）.