變電站主接線方式創(chuàng)新設(shè)計(jì)

張新強(qiáng) 蘇志剛

泗水縣供電公司 山東 濟(jì)寧 273200

0 引言

線路-變壓器組（以下簡(jiǎn)稱線變組）接線方式是一種簡(jiǎn)單可靠的接線方式，它主要應(yīng)用于一些終端小型變電站。這種接線方式的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)省投資，繼電保護(hù)方式簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是運(yùn)行方式不夠靈活，當(dāng)進(jìn)線故障不可用時(shí)，主變也將受累停運(yùn)，從而影響供電可靠性。

泗水縣供電公司在10kV泉林開關(guān)站升壓改造工程中采用了線變組接線方式，并進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)，既保證了供電可靠性，又節(jié)省了投資，取得了較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

1 設(shè)計(jì)思路

泗水縣泉林供電區(qū)包括泉林鎮(zhèn)和泗張鎮(zhèn)的一部分，由35kV泉林變電站和出線于該變電站的10kV泉林開關(guān)站共同供電。由于泉林供電區(qū)電力負(fù)荷的快速增長，35kV泉林變電站現(xiàn)有2臺(tái)主變?nèi)萘坎荒軡M足安全可靠供電要求，為保證其供電可靠性及安全性，緩解供電壓力，需要主變?cè)鋈?。而公司正好?臺(tái)容量為10MVA的35kV主變閑置，計(jì)劃將10kV泉林開關(guān)站升壓為35kV變電站，將此臺(tái)主變安裝于10kV泉林開關(guān)站。10kV泉林開關(guān)站一次主接線圖如圖1所示。

圖1 10kV泉林開關(guān)站一次主接線圖（改造前）

升壓后的10kV泉林開關(guān)站作為35kV泉林變電站擴(kuò)容站，按單臺(tái)主變規(guī)劃，采用線路-變壓器組主接線方式，并保留10kV的聯(lián)絡(luò)線 （原10kV開關(guān)站線）作為備用電源。10kV泉林開關(guān)站改造常規(guī)方案一次接線圖如圖2所示，10kV泉林開關(guān)站改造常規(guī)方案保護(hù)配置圖如圖3所示。

圖2 10kV泉林開關(guān)站改造常規(guī)方案一次接線圖

圖3 10kV泉林開關(guān)站改造常規(guī)方案保護(hù)配置圖

如圖2所示，35kV泉林變電站擴(kuò)建1個(gè)35kV出線間隔，安裝斷路器1臺(tái)（1DL）、隔離開關(guān)2組（1G、2G）。

10kV泉林開關(guān)站安裝主變1臺(tái)，斷路器1臺(tái)（2DL），隔離開關(guān)3組（3G、4G、5G），35kV母線PT1組（1PT）。

如圖3所示，35kV泉林變電站安裝35kV線路測(cè)控保護(hù)裝置1套，10kV泉林開關(guān)站安裝主變差動(dòng)保護(hù)、高低壓后備保護(hù)、主變綜合測(cè)控裝置、備自投裝置各1套。常規(guī)設(shè)計(jì)方案設(shè)備投資測(cè)算表如表1所示。

表1 常規(guī)設(shè)計(jì)方案設(shè)備投資測(cè)算表

此方案為常規(guī)設(shè)計(jì)方案，由接線圖、保護(hù)配置圖、投資測(cè)算表可見，此方案使用設(shè)備較多、投資較大，由于35kV線路長度較短（不足1km），受過渡電阻等因素的影響，普通線路保護(hù)Ⅰ段的保護(hù)范圍很小，甚至保護(hù)范圍幾乎為零，影響變電站安全可靠運(yùn)行。故此方案并非最佳方案。

2 創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案

由于35kV線路長度較短（不足1km），為實(shí)現(xiàn)被保護(hù)線路上任意一點(diǎn)故障均能瞬時(shí)切除，采用線路縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)以保護(hù)線路全長為最佳。由于光纖通訊及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用日益成熟，線路光纖縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的應(yīng)用越來越普遍。因此，線路主保護(hù)采用光纖縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，可以實(shí)現(xiàn)全線速動(dòng)。但是這樣一來，開關(guān)站端1臺(tái)35kV斷路器既要用于線路光纖縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，又要用于主變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，不能滿足要求。如果增加1臺(tái)斷路器，接線方式?jīng)]有得到簡(jiǎn)化反而更加復(fù)雜，無論從運(yùn)行的可靠性還是建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性方面考慮都不能令人滿意。

仔細(xì)分析可以發(fā)現(xiàn)，線路光纖縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)和主變縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的共同特點(diǎn)是都是縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，都需要2臺(tái)斷路器才可以實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能，只是保護(hù)類型有所不同，主變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)更為復(fù)雜，但是完全可以把這兩套保護(hù)整合到一起，合2為1，用一套保護(hù)就可以實(shí)現(xiàn)兩套常規(guī)保護(hù)的功能。

因此，將方案進(jìn)行了修改。10kV泉林開關(guān)站改造改進(jìn)方案一次接線圖如圖4所示，10kV泉林開關(guān)站改造改進(jìn)方案保護(hù)配置圖如圖5所示。

圖4 10kV泉林開關(guān)站改造改進(jìn)方案一次接線圖

35kV泉林變電站擴(kuò)建1個(gè)35kV出線間隔，安裝斷路器1臺(tái)、隔離開關(guān)2組。

10kV泉林開關(guān)站安裝主變1臺(tái)，隔離開關(guān)1組。

安裝線路光纖縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)1套，作為線路變壓器組的主保護(hù)，變電站端縱差保護(hù)裝置的電流保護(hù)實(shí)現(xiàn)主變高壓側(cè)的后備保護(hù)及測(cè)控操作，開關(guān)站端縱差保護(hù)裝置的電流保護(hù)實(shí)現(xiàn)主變低壓側(cè)的后備保護(hù)及測(cè)控操作。另外增加主變綜合測(cè)控保護(hù)、備自投裝置各1套。光纖縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)方案設(shè)備投資測(cè)算表如表2所示。

圖5 10kV泉林開關(guān)站改造改進(jìn)方案保護(hù)配置圖

表2 光纖縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)方案設(shè)備投資測(cè)算表

由接線圖、保護(hù)配置圖、投資測(cè)算表可見，本方案使用設(shè)備少、投資少，節(jié)約了1臺(tái)35kV斷路器。并且較好的解決了線路保護(hù)Ⅰ段保護(hù)范圍小的問題，可以保證變電站安全可靠運(yùn)行。具有較好的創(chuàng)新性，線路光纖縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)把線路縱差保護(hù)和主變縱差保護(hù)結(jié)合在一起，它的保護(hù)范圍為整個(gè)35kV進(jìn)線及主變，不僅主變保護(hù)的完備性沒有受到絲毫影響，而且35kV線路可以實(shí)現(xiàn)全線速動(dòng)，用一套保護(hù)就可以實(shí)現(xiàn)兩套常規(guī)保護(hù)的功能，功能十分全面。并且，35kV泉林變電站和10kV泉林開關(guān)站都有光端機(jī)，為本方案的實(shí)現(xiàn)提供了方便。因此，本方案完全滿足要求。

3 方案實(shí)現(xiàn)

由于常規(guī)的線路縱差保護(hù)功能較為簡(jiǎn)單，而本次安裝的裝置還要實(shí)現(xiàn)變壓器縱差保護(hù)的功能，因此，針對(duì)存在的問題，保護(hù)廠家對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行了改進(jìn)。

1）在實(shí)現(xiàn)普通線路縱差保護(hù)的同時(shí)增加了主變差動(dòng)保護(hù)功能，作為線路變壓器組的主保護(hù)。

2）集成了電流保護(hù)作為差動(dòng)保護(hù)的后備保護(hù)。變電站端縱差保護(hù)裝置的電流保護(hù)實(shí)現(xiàn)主變高壓側(cè)的后備保護(hù)及測(cè)控操作，開關(guān)站端縱差保護(hù)裝置的電流保護(hù)實(shí)現(xiàn)主變低壓側(cè)的后備保護(hù)及測(cè)控操作。

3）普通線路縱差保護(hù)兩側(cè)CT屬于同一電壓等級(jí)，而本次采用的保護(hù)兩側(cè)CT不屬于同一電壓等級(jí)（主變高壓側(cè)為35kV級(jí)、低壓側(cè)為10kV級(jí)），所以保護(hù)廠家在保護(hù)裝置中對(duì)CT專門進(jìn)行了調(diào)整。

4）主變兩側(cè)斷路器（1DL、3DL）的合分閘控制把手均安裝在開關(guān)站端，對(duì)高壓側(cè)斷路器（1DL）實(shí)行遠(yuǎn)方操作，在變電站端僅保留急停按鈕。

5）變電站端縱差保護(hù)裝置通過光纖接入開關(guān)站的內(nèi)部通信網(wǎng)，不接入變電站端的內(nèi)部通信網(wǎng)。

6）10kV聯(lián)絡(luò)線：變電站端原有線路保護(hù)裝置，本次無需改造；開關(guān)站端需加裝備用電源自投裝置（盲投方式），在35kV線路或主變故障跳閘時(shí)投入。

4 方案實(shí)施后效果

10kV泉林開關(guān)站升壓工程驗(yàn)收送電后，經(jīng)過一年多時(shí)間的運(yùn)行，各項(xiàng)數(shù)據(jù)顯示正常，設(shè)備運(yùn)行正常，沒有發(fā)生保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)等故障，完全實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的目標(biāo)，改造取得圓滿成功。

線路-變壓器組接線方式的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案，簡(jiǎn)化了主接線方式，減少了一、二次設(shè)備，降低了工程造價(jià)，同時(shí)在不影響主變保護(hù)完備性的前提下實(shí)現(xiàn)35kV線路的全線速動(dòng)保護(hù)，保證了變電站安全可靠運(yùn)行，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[1] 供電企業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)匯編.第二卷.設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：中國電力出版社，2002.

[2] 王瑞敏編.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)[M].北京：北京科學(xué)技術(shù)出版社，1994.