110kV變電站可行性研究設(shè)計

摘 要：合理的設(shè)計方案對于確保變電站，具有較高的技術(shù)可靠性和節(jié)能經(jīng)濟性尤為重要。結(jié)合110kV變電站設(shè)計實踐，從電氣一次、電氣二次、通信、金屬結(jié)構(gòu)等四個部分，對110kV變電站優(yōu)化設(shè)計技術(shù)要點進行了認真探討研究。

關(guān)鍵詞：110kV；變電站；設(shè)計

110kV樞紐變電站有11kV、115kV兩個電壓等級，設(shè)置有1臺115kV/11kV升壓變壓器。115kV側(cè)接線為單母線接線方式，共建3個間隔，2回出線間隔和1回VT間隔。2回出線間隔分別引至110kV/35kV終端降壓變電所。經(jīng)現(xiàn)場踏勘調(diào)查落實，選擇一塊48×33m場地作為變電站間隔布設(shè)位置。變電站壩址處已有公路直通，經(jīng)現(xiàn)場考察可滿足變電站常規(guī)115kV設(shè)備運輸需求。

1 電氣一次部分設(shè)計

1.1 主接線方案及設(shè)備選型

變電站考慮采用單母線接線方式，共建3個115kV間隔，2回115kV出線間隔和1回115kV VT間隔。

1.2 站用電及其他

變電站站用電源擬取自11kV母線及近區(qū)22kV線路，經(jīng)站用變降至400V，引出兩回400V電源至站用400V母線，兩回電源互為備用。在115kV出線間隔中裝設(shè)氧化鋅避雷器作為防止線路侵入雷電波過電壓保護裝置。在115kV 15m鋼構(gòu)架上設(shè)置多根避雷線，組成接地避雷網(wǎng)帶，作為直擊雷保護[1]。

從變電站400V站用電配電盤引出交流400/230V照明電源，并配置便攜式充電燈。開關(guān)站照明應(yīng)滿足10Lux照度需求。所有開關(guān)站室外照明將采用桿式安裝泛光燈源高壓鈉（HPS）燈，燈桿為10m高鋼管。接地系統(tǒng)由從地面埋深0.8米的接地網(wǎng)組成，在開關(guān)站結(jié)構(gòu)施工前進行接地系統(tǒng)埋設(shè)。接地用150mm2銅絞線按不大于10×10m的網(wǎng)格組成開關(guān)站接地電網(wǎng)。開關(guān)站中金屬構(gòu)架和斷路器、隔離開關(guān)、電壓和電流互感器等電氣設(shè)備應(yīng)通過接地端子與接地網(wǎng)直接連接，其中大型鋼結(jié)構(gòu)，如構(gòu)架、支柱絕緣子支撐梁等，應(yīng)至少有兩點可靠接地。工程電纜敷設(shè)主要在戶外2回115kV出線間隔和1回115kV VT間隔范圍，及引接至集中控制室配電室的范圍內(nèi)進行。戶內(nèi)、戶外均采用電纜溝及穿管敷設(shè)方式。電力電纜及控制電纜全部選用阻燃型銅芯電纜。二次控制電纜采用阻燃銅芯鎧裝屏蔽電纜，屏蔽層接地措施。

1.3 電氣總平面布置

變電站115kV配電裝置全部選用敞開式設(shè)備（AIS），按常規(guī)地面中型單列布置，布置有兩個出線間隔，一個VT、避雷器間隔，在升壓站四周設(shè)有環(huán)形通道，便于設(shè)備搬運和運行管理[2]。

2 電氣二次部分設(shè)計

根據(jù)GB14285-2006《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》及《“防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項重點要求”繼電保護實施細則》規(guī)定，115kV出線應(yīng)配置微機線路保護裝置，具備三段式相間距離保護、接地距離保護和接地方向保護功能，并配置檢同期或檢無壓三相一次重合閘。故新建2個115kV出線間隔需設(shè)置115kV線路保護2套。115kV母線保護設(shè)置1面母線保護屏。新建2個115kV出線間隔需設(shè)置115kV線路測控裝置2套，完成對出線間隔設(shè)備的監(jiān)視和控制。115kV斷路器應(yīng)設(shè)有同期點，采用保護測控裝置完成。

根據(jù)DL/T 5137-2001《電測量及電能計量裝置設(shè)計技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定，在每個115kV出線間隔處配置主備表各一套，計量表計精度為0.2S級，VT為0.2級、CT為0.2S級。需訂購115kV線路斷路器端子箱2只，線路VT端子箱2只，115kV母線VT端子箱1只，新增二次電纜約10kM。

3 通信部分設(shè)計

變電站工程通信擬由系統(tǒng)通信和站內(nèi)生產(chǎn)調(diào)度通信系統(tǒng)組成。系統(tǒng)通信設(shè)計為光纖通信和電力線載波兩種通信方式，在變電站的兩回115kV至對端電站和變電站的出線上分別架設(shè)一條16芯OPGW光纖通信通道；傳輸速率為622Mbit/s。同時在兩條115kV出線上各組織兩條相地結(jié)合電力線載波通道作為備用系統(tǒng)通信方式，用來傳輸系統(tǒng)調(diào)度電話和調(diào)度數(shù)據(jù)。為適應(yīng)今后變電站運行管理的需要，系統(tǒng)通信按“無人值班（少人值守）”方式進行設(shè)計。在變電站內(nèi)設(shè)置一套60線程控調(diào)度用戶交換機，用于變電站生產(chǎn)調(diào)度通信使用。調(diào)度交換機安裝在變電站通信室，調(diào)度臺安裝在中控室。調(diào)度機配備相應(yīng)的接口與電力線載波機和光傳輸設(shè)備連接，在變電站內(nèi)重要的生產(chǎn)和辦公場所布置電話分機組成全站生產(chǎn)調(diào)度生產(chǎn)管理、運行維護通信網(wǎng)絡(luò)。配置一套-48V/150A的高頻開關(guān)電源，帶兩組48V/150Ah的免維護閥控式鉛酸蓄電池，為變電站的通信設(shè)備提供可靠的電源，以確保通信設(shè)備的正常運行。在變電站配置一套數(shù)字式工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)，對變電站的重要設(shè)備和區(qū)域進行實時監(jiān)控，設(shè)置15個前端攝像頭。監(jiān)控中心設(shè)置在變電站中控室。

4 土建及鋼結(jié)構(gòu)部分設(shè)計

115kV斷路器，隔離開關(guān)，電流互感器，電壓互感器電容式電壓互感器，避雷器：支柱高2.5m，采用型鋼格構(gòu)柱。支柱頂端設(shè)置一塊平鋼板，用于安裝斷路器。支柱底端用地腳螺栓與基礎(chǔ)相連?；A(chǔ)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，預(yù)埋地腳螺栓于內(nèi)。為便于支柱的安裝，在支柱底部處設(shè)置二期混凝土。

母線門型架、出線門型架及基礎(chǔ)：母線門型架由兩立柱和一橫梁組成，立柱和橫梁之間通過螺栓連接固定。立柱高7.3m，采用型鋼格構(gòu)柱。立柱頂端通過螺栓與橫梁連接。立柱底端用地腳螺栓與基礎(chǔ)相連?；A(chǔ)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，預(yù)埋地腳螺栓于內(nèi)。出線門型架由兩立柱和一橫梁組成，立柱和橫梁之間通過螺栓連接固定。立柱高15m，采用型鋼格構(gòu)柱。立柱頂端設(shè)置避雷線掛線點。立柱中上部12m處通過螺栓與橫梁連接。立柱底端用地腳螺栓與基礎(chǔ)相連?；A(chǔ)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，預(yù)埋地腳螺栓于內(nèi)。為便于立柱的安裝，在立柱底部處設(shè)置二期混凝土。橫梁的長度為9m，采用型鋼桁架。橫梁的一定部位設(shè)置導(dǎo)線掛線點。橫梁兩端通過螺栓與立柱頂端連接固定。

5 結(jié)束語

在變電站設(shè)計過程中，采用先進功能齊全自動化水平較高的電氣一次設(shè)備和綜合自動化技術(shù)智能網(wǎng)絡(luò)化的二次測控保護設(shè)備，使變電站接線方案得到全面優(yōu)化改進。緊湊型的電氣設(shè)備和金屬結(jié)構(gòu)，有效減少了變電站占地及建筑面積，確保變電站具有較高的技術(shù)可靠性和經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1]吳罡，李琳，李翔.110kV智能變電站設(shè)計方案初探[J].江蘇電機工程，2011（02）：31-35.

[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.

作者簡介：譚劍波（1983-），男，漢，碩士，江安人，助教兼工程師，主要從事水利水電教學(xué)工作。