變電站一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討

袁平

摘要：近年來(lái)，電力網(wǎng)絡(luò)規(guī)模逐步擴(kuò)展，電力設(shè)施日益更新，人們對(duì)電網(wǎng)的供電可靠性提出了新標(biāo)準(zhǔn)。變電站是輸配電系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，是電網(wǎng)中至關(guān)重要的監(jiān)控點(diǎn)，關(guān)系著電網(wǎng)供電的可靠性。對(duì)變電站的一次系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，能夠確保電網(wǎng)供電方面的正常運(yùn)行。文章對(duì)110kV變電站一次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：110kV變電站；一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)；電力網(wǎng)絡(luò)；電力設(shè)施；供電可靠性；輸配電系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM645 文章編號(hào)：1009-2374（2015）27-0031-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.27.017

由于現(xiàn)代社會(huì)的高速發(fā)展，電力工業(yè)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，不但普遍地影響并制約國(guó)民經(jīng)濟(jì)其他部分的成長(zhǎng)與發(fā)展，而且對(duì)加強(qiáng)人民的物質(zhì)和文化生活水平有重要影響，對(duì)社會(huì)的進(jìn)步發(fā)展也有影響。變電站是電力系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，是電網(wǎng)路線的連接點(diǎn)，主要功能是變換電壓、匯集、分派電能。電網(wǎng)的安定性、不間斷性和可信性關(guān)鍵在于變電站的科學(xué)正確設(shè)定和裝配。目前，我國(guó)城市電力網(wǎng)和農(nóng)村電力網(wǎng)都在實(shí)施大規(guī)模的改良；我國(guó)電力網(wǎng)的實(shí)際情況是普通的變電所還在使用，中小型變電所、微機(jī)監(jiān)控變電所、綜合自動(dòng)化變電所逐漸顯現(xiàn)，能夠快速地成長(zhǎng)發(fā)展。所有的變化發(fā)展主要依據(jù)變電設(shè)計(jì)的基本原理，110kV變電所是最為常見(jiàn)的常規(guī)變電所，因而對(duì)它的電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行相關(guān)

研究。

1 電氣主接線設(shè)計(jì)

1.1 主接線的設(shè)計(jì)原則

變電所中的電氣主接線是電力體系有關(guān)接線的首要組成構(gòu)造。它表明了發(fā)電機(jī)、變壓器、路線、斷路器等的數(shù)目、連接形式和能夠的運(yùn)作系統(tǒng)，進(jìn)而完成發(fā)電、變電、輸配電的使命。主接線的確定是十分重要的，它的確定直接影響著所有電力體系運(yùn)作以及配電裝置的安插，對(duì)于主接線規(guī)劃涉及領(lǐng)域非常廣泛。要遵循國(guó)家有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策的有關(guān)規(guī)定，爭(zhēng)取做到技術(shù)一流、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠。

1.2 主接線設(shè)計(jì)的基本要求

變電站的電氣主接線應(yīng)根據(jù)變電站所在電力系統(tǒng)中的主要位置，變電站的計(jì)劃容量、負(fù)荷性質(zhì)、路線、變壓器連接元件總數(shù)、裝配特色等條件確定，并應(yīng)斟酌思考供電可靠性、運(yùn)行矯捷、操作檢驗(yàn)便利、投資借鑒和過(guò)渡或擴(kuò)建等要求。

1.2.1 主接線可靠性的要求?？煽啃缘闹饕虑槭菍?duì)用戶提供穩(wěn)定的電源。評(píng)測(cè)可靠性的標(biāo)準(zhǔn)是進(jìn)行運(yùn)作實(shí)施。主接線的可靠性是通過(guò)對(duì)其組成元件，包括一、二次部門(mén)在運(yùn)作中可靠性的綜合評(píng)估。因而，還要考慮一次裝備對(duì)供電可靠性所產(chǎn)生的影響以及繼電保護(hù)二次裝置的故障對(duì)供電所產(chǎn)生的影響。評(píng)測(cè)主接線可靠性指標(biāo)為：（1）斷路器檢驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)е峦ｋ姡唬?）線路、斷路器、母線故障和檢查時(shí)，停運(yùn)線路的回?cái)?shù)和停留時(shí)間的長(zhǎng)短；（3）變電站全停電的幾率。

1.2.2 主接線靈活性的要求。主接線的靈活性有如下要求：（1）對(duì)于調(diào)度的要求主要是對(duì)電力運(yùn)行矯捷以及變壓器、線路、分派電源和載荷的剔除，在系統(tǒng)發(fā)生事故時(shí)，符合其事故運(yùn)作狀態(tài)下、檢驗(yàn)體系下以及特殊運(yùn)行體系下的調(diào)度要求；（2）對(duì)于檢修要求主要針對(duì)便捷地停下斷路器、母線以及繼電保障設(shè)置進(jìn)行有關(guān)安全檢驗(yàn)，不太影響用戶的供電。

1.2.3 主接線經(jīng)濟(jì)性的要求。在達(dá)到技術(shù)要求的情況下，做到經(jīng)濟(jì)正確：（1）投資省：主接線簡(jiǎn)單便捷，能夠減少斷路器利用、斷絕開(kāi)關(guān)等裝備的投資；（2）占地所需面積?。弘姎庵鹘泳€規(guī)劃要為配電設(shè)備安插提供環(huán)境，以節(jié)儉用地、架構(gòu)、導(dǎo)線、絕緣子和安置費(fèi)用；（3）電能損耗少：經(jīng)濟(jì)選擇主變壓器型式、容積和數(shù)目，制止兩次變壓而增加電能損失。

1.3 主接線的擬定方案

主接線方式有兩種方案：第一種方案是有匯集母線的接線方式；第二種是無(wú)匯集母線的接線方式。兩種方案的主要區(qū)別在于第一種單母線、雙母線、單母線分段、雙母線分段以及增設(shè)旁路母線或者旁路隔離開(kāi)關(guān)，而第二種方案是變壓器一路線是單元接線、橋形接

線等。

2 主變壓器的確定

2.1 主變壓器臺(tái)數(shù)的確定

為保障供電的可靠性，變電所大體會(huì)選取配備兩臺(tái)主變壓器。

2.2 調(diào)壓方式的確定

按照設(shè)計(jì)計(jì)劃中體系110kV母線的電壓選擇合適的調(diào)壓尺度，為了能夠確保供電水平，電壓要保持在可控范圍內(nèi)，保證電壓的穩(wěn)固，因此應(yīng)選取有載調(diào)壓變

壓器。

2.3 主變壓器容量的確定

對(duì)于一些主變壓器的容積主要依照變電所建設(shè)后5～10年的計(jì)劃負(fù)荷選取，也可按照變電所的電網(wǎng)布局或者所產(chǎn)生的電量多少來(lái)決定主變壓器的容量，有的變電所會(huì)配備兩臺(tái)主變壓器，每個(gè)變壓器容積應(yīng)依照Sn=0.6PM選擇，對(duì)于常規(guī)的變電所來(lái)說(shuō)，會(huì)考慮變壓器發(fā)生事故后會(huì)產(chǎn)生的負(fù)荷容積的多少來(lái)具體確定主變的容量，其由Sn=0.6PM來(lái)確定。當(dāng)主變生事故停止時(shí)，其他的變壓器所產(chǎn)生的容積量要滿足70%～80%的供電負(fù)荷，對(duì)于其他的變壓器發(fā)生事故也要滿足40%的供電負(fù)荷，因?yàn)橐话汶娋W(wǎng)變電所會(huì)有25%的供電負(fù)荷是沒(méi)

有的。

3 確定主接線方案

3.1 主接線方案的可靠性對(duì)照

3.1.1 110kV側(cè)。方案Ⅰ：采取內(nèi)橋接線，對(duì)于內(nèi)橋接線來(lái)說(shuō)，設(shè)備的某個(gè)線路出現(xiàn)問(wèn)題或者需要撤掉要對(duì)此變壓器的運(yùn)作不造成影響；對(duì)于內(nèi)橋斷路器停止工作時(shí)，兩回路可以繼續(xù)工作并且連續(xù)供電，這種接線方式簡(jiǎn)單，而且對(duì)供電的影響不大。唯一的缺點(diǎn)便是變壓器二次配線和倒閘操作繁瑣且易犯錯(cuò)。方案Ⅱ：采取單母線來(lái)分段接線，對(duì)于此方法某個(gè)線路出現(xiàn)問(wèn)題或者需要撤掉要對(duì)此變壓器的運(yùn)作不造成影響，別的回路可以繼續(xù)工作，這種接線方式簡(jiǎn)單，而且對(duì)供電的影響不大，操作簡(jiǎn)單不易犯錯(cuò)。

3.1.2 35kV側(cè)。方案Ⅰ：?jiǎn)文妇€采用分段來(lái)接線，設(shè)備某個(gè)線路出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，該回路要停止運(yùn)行且分段線路也停止運(yùn)作時(shí)兩端的母線繼續(xù)運(yùn)作。當(dāng)該設(shè)備母線的某段出現(xiàn)故障時(shí)，需要自動(dòng)解除斷路器分段的障礙令，其他正常的母線不會(huì)停電。方案Ⅱ：?jiǎn)文妇€分段和其他路接線，檢測(cè)某一臺(tái)斷路器時(shí)，可采用旁路斷路器取代；當(dāng)某一母線檢查故障時(shí)，其他路的斷路器只可取代回路的運(yùn)作，本段母線上別的線路要停止運(yùn)行。10kV側(cè)：由于兩方案接線方法類似，因而不進(jìn)行對(duì)比。

3.2 主接線方案的靈活性比較

3.2.1 110kV側(cè)。方案Ⅰ：進(jìn)行操作時(shí)，主變的剔除和投入較繁雜，線路的利用和剔除簡(jiǎn)單便捷；方案Ⅱ：調(diào)度操作時(shí)可以矯捷地使用和剔除線路和變壓器，方便擴(kuò)展。

3.2.2 35kV側(cè)。方案Ⅰ：運(yùn)行體例繁雜，調(diào)度操作簡(jiǎn)略靈活，便于擴(kuò)建，但當(dāng)開(kāi)關(guān)或二次檢驗(yàn)時(shí)線路要停運(yùn)，影響供電；方案Ⅱ：運(yùn)行體例繁雜，調(diào)度操作繁雜，但可以矯捷地投入和切除變壓器和路線，便于擴(kuò)建。10kV側(cè)：兩方案相同。

通過(guò)綜合分析評(píng)測(cè)，決定選第Ⅰ方案為最終方案，即110kV體系采取內(nèi)橋接線、35kV采取用單母分段接線、10kV體系為單母線分段接線。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在變電站一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，要緊握主接線和變壓器的原則，科學(xué)規(guī)范設(shè)計(jì)以及實(shí)施過(guò)程，同時(shí)也要經(jīng)濟(jì)合理，避免經(jīng)濟(jì)上造成的損失，針對(duì)出現(xiàn)的相關(guān)問(wèn)題也要及時(shí)處理解決，提高運(yùn)作效率。

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（責(zé)任編輯：周 瓊）