500 kV標準配送式智能變電站站用電系統(tǒng)優(yōu)化設計分析

溫靜++李俊杰

摘 要：在智能變電站中，要合理配置動力負荷和站內(nèi)照明，適當減少變壓器的容量，并與二次設備艙的布置相結合。重點探討了配送式智能變電站站用電系統(tǒng)的優(yōu)化設計。

關鍵詞：智能變電站；站用電系統(tǒng)；變壓器；電纜

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.22.117

站用電系統(tǒng)作為變電站中非常重要的組成部分，主要功能是為站內(nèi)的檢修、照明等供電。在標準配送式的智能化變電站中，一般采用新技術替代二次設備站，即分散布置的二次預制艙。該二次預制艙應用了具有視頻監(jiān)控系統(tǒng)的智能照明系統(tǒng)，因此站用電系統(tǒng)中出現(xiàn)了新特點。

1 優(yōu)化站用電負荷

在變電站中，一般的站用電負荷包括戶內(nèi)和戶外的照明負荷以及主變通風冷卻負荷等，下面我們來具體了解一下。

1.1 戶內(nèi)和戶外照明負荷

如果是無人值班的變電站，那么戶內(nèi)的燈具基本上不會出現(xiàn)同時開啟的情況。在統(tǒng)計全站用電負荷時，要考慮到戶艙的照明，而戶內(nèi)照明中的總負荷要與相應的修正系數(shù)相乘。

在戶外照明當中，一般變電站會將低位投光燈和草坪燈設置在戶外，以滿足夜間照明的需求，這屬于一種連續(xù)的負荷。在無人值班的變電站中，僅在夜間有重大的故障搶修和巡視時才會進行戶外照明。當夜間需要故障搶修時，可利用照明控制箱開啟戶外的燈具。而在夜間巡視的時候，既可與視頻監(jiān)控系統(tǒng)相結合，還可將外部控制回路添加到正常的照明回路中，使在戶外照明燈具中使用遠程控制的想法得以實現(xiàn)。

1.2 主變通風冷卻負荷

主變通風冷卻負荷主要為主變冷卻風機提供電力，在站用電負荷當中，它是非常重要的負荷，要求能夠可靠、連續(xù)地供電。在這里，可考慮同時運行4臺主變，將所有的風機全部打開。這個負荷也屬于經(jīng)常性、連續(xù)性的負荷。

2 優(yōu)化配電裝置的供電方法

在配電裝置中的加熱負荷、開關隔離和斷路器的操作中，可以選用以下兩種供電的方式：輻射供電和環(huán)形供電。下面來深入探討和對比這兩種供電方式的應用價值。

2.1 應用價值

應用輻射供電時，要在各配電裝置的場地中設置專用的配電箱，配電箱的電源要一路運行，一路備用。因為輻射式的供電需要配用配電箱，所以比較傳統(tǒng)的變電站會習慣應用環(huán)形供電網(wǎng)路。而隨著變電站規(guī)模的不斷擴大，配電裝置的面積會不斷增大，為確保在環(huán)形供電網(wǎng)絡末端出現(xiàn)短路時斷路器依舊靈敏，就必須增大電纜的截面，這給電纜的敷設施工帶來了很大的不便。應用環(huán)形供電網(wǎng)絡，要在其環(huán)網(wǎng)的中心位置設置刀開關，并以開環(huán)的形式運行。

2.2 兩種供電方式的對比

以500 kV配電裝置場地為例，對兩種供電方式進行對比。其中，接地、隔離開關的負荷為160 W/390 V，斷路器的負荷為1 100 W/230 V，斷路器加熱后的負荷為650 W/230 V，互感器的負荷為50 W/230 V。

2.2.1 環(huán)形供電

該配電裝置場地有5個完整的串，以此形成2個環(huán)形的供電網(wǎng)絡。當其中一條母線出現(xiàn)故障的時候，就要立即斷開與母線所連接的3個斷路器，再分析互感器和斷路器中的加熱負荷，其中，總需負荷為17.8 kW，而環(huán)形供電網(wǎng)中電纜的長度是400 m，則：

. （1）

. （2）

式（1）（2）中：I為負荷電流；P為總操作負荷；U為額定電壓，為380 V；S為電纜的截面積，為33.87 mm2；L為電纜的長度，為410 m。

脫扣器的靈敏程度需要滿足：

Id≥1.5Iz. （3）

式（3）中：Id為電纜末端的短路電流；Iz為電流脫扣器整定值。

隨著電纜長度和負荷的不斷增加，要想確保脫扣器的靈敏程度，就必須增大電纜的截面。如果在全站500 kV的配電裝置場地中應用環(huán)形供電網(wǎng)絡，那么其電纜的截面積就需要3×95+1×50=335 mm2，而這么大的電纜截面會直接造成施工難度的劇增。

2.2.2 輻射供電

將每串配電裝置預制艙中的交流分電柜指引到場地的匯控柜中，這時，每個回路都只需為一臺斷路器供電，其總負荷為5.38 kW，最大供電長度為60 m，所以就只需要選取3×16+1×10=58 mm2的電纜，電纜長度在10～62 m之間不等，一共需要1 300 m。

應用輻射供電電纜后，雖長度有所增長，但電纜的截面非常小，所以施工難度不大。而應用輻射供電方式后，電源都是來源于二次設備艙當中，所以二次設備艙中的負荷有所增長，站用電柜到二次設備艙當中的電纜必須要加粗。雖然這種情況會導致部分費用增加，但其綜合造價還是明顯比環(huán)形供電低。應用輻射供電的方式，每個回路都只靠一個匯控柜來供電，但應用環(huán)形供電網(wǎng)絡需要與很多匯控柜串接，其供電可靠程度比輻射供電要低。

3 結束語

綜上所述，要想優(yōu)化500 kV標準配送式智能變電站站用電系統(tǒng)，就要與二次預制艙相結合，將其中的接地、隔離開關的負荷、斷路器以及匯控柜等負荷選用輻射供電的方式，降低電纜工程和電纜截面的造價，并降低電纜施工難度。

參考文獻

[1]陳斌，李海烽，劉蘇琴.500 kV標準配送式智能變電站站用電系統(tǒng)優(yōu)化設計[J].江蘇電機工程，2015（01）.

[2]翟利民.山西臨汾220 kV曲沃智能變電站工程項目后評價研究[D].北京：華北電力大學，2014.

〔編輯：王霞〕