110kV變電站電氣裝置發展前景展望

陳有明

（漳州電業局，福建 漳州 363000）

1 主接線型式的發展

1.1 主接線型式的變化

1.1.1 110kV變電站在電網中的地位下降,110kV出線數目明顯減少

目前110kV電力網絡在電力系統中已經屬于配電網絡,對于新建的110kV變電站,采用“一進一出”的進出線方式是最普遍的。110kV出線數目的減少,直接決定了變電站接線的簡化。

1.1.2 具備更高可靠性的SF6和真空斷路器全面取代少油或多油式斷路器

設置旁路設施的目的是為了減少在斷路器檢修時對用戶供電的影響。SF6斷路器和真空斷路器的檢修周期可長達20年,在變電站中選用了SF6斷路器和真空斷路器后,斷路器檢修幾率大為減少,提高單回線路供電可靠性的根本措施轉變為建設第二供電回路,因為在單回線路供電情況下中斷供電的主要因素已經是線路故障,而不是斷路器檢修。故隨著近十多年來SF6和真空斷路器在110kV變電站中的普遍應用,帶旁路母線的接線方式在110kV及其以下電壓等級已告別了歷史舞臺。

1.1.3 110kV變電站由常規、有人值班站轉變為綜合自動化站,實行無人值班、遠方控制

某地區從20世紀的1997年建成第一座110kV綜合自動化無人值班站起,以后新建110kV變電站全為綜合自動化無人值班站,并陸續對過去的老站全部進行了自動化無人值班改造,變電站的控制模式也相應由過去的現場操作轉為遠方控制。隔離開關不宜遠方控制,為適應遠方控制的要求,變電站的電氣主接線型式應盡量減少改變運行方式時隔離開關的倒閘操作,減少變電站電壓等級和簡化接線,選用雙繞組變壓器,避免采用雙母、單母分段、帶旁路母線等隔離開關操作多的接線型式。對某地區110kV變電站的情況統計也說明了這一點,在1997年前建成的15座變電站中,有11座具有110kV、35kV和10kV三個電壓等級,占70%以上,而在1997年后建成的20座變電站中,僅有7座具有三個電壓等級,只占35%。

1.1.4 110kV變電站35kV、10kV出線的數目沒有明顯變化

根據某地區110kV變電站統計資料,1997年前和1997年后建成的變電站35kV出線和10kV出線數目沒有明顯變化,35kV出線一般在4～6回,10kV出線一般在10回左右。這可以從兩方面來加以解釋:一是35kV出線和10kV出線數目是由變電站主變壓器容量決定的,而110kV變壓器容量受制造工藝、經濟因素和技術條件的影響,在過去幾十年里沒有太大的變化；二是35kV和10kV電壓等級很多時候直接針對用戶,受經濟發展和用戶需求的影響,需要盡可能多設置出線間隔。另外,考慮到變電站供電的可靠性和靈活性，絕大多數的變電站建設規模按三臺主變壓器考慮,因此110kV變電站35kV和10kV部分的接線型式過去幾乎全采用單母分段。

1.2 主接線型式的現狀及前景展望

目前,對于新建的110kV變電站,110kV部分“一進一出”的進出線方式是最普遍的,單母線接線、橋形接線、線路變壓器組進線也相應成為主選,而單母線分段的接線方式多用于有四回進出線的場合,已經不是很常見了。對于最終容量為單臺主變的變電站,線路變壓器組進線方式無疑是首選,不過考慮到電網的聯絡和變電容量的備用,目前新建的110kV變電站建設規模還是以三臺主變居多,擴大外橋、擴大內橋方式無疑應用得更普遍些。

2 變電站一、二次設備的簡化和發展

110kV變電站的主接線及配電裝置型式發生了許多變化,更重要的是,隨著國民經濟和電力行業的發展,110kV變電站在整個電力系統中的地位和功能發生了許多改變,這些必然會帶來變電站電氣一、二次設備的變化。一、二次設備的簡化,不僅降低了造價,也降低了設備出現故障的幾率,減小了配電裝置的尺寸和占用空間,有利于減小變電站的占地面積,所以在技術條件許可的前提下,能簡化的設備就應該大膽地簡化。

2.1 耦合電容器和線路電壓互感器

在過去的110kV變電站中,耦合電容器和線路電壓互感器是很常見的一種設備,主要用于構成載波通道和為重合閘裝置提供線路側電壓,在一些年代久遠的裝設了手動同期裝置的變電站中甚至用于提供同期電壓。目前,載波通信方式由于其傳輸速率和可靠性的限制,在變電站中已經被光纖和微波通信方式所取代。另外,由于110kV電壓等級電力網絡已屬于配電網絡,在很多地區,出于保護配置簡單、整定方便和負荷潮流分布更加安全合理的需要,110kV電壓等級電力網絡都不再環網運行,而是采用單電源方式運行,電源點多為更高電壓等級變電站的110kV出線,線路倒換運行方式的電壓并列點也在更高電壓等級變電站的110kV出線斷路器上,這樣110kV變電站110kV線路重合閘方式檢測無電壓,和35kV、10kV線路重合閘一樣,無需檢測其線路側是否有電壓。所以,在一般情況下,110kV變電站110kV線路側的耦合電容器、線路電壓互感器等設備應該可以取消了。當然,那些有小電廠上網的110kV線路除外。

2.2 主變套管TA

同樣的,由于110kV電壓等級的變電站已經不再考慮旁路母線的設置了,過去為代路切換主變差動保護而經常考慮的主變110kV側套管TA也可以考慮簡化。現在,主變110kV側斷路器間隔獨立TA一般是五個繞組,其中保護繞組三個,測量繞組一個,計量繞組一個。考慮到過去常常需要設置的110kV母差保護由于變電站出線回路數的減少現在已經不再考慮了,這樣,三個保護繞組一個用于差動,一個用于后備,還備用一個。所以,主變壓器110kV側套管TA大可以取消。

2.3 變電站同期裝置

110kV變電站中110kV電壓等級同期并列點的取消,直接會導致變電站集中同期裝置的取消,這大大簡化了變電站中相應電氣控制回路的接線。

2.4 母差保護

隨著110kV變電站的出線回路數越來越少,變電站中原先很常見的母差保護現在已經很難遇到了,取而代之的是進線備自投裝置。這種裝置用于“兩路進線,一用一備”的場合,對于提高供電可靠性,減少停電時間有很大的好處。

3 結束語

110kV電力網絡已下降為配電網絡,大多數110kV變電站也淪為負荷型的終端變電站。相信隨著相關領域各種技術的迅速發展,變電站綜合自動化系統也將不斷地發展,并逐步滿足電力系統規模不斷擴大的需求及對電能質量要求不斷提高的需求。

參考消息

[1]陳志梅,孟忠澤,王健,李楊,弓建新.110kV 變電站綜合分析裝置的設計原則探討[J].電力學報，2003-03-30.