110kV變電站配電設(shè)備最佳配置

摘要：近幾年，我國(guó)在建設(shè)與完善電網(wǎng)工程當(dāng)中投入了大量的資金，現(xiàn)在我國(guó)的電網(wǎng)工程已經(jīng)全面地建設(shè)起來(lái)。建設(shè)完成的110kV變電站，擁有更合理的結(jié)構(gòu)，在運(yùn)行過(guò)程中，能夠更加的經(jīng)濟(jì)、安全。文章主要對(duì)110kV變電站配電運(yùn)行技術(shù)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：110kV變電站；配電運(yùn)行；主變壓器

中圖分類號(hào)：TM633 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）15-0110-02

1 主變壓器的選擇

1.1 變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的確定

主變壓器是發(fā)電廠和變電站中最主要的設(shè)備，它在電氣設(shè)備的投資中所占的比例較大，同時(shí)與之相配的電氣裝置的投資也與之密切相關(guān)。

首先是主變臺(tái)數(shù)的確定。對(duì)于大城市郊區(qū)的變電所，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所安裝兩臺(tái)主變壓器為宜。而對(duì)地區(qū)性孤立的一次變電站或大型專用變電站，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝設(shè)三臺(tái)主變壓器的可能性。

其次是主變壓器容量的選擇。選擇容量的要求：站用變電站的容量須滿足正常的負(fù)荷需要，而且要留有10%左右的容度，以備加接臨時(shí)負(fù)荷之用。

1.2 主變壓器容量的確定

主變壓器容量一般按變電所建成后10年之內(nèi)的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期10～20年的負(fù)荷發(fā)展。對(duì)于城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)于城市規(guī)劃相結(jié)合。但是，同級(jí)電壓的單臺(tái)降壓變壓器容量的級(jí)別不宜太多，應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行系列化、標(biāo)準(zhǔn)化：

變壓器額定電壓規(guī)定：變壓器一次繞組的額定電壓等于用電設(shè)備的額定電壓。但是，當(dāng)變壓器的一次繞組直接與發(fā)電機(jī)的出線端相連時(shí)，其一次繞組的額定電壓應(yīng)與發(fā)電機(jī)額定電壓相同，變壓器的二次繞組的額定電壓比同級(jí)電力網(wǎng)的額定電壓高10﹪，但是10kV及以下電壓等級(jí)的變壓器的阻抗壓降在7.5﹪以下。若線路短，線路上壓降小，其二次繞組額定電壓可取1.05Ue。因此，高壓側(cè)額定電壓60×1.05%=63（kV）；110（kV）中壓側(cè)額定電壓：35×1.05%=36.75（kV）；低壓側(cè)額定電壓：10×1.05%=10.05（kV）。

1.3 主變壓器的型式

110kV降壓變一般可采用油浸式和干式兩種油浸式過(guò)載能力強(qiáng)，維修簡(jiǎn)便，屋內(nèi)外均可布置，價(jià)格便宜。干式變壓防火性能好，布置簡(jiǎn)單，屋內(nèi)布置在電壓開關(guān)柜附近，縮短了電纜長(zhǎng)度并提高供電可靠性，干凈，但過(guò)載能力低、絕緣余度小、價(jià)格貴。一般采用的冷卻方式有：自然風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷、強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)冷卻。但是冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，變壓器允許的過(guò)負(fù)荷時(shí)間，會(huì)直接影響冷卻系統(tǒng)的供電的可靠性。

根據(jù)電氣工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)，冷卻系統(tǒng)故障時(shí)，變壓器允許的過(guò)負(fù)荷，油浸風(fēng)冷變壓器，當(dāng)冷卻系統(tǒng)發(fā)生故障切除全部風(fēng)扇時(shí)，允許帶額定負(fù)荷運(yùn)行的時(shí)間不超過(guò)下表規(guī)定值，見表1：

2 配電運(yùn)營(yíng)設(shè)備

配電裝置一般布置為110kV的戶外配電裝置，基本上采用的是軟母線半高型的布置方式；過(guò)電壓保護(hù)與接地時(shí)主要是利用裝設(shè)在110kV出線門型架上的兩支25m高的避雷針以及站內(nèi)兩支25m高的獨(dú)立避雷針聯(lián)合作為防直擊雷保護(hù)，變電站的接地方式主要以水平接地體為主，輔之以垂直方向的接地極。水平方向的接地帶主要采用的是50×6的熱鍍鋅扁鋼，它的埋深為0.88m，垂直方向的接地極采用∠50×50×5L=2500mm的熱鍍鋅角鋼，主控制室及屋內(nèi)配電裝置埋設(shè)環(huán)形接地網(wǎng)，構(gòu)架避雷針、獨(dú)立避雷針和避雷器設(shè)置以垂直接地極組成的集中接地裝置，并與屋外主接地網(wǎng)相連。各種設(shè)備接地部位應(yīng)與主接地網(wǎng)相連。通過(guò)規(guī)程計(jì)算，接地電阻不應(yīng)大于0.5?。為使接地電阻滿足要求，可以使用深埋接地體、使用降阻劑、提高接體數(shù)量等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。直流系統(tǒng)、控制及繼電保護(hù)主要是在站內(nèi)按終期規(guī)模的相關(guān)配置進(jìn)行一體化設(shè)置，交、直流電源系統(tǒng)二套，這其中包含有通訊直流電源、UPS不間斷電源，這就足以滿足全站對(duì)交、直流電源的相關(guān)需求。

一般而言，在直流分系統(tǒng)中多采用的是DC220V供電設(shè)備，它的配置為兩套高頻開關(guān)電源直流系統(tǒng)（單套4×20A），充電模塊按N+1備份方式配置；直流饋線柜二面。容量300Ah閥控式密封鉛酸蓄電池二組，單只2V，共216只，蓄電池組電壓220V。但是，在交流分系統(tǒng)中，多采用的是AC380/220V的供電裝置，它的配置智能站用電柜三面，其中包含2面進(jìn)線柜和1面的饋線柜，在此基礎(chǔ)上完成對(duì)全站照明、操作電機(jī)、后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)、相應(yīng)輔助系統(tǒng)等的供電。

逆變電源分系統(tǒng)的具體配置一般為逆變電源柜一面，逆變電源輸出容量不小于3kVA，正常運(yùn)行時(shí)的逆變電源模塊大致由交流分系統(tǒng)供電，交流分系統(tǒng)或整流模塊故障時(shí)則由外接的直流電源供電。

最后是通信電源分系統(tǒng)，一般采用的是DC48V，基本都是正極接地，不單獨(dú)設(shè)置通信電源，采用配置有2套DC/DC的轉(zhuǎn)換裝置。變電站的監(jiān)控系統(tǒng)采用的是較為成熟先進(jìn)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，按無(wú)人值班設(shè)計(jì)。

3 110kV側(cè)斷路器的選擇

3.1 預(yù)選SFM110-110/2000的斷路器

額定電壓的選擇為：Ue=110kV≥Uew=110kV；額定電流的選擇為：Imax===

=0.527kA，故：Ie=2000A≥527A；而額定開斷電流的檢驗(yàn)條件為：It=I″=4.39kA≤Iek=31.5kA。熱穩(wěn)定的校驗(yàn)取繼電保護(hù)保護(hù)裝置后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間tr=0.6s，斷路器分間時(shí)間to=0.03s，則tima=tr+to=0.6+0.03=0.63s。因此，110kV則短路電流熱穩(wěn)定電流為：Qdt=I∞2tima=4.392×0.63

=12.14kA2·s；Qr=It2t=31.52×3=2976.75kA2·s；故：Qr=2976.75kA2·s≥Qdt=12.14kA2·s。SFM110-110/2000的斷路器，可滿足技術(shù)條件要求

3.2 配電技術(shù)安裝調(diào)試注意事項(xiàng)

工程中應(yīng)選用比較先進(jìn)的設(shè)備，特別是規(guī)模大，容量高的中心變電站。值得注意的是及時(shí)主動(dòng)的溝通和協(xié)調(diào)是順利完成本期工程的關(guān)鍵所在。通過(guò)多種溝通方式及時(shí)將現(xiàn)場(chǎng)的動(dòng)態(tài)匯報(bào)給工程相關(guān)的管理部門，使工程順利并圓滿的完成。

本工程在安裝過(guò)程中，盡早形成全站交、直流供電系統(tǒng)，一方面主要設(shè)備選用電動(dòng)機(jī)構(gòu)，便于施工人員進(jìn)行操作和調(diào)整，另一方面，可減少現(xiàn)場(chǎng)使用臨時(shí)電源，保證用電安全；需要盡早形成本站的內(nèi)外通信系統(tǒng)，便于對(duì)內(nèi)外聯(lián)系和調(diào)試工作的開展。

對(duì)于戶外變電站，安裝的工作量大，對(duì)安裝的具體環(huán)境的要求是比較嚴(yán)格的，同時(shí)對(duì)安裝的具體工藝的要求是比較高的，而且，操作人員在技能水平及勞動(dòng)紀(jì)律中的要求是比較高的。在具體的安裝過(guò)程中，要特別地注意編制優(yōu)化的施工方案，提高工效，人力精簡(jiǎn)方面的作業(yè)。設(shè)備的組裝對(duì)工序和工藝的相關(guān)要求是較高的，而且在施工之前，必須對(duì)安裝現(xiàn)場(chǎng)全面無(wú)塵化處理后方可開蓋組裝。其中對(duì)SF6氣體管理需要制定專項(xiàng)措施。

本次主變壓器單臺(tái)容量高，在安裝中隱蔽工作多，工藝要求高，操作要求嚴(yán)格。將在主變安裝工作中形成的變壓器安裝工藝基礎(chǔ)上對(duì)絕緣油檢查和處理，器身檢查作業(yè)、附件儲(chǔ)存和安裝、有載調(diào)壓開關(guān)的檢查和傳動(dòng)、整體試驗(yàn)和傳動(dòng)等重要、隱蔽工序編制專門作業(yè)方案。對(duì)重要部件要嚴(yán)格按照主變安裝工藝規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行安裝。

試驗(yàn)和調(diào)試工作是確保設(shè)備安全投入運(yùn)行的關(guān)鍵。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況制訂詳細(xì)的試驗(yàn)、調(diào)試方案，并要提交電氣設(shè)備高壓試驗(yàn)報(bào)告、全站高壓電氣設(shè)備微機(jī)繼電保護(hù)調(diào)試報(bào)告，做到試驗(yàn)項(xiàng)目不漏項(xiàng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理問(wèn)題，為以后的變電站的電氣設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)檢修提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

4 結(jié)語(yǔ)

主變壓器是發(fā)電廠和變電站中最主要的設(shè)備，它在電氣設(shè)備的投資中所占的比例較大，同時(shí)與之相配的電氣裝置的投資也與之密切相關(guān)。在運(yùn)行的過(guò)程中，工作人員應(yīng)該了解與掌握110kV全站主變，110kV線路，10kV線路微機(jī)繼電保護(hù)，電力自動(dòng)化系統(tǒng)，通訊系統(tǒng)，交、直流電源自動(dòng)切換系統(tǒng)原理，運(yùn)行狀態(tài)查詢與事故處理、故障查詢及檢修的方法，明確相關(guān)的運(yùn)行管理規(guī)定制度，經(jīng)常組織運(yùn)行人員對(duì)以往電力系統(tǒng)的異常、故障運(yùn)行、事故情形進(jìn)行分析，提出怎樣防止事故發(fā)生的方法并且賦予行動(dòng)，確保110kV變電站安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯：周 瓊）