變電站一次系統(tǒng)設(shè)計探討

袁平

摘要：近年來，電力網(wǎng)絡(luò)規(guī)模逐步擴展，電力設(shè)施日益更新，人們對電網(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，關(guān)系著電網(wǎng)供電的可靠性。對變電站的一次系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計，能夠確保電網(wǎng)供電方面的正常運行。文章對110kV變電站一次系統(tǒng)的設(shè)計進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：110kV變電站；一次系統(tǒng)設(shè)計；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)識碼：A

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

由于現(xiàn)代社會的高速發(fā)展，電力工業(yè)已成為國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)，不但普遍地影響并制約國民經(jīng)濟其他部分的成長與發(fā)展，而且對加強人民的物質(zhì)和文化生活水平有重要影響，對社會的進(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，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，我國城市電力網(wǎng)和農(nóng)村電力網(wǎng)都在實施大規(guī)模的改良；我國電力網(wǎng)的實際情況是普通的變電所還在使用，中小型變電所、微機監(jiān)控變電所、綜合自動化變電所逐漸顯現(xiàn)，能夠快速地成長發(fā)展。所有的變化發(fā)展主要依據(jù)變電設(shè)計的基本原理，110kV變電所是最為常見的常規(guī)變電所，因而對它的電氣一次系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行相關(guān)

研究。

1 電氣主接線設(shè)計

1.1 主接線的設(shè)計原則

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、變壓器、路線、斷路器等的數(shù)目、連接形式和能夠的運作系統(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作以及配電裝置的安插，對于主接線規(guī)劃涉及領(lǐng)域非常廣泛。要遵循國家有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟政策的有關(guān)規(guī)定，爭取做到技術(shù)一流、經(jīng)濟合理、安全可靠。

1.2 主接線設(shè)計的基本要求

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、運行矯捷、操作檢驗便利、投資借鑒和過渡或擴建等要求。

1.2.1 主接線可靠性的要求。可靠性的主要事情是對用戶提供穩(wěn)定的電源。評測可靠性的標(biāo)準(zhǔn)是進(jìn)行運作實施。主接線的可靠性是通過對其組成元件，包括一、二次部門在運作中可靠性的綜合評估。因而，還要考慮一次裝備對供電可靠性所產(chǎn)生的影響以及繼電保護(hù)二次裝置的故障對供電所產(chǎn)生的影響。評測主接線可靠性指標(biāo)為：（1）斷路器檢驗?zāi)軌驅(qū)е峦ｋ姡唬?）線路、斷路器、母線故障和檢查時，停運線路的回數(shù)和停留時間的長短；（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）對于調(diào)度的要求主要是對電力運行矯捷以及變壓器、線路、分派電源和載荷的剔除，在系統(tǒng)發(fā)生事故時，符合其事故運作狀態(tài)下、檢驗體系下以及特殊運行體系下的調(diào)度要求；（2）對于檢修要求主要針對便捷地停下斷路器、母線以及繼電保障設(shè)置進(jìn)行有關(guān)安全檢驗，不太影響用戶的供電。

1.2.3 主接線經(jīng)濟性的要求。在達(dá)到技術(shù)要求的情況下，做到經(jīng)濟正確：（1）投資?。褐鹘泳€簡單便捷，能夠減少斷路器利用、斷絕開關(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、絕緣子和安置費用；（3）電能損耗少：經(jīng)濟選擇主變壓器型式、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 主變壓器臺數(shù)的確定

為保障供電的可靠性，變電所大體會選取配備兩臺主變壓器。

2.2 調(diào)壓方式的確定

按照設(shè)計計劃中體系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)生的電量多少來決定主變壓器的容量，有的變電所會配備兩臺主變壓器，每個變壓器容積應(yīng)依照Sn=0.6PM選擇，對于常規(guī)的變電所來說，會考慮變壓器發(fā)生事故后會產(chǎn)生的負(fù)荷容積的多少來具體確定主變的容量，其由Sn=0.6PM來確定。當(dāng)主變生事故停止時，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，對于其他的變壓器發(fā)生事故也要滿足40%的供電負(fù)荷，因為一般電網(wǎng)變電所會有25%的供電負(fù)荷是沒

有的。

3 確定主接線方案

3.1 主接線方案的可靠性對照

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

3.1.2 35kV側(cè)。方案Ⅰ：單母線采用分段來接線，設(shè)備某個線路出現(xiàn)問題時，該回路要停止運行且分段線路也停止運作時兩端的母線繼續(xù)運作。當(dāng)該設(shè)備母線的某段出現(xiàn)故障時，需要自動解除斷路器分段的障礙令，其他正常的母線不會停電。方案Ⅱ：單母線分段和其他路接線，檢測某一臺斷路器時，可采用旁路斷路器取代；當(dāng)某一母線檢查故障時，其他路的斷路器只可取代回路的運作，本段母線上別的線路要停止運行。10kV側(cè)：由于兩方案接線方法類似，因而不進(jìn)行對比。

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，主變的剔除和投入較繁雜，線路的利用和剔除簡單便捷；方案Ⅱ：調(diào)度操作時可以矯捷地使用和剔除線路和變壓器，方便擴展。

3.2.2 35kV側(cè)。方案Ⅰ：運行體例繁雜，調(diào)度操作簡略靈活，便于擴建，但當(dāng)開關(guān)或二次檢驗時線路要停運，影響供電；方案Ⅱ：運行體例繁雜，調(diào)度操作繁雜，但可以矯捷地投入和切除變壓器和路線，便于擴建。10kV側(cè)：兩方案相同。

通過綜合分析評測，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

綜上所述，在變電站一次系統(tǒng)設(shè)計中，要緊握主接線和變壓器的原則，科學(xué)規(guī)范設(shè)計以及實施過程，同時也要經(jīng)濟合理，避免經(jīng)濟上造成的損失，針對出現(xiàn)的相關(guān)問題也要及時處理解決，提高運作效率。

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（責(zé)任編輯：周 瓊）