500kV智能變電站一次設(shè)計(jì)及工程應(yīng)用研究

常加辰

摘 要：伴隨人們生活水平的不斷地提高，人們對(duì)電力的需求不斷加大，500kV的變電站慢慢變成城市電網(wǎng)中非常重要的一個(gè)組成部分，保障整個(gè)城市電網(wǎng)可以安全運(yùn)行，另外給大型水力、火力還有風(fēng)電廠的電路運(yùn)輸過(guò)程中提出了很多新的要求。為了讓電能可以進(jìn)行科學(xué)、可靠的傳輸，500kV變電站需要提高其固有的作用，在整個(gè)電力系統(tǒng)當(dāng)中是非常重要的一部分，在進(jìn)行電能的分配和控制，以及轉(zhuǎn)變電壓的過(guò)程中非常關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：500kV；一次設(shè)計(jì)；工程運(yùn)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.175

1 500kV智能變電站一次設(shè)計(jì)要點(diǎn)

500kV變電站是高壓變電站的重要組成部分，它的工作性能直接關(guān)系到電網(wǎng)系統(tǒng)的科學(xué)性、運(yùn)行安全性和電能供應(yīng)穩(wěn)定性。而電氣接線作為整個(gè)設(shè)計(jì)工作的核心內(nèi)容，它在設(shè)計(jì)中一定要滿足可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)和安全等基本要求。

1.1 電氣主接線方案設(shè)計(jì)

1.1.1 基本要求

在對(duì)變電站進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們需要嚴(yán)格根據(jù)變電站的規(guī)模、線路情況、供電的距離還有中轉(zhuǎn)站的位置來(lái)進(jìn)行接線方式以及線路控制手段的選擇，在進(jìn)行綜合布局和分析的過(guò)程中選擇一些可以采取無(wú)人管理變電站的接線手段。變電站主要可以分為系統(tǒng)樞紐變電站、地區(qū)級(jí)重要變電站還有一般的變電站三種，500kV變電站一般情況下是系統(tǒng)樞紐變電站，其特征主要是有多個(gè)大電源還有大容量聯(lián)絡(luò)線交錯(cuò)，在整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中扮演著樞紐的角色，在高壓側(cè)交換系統(tǒng)當(dāng)中具有非常巨大的功率潮流，在壓側(cè)輸送很大的電能。在全站停電之后，可以造成整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性被破壞，電網(wǎng)逐步瓦解，導(dǎo)致大面積停電的情況發(fā)生。

1.1.2 500kV電氣接線

在對(duì)500kV配電裝置進(jìn)行接線方式選擇的過(guò)程中，如果變電站在整個(gè)系統(tǒng)中作用非常重要的時(shí)候，可以利用一些比較經(jīng)濟(jì)而且相對(duì)比較可靠的方法來(lái)進(jìn)行接線，一般情況下采取一個(gè)半斷路器接線。

1.2 電氣設(shè)備連接設(shè)計(jì)

在進(jìn)行變電站電氣設(shè)備的連接過(guò)程中要注意盡量防止占地面積增加的情況出現(xiàn)，所以在進(jìn)行選擇的時(shí)候盡可能地需要運(yùn)用一些占地面積相對(duì)比較小、特殊要求比較少的設(shè)施來(lái)進(jìn)行，只有這樣才能保障電纜設(shè)備具有相應(yīng)的連接穩(wěn)定性。在選擇電氣設(shè)備的過(guò)程中，一般情況下可以采取的技術(shù)主要包括了一些高阻抗的設(shè)備、穩(wěn)定性比較好的電氣設(shè)備還有一些參數(shù)比較高的設(shè)備，在運(yùn)用的時(shí)候能夠依照一些不同的標(biāo)準(zhǔn)和要求來(lái)進(jìn)行滿足變電站穩(wěn)定運(yùn)行設(shè)施的選擇。這些年以來(lái)，伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)愈來(lái)愈普遍，在變電站也慢慢被廣泛運(yùn)用。

2 500kV智能變電站一次設(shè)計(jì)工程應(yīng)用

2.1 工程概況

本500kV變電站工程位于山東某縣，一期工程主要進(jìn)行2臺(tái)主變的建設(shè)，每臺(tái)的容量大概是1000MVA，這個(gè)500kV的變電站對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，是具有樞紐性質(zhì)的變電站。它的建立對(duì)于山東電網(wǎng)來(lái)說(shuō)具有完善的作用，并且能夠提高供電的可靠性。該變電站主變壓器規(guī)劃是4臺(tái)，容量是4000MVA，一期工程建設(shè)2臺(tái)，容量2000MVA，主變型式：?jiǎn)蜗嘧择顭o(wú)載。500kV電壓規(guī)劃出線8回，本期500kV電壓出線3回。

2.2 500kV電氣主接線

對(duì)于500kV的電氣來(lái)說(shuō)，它的接線方式是運(yùn)用3/2以及遠(yuǎn)景的8線和4變進(jìn)行接線的，總共是5個(gè)完整的串。此期工程是采用3線和2變進(jìn)行接線，總共是2個(gè)完整的串。根據(jù)此次工期的高壓側(cè)出線的一些情況，需要建設(shè)#2和#4號(hào)的主變器以及#1和#3的遠(yuǎn)景，如果建成了，系統(tǒng)的備用容量將會(huì)比現(xiàn)在大很多，并且4組變壓器，就會(huì)使得主變故障率降低，所以接線的時(shí)候可以簡(jiǎn)單化，運(yùn)用不進(jìn)串，直接接母線的方式進(jìn)行，節(jié)約了成本。

2.3 一次設(shè)備整合

此次工程的高壓側(cè)和中壓測(cè)的GIS是運(yùn)用線圈型電子式的電流互感器，并裝在其內(nèi)部的。在主變中性點(diǎn)套管CT上使用了線圈型電子式電流互感器。由于間層的設(shè)備是采用的下方布置，所以合并單元也將采用下方的布置，將其放置在組件柜的當(dāng)中。在對(duì)主接線進(jìn)行分析得知，500kV的斷路器每個(gè)單位就需要配備2臺(tái)合并單元，200kV的斷路器每個(gè)單位需要配備2臺(tái)合并單元，用于接收電流和電壓的信號(hào)；每段母線也是需要配備2臺(tái)母線合并單元的。

2.4 智能主變壓器選擇

由于單組變壓器的容量特別大，而且重量高達(dá)幾百噸，考慮運(yùn)輸中會(huì)存在困難，所以盡量會(huì)使用單向變壓器。為了能夠節(jié)約成本，中壓測(cè)將配備自耦繞組和無(wú)載的調(diào)壓開(kāi)關(guān)。智能型的變壓器是由本體和組件兩部分組成的，本體中將安裝監(jiān)測(cè)傳感器、電流的互感器以及控制器等；組件包括監(jiān)測(cè)功能組工ED以及合并單元等，將其裝入組件柜中。該站采用的是變壓器本體和傳感器一體的設(shè)計(jì)，配置了油色譜和局放監(jiān)測(cè)，信息通過(guò)傳輸?shù)竭_(dá)專家系統(tǒng)，進(jìn)而到達(dá)監(jiān)測(cè)主站系統(tǒng)。

2.5 防雷接地

2.5.1 避雷器的配置

避雷針的安裝主要是在500kV線路的出口處以及主變壓器的側(cè)進(jìn)線的回路上，500kV線路上裝置的是444kV的避雷器，側(cè)進(jìn)線裝置的是420kV的避雷器。GIS的母線不需安裝避雷器，在主變壓器的高、中、低壓測(cè)線分別安裝一組避雷器。

2.5.2 接地

接地電阻及接地體選擇。變電站接地裝置以水平接地體為主，在避雷針、避雷器等處，增設(shè)垂直接地極以加強(qiáng)散流。根據(jù)地質(zhì)勘測(cè)資料、系統(tǒng)短路入地電流資料，經(jīng)計(jì)算本站主接地網(wǎng)接地電阻小于0.5Ω，跨步電位差值為158.68V，接觸電位差為329.66V，而最大容許跨步電位差值為204.7V，最大容許接觸電位差值為180.4V。接觸電位差的計(jì)算值不滿足要求，鋪設(shè)電阻率大于2000Ω m碎石后，電位差將升到594.6V，符合規(guī)程的要求，戶外水平接地體選用185mm2鍍銅鋼絞線（導(dǎo)電率40%），接地支線采用-50×4銅排。戶內(nèi)水平接地體采用-60×6鍍鋅扁鋼。

3 結(jié)束語(yǔ)

伴隨當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的速度不斷加快，對(duì)于能源的需求量不斷擴(kuò)大，在輸變電工程當(dāng)中，電壓的等級(jí)不斷提高，電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)改造也出現(xiàn)非常大的變化，電網(wǎng)在進(jìn)行實(shí)時(shí)信息傳輸?shù)臄?shù)量逐漸增多，這也給電網(wǎng)電氣在設(shè)計(jì)過(guò)程中的可靠性提出非常多的新要求，成為在變電設(shè)計(jì)過(guò)程中非常重要的目標(biāo)。對(duì)其進(jìn)行可行性研究是變電站發(fā)展的重要基礎(chǔ)，在項(xiàng)目核準(zhǔn)和技術(shù)的加強(qiáng)過(guò)程中具有非常大的意義。

參考文獻(xiàn)：

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