風電基地升壓站110kV電氣主接線方式優化

張建超

摘要：隨著我國經濟的不斷快速發展和人民生活水平的進一步提高，對變電站的供電能力提出越來越高的要求。加上國家提倡加快城網和農網的建設和改造，更好拉動內需的發展需要，使得llOkV變電站的建設速度非常快。我國的風電升壓站一般是110KV 的電站，在接線的時候，弊端比較多，使用的成本消耗大，因此要對這種接線方式進行優化，即擴大單元線路變壓器組接線方式，這種方式在降低成本上有一定的效果。

關鍵詞：風電基地;升壓站;110KV 電氣主接線

全國上下所有的工業、服務業，甚至是農業的發展都離不開電力的支持。因此我國要不斷的完善電力供應系統，以滿足國民經濟的高速發展，切合我國的國情。我國現在開始大力開發風能資源，而在各地規劃風電基地，尤其是我國風資源較豐富的地區建設的風電基地數量持續上升。所有的風電基地都具有共同的特點，風能資源比較好，而且每一年基地運行的時間達到8000h以上，可利用的小時數超過2500h。國家在建設基地的時候，比較重視基地的位置，而一般情況下，基地的位置都是在電網的末端，一個基地通常都是有十幾座風電場組成，而基地中建立的110KV接線的方式卻是選擇用一個半斷路器進行接線。

一、風電場升壓站主變壓器及主接線方式選擇

主變壓器是風電場升壓站的主要設備，通過提高外送風電電壓，減小線路上輸送的電流，降低線損。主接線方式即高壓電氣設備之間的相互連接關系，結合風電場的裝機容量等基本情況，選擇了風電場升壓站主變壓器型號以及主接線方式。風電場升壓站主變壓器的選擇主要考慮一下方面：主變容量、主變臺數、主變電壓等級、主變接線方式等。風電場出力特性不同于火力發電廠出力特性，如風電場功率因數通常較高、一般不處于滿發狀態，這些特性決定了風電場升壓站主變的選擇不同火力發電廠。另一方面，風電場與火電廠相比地理位置更為偏遠、環境條件更為惡劣，多位于西北、西南等地區，其主變的選擇同樣要考慮當地環境特點，避免主變因環境原因在運行中出現問題。

（1）主變容量的確定。風電場升壓站主變壓器容量的確定，首先要考慮風電場的遠景規劃及分期開發規模，綜合確定主變壓器的安裝臺數和容量。風電場本期工程裝機容量為50MW，根據風電場運行特性，風電場實發功率一般小于應發功率，選擇主變容量時，可選擇風機總裝機容量。此外，考慮到風電場功率因數通常接近于1，故可以不計功率因數對變壓器容量的放大，風電場升壓站變壓器容量可以不必設置較大裕度：

（2）主變型號的確定。變壓器的調壓方式一般可以分為：有載調壓和無勵磁調壓。風電場主要配置雙饋風機，其具有有功輸出無功輸出解耦、具有一定出口電壓支撐能力，故對于風電場外送升壓站主變壓器調壓方式上的選擇上，變壓器電壓等級及變比的選擇上，升壓站主變是風電外送的首端，接入電壓等級為110kV，考慮到外送線路的壓降損耗，通常將升壓站主變電壓提高5%。

二、110KV 電氣主接線方式

某風電基地是某地區建設的風電項目之一，項目位于該地區北部，該基地下設的風電場，對基地的計劃容量是2.4GW，希望在一段時間內能夠達到3GW，該項目分工期完成。

1、初步方案。在工程中，我們可以使用的接線方案有兩種，一種是單母線接線;另外一種是擴大單元線路變壓器組。而這兩種接線方式都是經過仔細分析的，下面我們就要從不同的角度對這兩種方案進行比較，看哪個方案更合適在升壓站中使用。

2、故障成本分析。主要對110KV輸電線路110KV母線、主變故障及斷路器失靈狀況下，接線方式故障成本運行分析，在各種故障方式下，兩種主接線方案故障成本相同。

3、電氣主接線優化

（1）在110KV電氣主接線的方案中，主變間隔可以使用兩套完全不同的設備，一個設備是進線隔離開關以及雙接線隔離開關，另外一個是斷路器在綜合考慮了一些條件后，為了節省運行以及維護設備的費用，只使用進線隔離開關。這樣就可以讓電氣的主接線實現優化。

（2）共用一組避雷器及線路電壓互感器。在電氣上明確的規定了組合電器接線的位置上要安裝避雷針等設備，但是為了能夠滿足計量的要求，并且對設備進行保護，就要在110KV 進線的位置上安裝電壓互感器。再經過上文優化了HGIS 開關后，與該組合共用一個高壓空氣套管，在電氣布置上也加強了優化，使用的土地面積也比優化前的要少。

（3）110KV 智能設備。使用一個智能設備，這個設備是指一次性的設備，這個設備由三部分組成，一個是HGIS 本體的設備，一個是傳感器;另外一個就是智能的組件。其中電流互感器一般都是數字數而且有兩部分組成，一部分是常規互感器;另外一部分是合并單元。主變的HGIS 設備是由線路以及主變組合設備構成，在每一個間隔TA 上使用的二次卷數目為六卷，這六卷中其中四卷是用于保護作用，而剩下的兩卷作為計量測量工作。而且每一個間隔的位置上都要配置合并單元，數目為兩臺，這兩臺合并單元要接入到計量卷中，線路TV上要設置保護卷和計量卷，根據功能分別接入到合并單元中，這樣就可以在電壓數字轉化的時候，實現計量以及測量的轉化。在兩個主變間隔的位置上，要設立兩套智能的設備，每一套避雷設備上都要配置檢測設備狀況的監測裝置。

隨著我國電力系統的不斷發展，需要改進的地方也越來越多。只有設計出一套綜合性的變電站電氣主接線，才能夠滿足多方面的需求。對升壓站中的兩種接線方式進行探討與比較，在比較中發現單元線接線方式比較簡單、成本較低，無論是投入、運行維護還是拆除上，花費的資金都比較少，因此在110KV 升壓站中可以使用。在優化中取消多余的隔離開關，共同使用一組避雷器，這樣大大的減少了成本，提高國家電網的綜合水平。這對于保障國家經濟平穩運行也有重要的作用。我相信我們國家的電路系統必將更上一層樓，綜合實力也必將得到進一步的提升。

參考文獻

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