淺談留路110kV變電站的設計與施工

中國石油集團工程設計有限責任公司華北分公司電氣自控室 方宏偉 魯國榮

淺談留路110kV變電站的設計與施工

中國石油集團工程設計有限責任公司華北分公司電氣自控室 方宏偉 魯國榮

隨著變電站設計工作的日益增加，如何避免在設計工作中出現以下類似的問題，對留路110kV變電壓設計中的一些問題做一些探討、希望能夠對110kV變電站的設計能夠有所幫助與提高。

變電站 設計 綜合自動化系統 一次設計 二次設計

1 引言

留路110kV變電站是采油三廠留路地區重要的樞紐變電站，兩路110kV電源分別取自章西220kV變電站的178（章路線）間隔和任五110kV變電站的116（任留線）間隔。主變容量2×31500kVA，電壓等級為110/35/6kV，站內設35kV出線間隔7個，6kV出線間隔8個 。

近年來，隨著電力技術的飛速發展，新技術，新材料，新裝備的不斷涌現，留路110kV變電的設計，采用了無人值班變電站設計方案，110kV采用，35kV和6kV采用戶內鎧裝移開式金屬封閉開關柜。

2 主要設計過程

由于110kV變電站的改造設計是在原有場地上進行整體改造，還要保持供電的連續性，這樣給設計和施工增加許多難度。本工程的設計經過多次方案的討論和專家的評審最終確定了施工圖方案。在場區的西北角新建一座二層綜合樓，一層為6kV配電裝置室、電容器室、中控室，二層為35kV配電裝置室、集控中心，中間為電纜夾層。110kVGIS設備和變壓器室外布置。主廠房四周設置環形道路。110kV采用架空進出線，35kV采用架空進線，電纜出線，6kV采用架空母排進線、電纜出線。

3 主要設備選擇

(1)110kV電氣設備：采用SF6氣體絕緣金屬封閉組合式開關設備，分箱式。(2)35kV和6kV電氣設備：35kV和6kV開關柜，選用鎧裝移開式金屬封閉開關柜，采用真空斷路器，配用永磁操作機構。(3)6kV電容器：選用成套電容器組。(4)電纜選擇: 電纜選用交聯聚乙烯絕緣電力電纜。

4 自動控制及繼電保護

微機綜合自動化系統采用南瑞繼保RCS-9600CS系列，采用分層、分布式微機綜合自動化系統，該系統除在各測控保護單元保留緊急手動操作跳合閘的手段外，其余全部控制、監視、測量和報警功能均可通過微機監控系統來完成。該系統具有簡單可靠、經濟、抗干擾能力強、兼容性好、可擴充性強等優點，實現變電站的無人值守。微機綜合自動化系統圖如下圖1所示。

4.1 變壓器保護：

變壓器保護配置了差動保護RCS-9671CS，后備保護RCS-9681CS ，非電量保（本體保護）RCS-9661CS，及變壓器本體測控及調壓 RCS-9703C。

(1)差動保護RCS-9671CS

配有：差動電流速斷保護；二次諧波制動原理的比率差動保護；CT斷線檢測及閉鎖：主變各側電流相位差與平衡軟件補償；差流越限告警；

(2)后備保護RCS-9681CS

①110kV后備保護：

110kV側配置復合電壓閉鎖過流保護，保護動作延時跳開變壓器各側斷路器；配置零序電流保護。110kV過負荷保護:延時發過負荷信號，主變過負荷起動通風。

②35kV側后備保護：

35kV側配置復合電壓閉鎖過流保護，保護為二段式。

35kV過負荷保護：延時發過負荷信號。

③6kV側后備保護：

6kV側配置時限速斷、復合電壓閉鎖過流保護。

6kV過負荷保護：延時發過負荷信號。

(3)非電量保護RCS-9661CS

對變壓器非電量保護應能按變壓器廠的要求，跳閘或發告警信號（包括變壓器本體和有載瓦斯、變壓器壓力釋放、變壓器本體和有載油位異常等）。

(4)測控裝置RCS-9703C

遙信：可以定義輸入結點，如狀態輸入、告警輸入、主變分接頭輸入。

遙控：控制斷路器。

有載調壓：可采集主變分接頭檔位，響應當地主站發出的遙控命令，調節分接頭的位置。

模擬量采集：根據不同電壓等級要求能上送本間隔三相電壓、三相電流、3UO、3IO。、有功、無功、頻率等。

直流、溫度采集：可采集多種直流量，還能完成主變溫度的采集上送。

4.2 110kV線路保護和測控裝置

(1)線路保護裝置RCS-9616CS

110kV線路配置具有三段相間和接地距離、四段零序方向過流保護，具有本線路遙測、遙信、遙控功能，線路具有備電源自投功能，具有斷路器操作回路。

(2)線路測控裝置 RCS-9709C遙控：控制開關及刀閘的合分遙信：開關及刀闡位置，保護跳閘、重合閘、裝置故障、控制回路斷線等信號。

(3)110kV分段保護

母聯斷路器保護裝置RCS-9616CS, 備自投裝置RCS-9751CS, 110kV電壓并列裝置RCS-9662CII。

三段式電流保護、充電保護功能，具有本線路遙測、遙信、遙控功能，具有斷路器操作回路。

4.3 35kV線路保護

(1)線路保護測控裝置RCS-9611CS

35kV線路配置具有三段式低電壓閉鎖方向過電流保護、三段式低電壓閉鎖方向帶時限過電流保護、過負荷保護、具備三相一次自動重合閘（后加速）、低周減載、小電流接地選線功能，具有本線路遙測、遙信、遙控功能，具有斷路器操作回路。

(2)35kV分段保護測控裝置RCS-9616CS

35kV分段設置三段式過電流保護、充電保護功能，具有本線路遙測、遙信、遙控功能，具有斷路器操作回路。具有檢同期功能。

4.4 6kV線路保護

(1)線路保護測控裝置RCS-9611CS

6kV線路配置具有三段式過電流保護、過負荷保護、具備三相一次自動重合閘、低周減載、零序過電流保護、零序電壓保護、小電流接地選線功能，具有本線路遙測、遙信、遙控功能，具有斷路器操作回路。

圖1

(2)分段保護測控裝置RCS-9616CS

6kV分段配置三段式電流保護、充電保護功能，具有本線路遙測、遙信、遙控功能，具有斷路器操作回路。

(3)6kV電容器保護測控單元RCS-9631CS

電力電容器組配置時限速斷保護、過電流保護、過電壓保護、低電壓保護、不平衡電壓保護、過負荷保護。

5 所用電及直流電源

所用電系統電壓為380V/220V，采用單母線接線方式，雙電源供電，其中兩回電源引自35kVⅠ、Ⅱ段母線上的所用變柜，兩回電源為“一主一備”工作方式，主電源故障時備用電源自動投入，切換設備安裝在交流屏內。

直流系統由2臺充電機、二組蓄電池構成，直流系統為單母線接線方式，2臺充電機互為備用，自動切換。充電機由多個高頻開關整流充電模塊并聯，N+1熱備份，可帶電拔插，并具有自動均流功能。電池采用閥控式密封鉛酸蓄電池，容量200Ah。

6 實施過程中問題總結

在變電站實施過程中遇到許多問題，首先是在GIS安裝過程中土建已經做好的GIS基礎與所提條件基礎對應不上，沒有滿足GIS的要求，致使GIS基礎出現大量的返工現象，造成這種現象的原因是在土建專業沒有按照電氣設計人員所提的條件做基礎，在后來因為時間關系沒有對圖過程。因此為了避免這種情況的發生，在以后工作中一定要把所提的資料和相關專業進行認真仔細的核對，嚴格把握圖圖程序。

在主變實施過程中，主變基礎的軌距參照舊圖在給土建提資料，但在施工過程中發現現有主變基礎與原有的不符合，原有主變的基礎中心距是1020×1020 mm，但是我們在參照舊的主變給土建提的基礎是橫向（T）×縱向（E）2040×1475mm。造成這種原因是盲目的相信以前設計成果，沒有深入研究資料。在現場中發現主變的基礎油修改過的痕跡。所以我們以后再參照別人的設計成果時，一定要多問一下為什么，要弄清弄懂確保萬無一失。

由于設計空間的限制，在經過主變門型構架進35kV開關柜時，35kV線路A、B、C三相出現了很大角度的傾斜，在主廠房墻上預留的35kV進線掛鉤距穿墻隔板較近，如果采用35kV的絕緣字串對A、B、C三相之間的安全距離滿足不了要求，因此換成110kV的絕緣字串來。

在中控室的設計中預留的中控室房間太小，致使直流系統單獨放在了一個房間，而不能把直流屏同保護屏、線路屏等二次屏柜放在一個房間，這樣不便于集中管理，以后再設計110kV變電站中一定要預留足夠大的中控室。

110kV章留線采用電纜進線，在設計過程中預留了電纜進線構架，但是在實際安裝過程中發現110kV電纜頭體積大重量沉，而且110kV電纜頭撓性不好，所作的構架不能滿足安裝的要求。根據現場實際情況和油建施工單位結合把所作的110kV構架進行了更改，改造之后為下圖所示進線構架。后來在同GIS廠家結合的時候知道GIS進線套管能直接做成電纜形式的，這樣在接線和維護的時候就比較方便了。在以后采用GIS設備而且電纜進線的時候一定要同廠家結合好。

除了以上所述問題，在是施工中還有許多的小問題在這里就不一一贅述了。我們在以后進行變電站的設計時應“以經濟效益為中心，以質量為根本”，一定要善于思考，善于總結，把設計做到精益求精。

7 結束語

留路110kV變電站工程建設，既有成功的經驗又有總結的教訓，有待于我們在今后的設計中改進和提高，使設計水平再上新臺階。