淺談110kV變電站的電氣主接線選擇問題

汪海

摘 要:電氣主接線的安全、可靠和經濟性能是變電站電氣主接線選擇過程應綜合考慮的幾個方面。本文筆者查閱大量參考文獻資料,并根據多年的相關工作經驗,提出幾點有關110kV變電站電氣主接線在選擇過程中應考慮的幾個方面問題,文中還提出了對變電站電氣主接線選擇的基本要求和關鍵選擇因素。

關鍵詞:110kV變電站 電氣主接線考慮因素

中圖分類號:TM343 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)05(a)-0091-01

1 引言

變電站電氣主接線是指高壓電氣設備通過連線組成的接受或者分配電能的電路。其形式與電力系統整體及變電所的運行可靠性、靈活性和經濟性密切相關,并且對電氣設備選擇、配電裝置的布置、繼電保護和控制方式的擬定有較大影響。所以,主接線設計是一個綜合性問題,應根據電力系統發展要求,著重分析變電所在系統中所處的地位、性質、規模及電氣設備特點等,做出符合實際需要的經濟合理的電氣主接線。下面就110kV變電站電氣主接線的選擇作一探討。

2 變電所主接線基本形式的變化

隨著電力系統的發展、調度自動化水平的提高及新設備新技術的廣泛應用,變電所電氣主接線形式亦有了很大變化。目前常用的主接線形式有:單母線、單母線帶旁路母線、單母線分段、單母線分段帶旁路、雙母線、雙母線分段帶旁路、1臺半斷路器接線、橋形接線及線路變壓器組接線等。從形式上看,主接線的發展過程是由簡單到復雜,再由復雜到簡單的過程。在上世紀70年代,由于當時受電氣設備制造技術、通信技術和控制技術等條件的制約,為了提高系統供電可靠性,產生了從簡單到復雜的主接線演變過程。在當今的技術環境中,隨著新技術、高質量電氣產品廣泛應用,在某些條件下采用簡單主接線方式比復雜主接線方式更可靠、更安全,變電所主接線日趨簡化。因此,變電所電氣主接線形式應根據可靠性、靈活性、經濟性及技術環境統一性來決定。

3 電氣主接線的關鍵因素

3.1 配電裝置的選型

目前,110kV高壓配電裝置常采用的布置形式有屋內布置和屋外布置兩大類;屋內布置又分為普通電器安裝在屋內布置、110kV斷路器小車屋內布置、SF6全封閉組合電器(GIS)屋內布置三種形式。采用普通電器安裝在屋內布置和110kV斷路器小車屋內布置,每個間隔寬度可以設計成6.5m,跨度約12m,占地面積相當,投資也相差不大,多用在城郊或污染較嚴重地區。SF6全封閉組合電器(GIS)屋內布置占地最小,運行維護最好,但投資較高,多用在城市中心和用地非常緊張的地方。

屋外布置分為屋外半高型布置、屋外高型布置、屋外中型布置三種形式。半高型布置是將母線與母線隔離開關升高,把斷路器、電流互感器等設備直接布置在升高母線的下方,使配電裝置跨度尺寸減少,但由于進出線間隔不能合并,各占一個間隔,使橫向面積增大,對于進出線回路多的變電站,多采用該布置。高型布置是將母線與母線隔離開關上下重疊布置,適用于雙母線布置,屋外中型布置是將所有電氣設備都安裝在地面設備支架上,母線下不布置任何電氣設備,具有布置比較清晰、不易誤操作、運行可靠、施工和維修都比較方便、構架高度低、造價低等的優點,各地電業部門無論在運行維護還是安裝檢修方面都積累了比較豐富的經驗。

3.2 相關電氣設備及典型接線方式

變電站高壓電氣主接線應該包括的電氣設備包括:主變壓器、變壓器高壓引出線、母線、隔離開關、斷路器、跨條、繼電保護裝置、電流互感器、電壓互感器、避雷器等等。在110kV變電站電氣主接線設計選擇中,主要考慮終端變電站和中間變電站這兩種功能的變電站。

終端變電站又稱受端變電站,這類變電站接近負荷中心,110kV進線一般為兩路進線,通過兩臺主變將電能分配給低壓用戶;在確保供電可靠性的前提下,變電站主接線設計應有利于規范化、簡單化、自動化及無人化,盡可能減少占地面積,變電站電氣主接線的選擇應根據負荷性質,電氣設備特點及上級電網強弱等因素確定。一般終端變電站高壓側主接線形式常選用以下三種方式:1)線路—變壓器組接線;2)外橋接線;3)內橋接線。

4 線損控制及技術裝備原則

由于導線的電磁耦合作用、線路的不完全平衡換位和三相負荷的不對稱性,架空地線間或地線與大地間會形成感應電流回路,從而在地線上產生電能損耗。控制和降低線損對電網經濟運行有重要影響。線損控制的基本原則如下:①配電網規劃應按線損“四分”管理要求控制分壓技術線損,對AC類區域110kV電壓等級線損率控制目標小于0.5％,D、E、F類區域線損率控制目標分別小于2％、3％、4％。②各地根據本地區經濟社會發展規劃,確定實現線損率控制目標的年限。③配電網規劃時,應根據現狀分析影響線損率的因素,并提出改造與完善措施;設備選型時,在確保供電可靠性的前提下,應盡量采用節能低耗的設備。

此外,變電站電氣設備較多、環境復雜且不易檢修,采用在線監控的方式可有效減少設備故障,防止出現電網大規模停電事故。變電站電氣設備應滿足以下技術原則:①配電網技術裝備應滿足節能環保要求,110kV變電站應實現綜合自動化。②主要城市應規劃建設配電網管理信息系統。③城市配電網應根據需要裝設電能質量監測裝置。④易受自然災害侵襲的地區,應有針對性的適度提高配電網建設標準,適當規劃配置應對大面積停電的應急保障電源,加強防災減災能力變電站繼電保護裝置是保護電氣設備的重要環節,是根據變電站運行過程中出現的電流電壓、頻率、溫度突變引起的執行有選擇性跳閘及保護措施的裝置。其保護范圍包括發電機、電力變壓器、線路、電力電容器保護和高壓電動機。

5 結語

變電站電氣主接線的設計選擇過程,應充分考慮其供電可靠性、運行檢修的靈活性、適應性、可擴展性和經濟合理性等等。另外,應綜合思考影響主接線的關鍵因素。變電站電氣主接線的選擇能否滿足以上要求,就對變電站電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和控制方式的擬定產生重要影響。如何針對各個變電站的供電能力及其他各個方面特點,積累變電站電氣主接線的設計選擇經驗,將有利于提高變電站的整體供電能力,并有效保證其可靠性。

參考文獻

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