220kV變電站主接線運行經濟性選擇的探討

惠 娟 涂曉利

（1、河南省眾慧電力工程咨詢有限責任公司，河南 鄭州 450000；2、河南博慧方舟咨詢發展有限公司，河南 鄭州 450000）

變電站的主接線的設定與否跟所有的電力系統都是息息相關的，隨著電力系統的不斷發展，新技術的運用，以及運行方式的不斷改善，不僅要考慮新技術的經濟型還要考慮到新技術的故障檢測以及主變電站的線路連接與線路的選擇。一個變電站的電氣主接線包括高壓側、中壓側、低壓側以及變壓器的接線。本文針對220kv變電站主接線運行經濟性選擇探進行分析。

1 主接線選擇的一般要求

在變電站的主接線的運行以及其他部分的接線設置中一般根據電源的穩定情況、負荷性質以及容量大小確定主接線的運行方式以及接線形式。架空極限的避雷器的設置，電纜進線的安裝等都與注解的線路有聯系。一段的母線設置電壓互感器，而分段的單母線正常運行時仍是一樣的。而且設在母線上的電壓互感器及避雷器可合用一組隔離開關，減少安裝的花費。在進出線的回路上按計量，繼電保護要求進行安裝電流互感器。為防止主接線操作超過電壓的額定電流，應在供電變壓器的10～35KV線路上安裝吸收器或避雷器保證變電站的安全。

2 主接線的經濟性選擇

一般在電氣設備的施工中的220kv的主接線采用雙母線或者是3/2接線，針對這兩種節點的線路進行了經濟性考慮，如下：

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2.1 單母線分段

優點：母線經斷路器分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個供電電源；一段母線故障時(或檢修)，僅停止故障(或檢修)段工作，非故障段仍可繼續工作。

缺點：當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時，接在該段母線上的電源和出線，在檢修期間必須全部停電；任一回路的斷路器檢修時，該回路必須停止工作。

2.2 雙母線接線

優點：供電可靠，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷，一組母線故障后，能迅速恢復供電；調度靈活；擴建方便。

缺點：接線復雜，設備多，母線故障有短時停電。

2.33/2接線

優點：高度可靠性，調度運行靈活，操作檢修方便。任一母線故障或檢修，均不導致停電。缺點就是造價高，而二次控制復雜。

從上述的比較可以看出，三種接線從技術的角度來看主要的區別是在可靠性上，雙母線比單母線可靠性高，3/2接線比雙母線的可靠性更高。但對于220KV地區性變電站來說，雙母線接線的可靠性已能達到要求，且地區性變電站主要是要求經濟性。因此，雙母線都已經適用了本地區的生產要求。

2.4 投入的資金相比較

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2.4.1 電氣設備的數目及配電裝置

計算綜合投資 Z＝Z0(1＋a/100)(元)

式中：Z0-為主體設備的綜合投資，包括變壓器﹑高壓斷路器﹑高壓隔離開關及配電裝置等設備的中和投資；a為不明顯的附加費用比例系數，一般220取70%，110取90%。

2.4.2 主體設備的綜合投資比較

①主變

主變的容量MVA（240），而每臺的主編的參考價為820(萬元/臺)，變壓器的投資2×820＝1640(萬元)

②220KV側SW6-220型斷路器

每臺斷路器的參數價格105(萬元/臺)，方案一斷路器投資 9×105＝945(萬元)，方案二斷路器的投資 13×105＝1365(萬元)。

③220KV 側 GW4－220D／1000－80 型隔離開關

每臺隔離開關的參數價格(5.5萬元/臺)方案一隔斷開關的投資(萬元)占 23×5.5＝126.5；方案二隔斷開關的投資(萬元)26×5.5＝143

④110KV側SW6－110I型斷路器

每臺斷路器的參數價格65(萬元/臺)方案一斷路器投資 14×65＝910(萬元)；方案二斷路器的投資 16×65＝1040(萬元)

⑤110KV側GW4－110型隔離開關

每臺隔離開關的參數價格2.5(萬元/臺)方案一隔離開關投資 34×2.5＝85(萬元)

方案二隔離開關的投資34×2.5＝85(萬元)

⑥35側SW2－35Ⅱ型斷路器

每臺斷路器的參數價格30(萬元/臺)方案一斷路器投資 15×30＝450(萬元)

方案二斷路器的投資12×30＝360(萬元)

⑦35側GW5-35G型隔離開關

每臺隔離開關的參數價格1.7(萬元/臺)方案一隔離開關投資 16×1.7＝27.2(萬元)；方案二隔離開關的投資 27×1.7＝45.9(萬元)

⑧配電裝置

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⑨綜合投資

主體設備總投資(萬元)

方案一 Z0＝2×820＋945＋126.5＋910＋85＋450＋27.2＋560＋940＝5683.7

方案二 Z0＝2×820＋1365＋143＋1040＋85＋360＋45.9＋1200＋2500＋940＝9318.9

綜合投資 (萬元) 方案一 Z＝Z0(1＋a/100)＝5683.7×（1＋0.7）＝9662.3

方案二 Z＝Z0(1＋a/100)＝9318.9×（1＋0.7）＝15842.13

2.4.3 年運行費用U

①U＝a△A＋U1＋U2(萬元)

式中:U1-檢修、維護費，一般取(0.022～0.042)Z

U2-折舊費，一般取(0.05～0.058)a-電能電價，一般可取0.1元/kw·h

△A-變壓器電能損失(kw·h)

②三繞組變壓器

式中:n-臺數，T-三繞組變壓器的年運行小時數，K-無功經濟當量，系統中的變壓器取0。1

△P0﹑△Q0分別為三繞組變壓器的空載有功損耗和空載無功損耗KW

△P1k﹑△P2k﹑△P3k分別為三繞組變壓器一﹑二﹑三側繞組的有功損耗KW

△Q1k﹑△Q2k﹑△Q3k分別為三繞組變壓器一﹑二﹑三側繞組的無功損耗KVAR

τ1max﹑τ2max﹑τ3max分別為三繞組變壓器一﹑二﹑三側繞組最大負荷損耗時間h

主變的參數參考如下：

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方案一與方案二的年運行費用：

方案一：U1＝a△A＋0.1Z＝4020000＋966.2＝4020966.2萬元

方案二：U2＝a△A＋0.1Z＝4020000＋1584.213＝4021584.2萬元

3 方案的確定

從技術上來說：單母線分段接線簡單，控制簡單，有利于變電站的運行。雙母線接線可靠性較高，能滿足220KV變電站。所以，選擇方案一；從經濟上比較U1＜U2，方案一投資少，且能滿足技術的要求。所以，從運行費用的角度考慮，選擇方案一。

結語

變電站主變容量，一般應按5-10年規劃負荷來選擇。根據城市規劃、負荷性質，電網結構等綜合考慮確定其容量。對重要變電站，應考慮當1臺變壓器停運時，其余變壓器容量在計及過負荷能力允許時間內，應滿足一類及二類負荷的供電。

[1]蘇曉.500kV變電站220kV側主接線運行分析[J].清華大學，2005.01.01.

[3]陳云峰，張焰.計及變電站主接線影響的輸電網供電可靠性分析[J].繼電器，2007.01.16.