500 kV標準配送式智能變電站站用電系統優化設計分析

溫靜++李俊杰

摘 要：在智能變電站中，要合理配置動力負荷和站內照明，適當減少變壓器的容量，并與二次設備艙的布置相結合。重點探討了配送式智能變電站站用電系統的優化設計。

關鍵詞：智能變電站；站用電系統；變壓器；電纜

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.22.117

站用電系統作為變電站中非常重要的組成部分，主要功能是為站內的檢修、照明等供電。在標準配送式的智能化變電站中，一般采用新技術替代二次設備站，即分散布置的二次預制艙。該二次預制艙應用了具有視頻監控系統的智能照明系統，因此站用電系統中出現了新特點。

1 優化站用電負荷

在變電站中，一般的站用電負荷包括戶內和戶外的照明負荷以及主變通風冷卻負荷等，下面我們來具體了解一下。

1.1 戶內和戶外照明負荷

如果是無人值班的變電站，那么戶內的燈具基本上不會出現同時開啟的情況。在統計全站用電負荷時，要考慮到戶艙的照明，而戶內照明中的總負荷要與相應的修正系數相乘。

在戶外照明當中，一般變電站會將低位投光燈和草坪燈設置在戶外，以滿足夜間照明的需求，這屬于一種連續的負荷。在無人值班的變電站中，僅在夜間有重大的故障搶修和巡視時才會進行戶外照明。當夜間需要故障搶修時，可利用照明控制箱開啟戶外的燈具。而在夜間巡視的時候，既可與視頻監控系統相結合，還可將外部控制回路添加到正常的照明回路中，使在戶外照明燈具中使用遠程控制的想法得以實現。

1.2 主變通風冷卻負荷

主變通風冷卻負荷主要為主變冷卻風機提供電力，在站用電負荷當中，它是非常重要的負荷，要求能夠可靠、連續地供電。在這里，可考慮同時運行4臺主變，將所有的風機全部打開。這個負荷也屬于經常性、連續性的負荷。

2 優化配電裝置的供電方法

在配電裝置中的加熱負荷、開關隔離和斷路器的操作中，可以選用以下兩種供電的方式：輻射供電和環形供電。下面來深入探討和對比這兩種供電方式的應用價值。

2.1 應用價值

應用輻射供電時，要在各配電裝置的場地中設置專用的配電箱，配電箱的電源要一路運行，一路備用。因為輻射式的供電需要配用配電箱，所以比較傳統的變電站會習慣應用環形供電網路。而隨著變電站規模的不斷擴大，配電裝置的面積會不斷增大，為確保在環形供電網絡末端出現短路時斷路器依舊靈敏，就必須增大電纜的截面，這給電纜的敷設施工帶來了很大的不便。應用環形供電網絡，要在其環網的中心位置設置刀開關，并以開環的形式運行。

2.2 兩種供電方式的對比

以500 kV配電裝置場地為例，對兩種供電方式進行對比。其中，接地、隔離開關的負荷為160 W/390 V，斷路器的負荷為1 100 W/230 V，斷路器加熱后的負荷為650 W/230 V，互感器的負荷為50 W/230 V。

2.2.1 環形供電

該配電裝置場地有5個完整的串，以此形成2個環形的供電網絡。當其中一條母線出現故障的時候，就要立即斷開與母線所連接的3個斷路器，再分析互感器和斷路器中的加熱負荷，其中，總需負荷為17.8 kW，而環形供電網中電纜的長度是400 m，則：

. （1）

. （2）

式（1）（2）中：I為負荷電流；P為總操作負荷；U為額定電壓，為380 V；S為電纜的截面積，為33.87 mm2；L為電纜的長度，為410 m。

脫扣器的靈敏程度需要滿足：

Id≥1.5Iz. （3）

式（3）中：Id為電纜末端的短路電流；Iz為電流脫扣器整定值。

隨著電纜長度和負荷的不斷增加，要想確保脫扣器的靈敏程度，就必須增大電纜的截面。如果在全站500 kV的配電裝置場地中應用環形供電網絡，那么其電纜的截面積就需要3×95+1×50=335 mm2，而這么大的電纜截面會直接造成施工難度的劇增。

2.2.2 輻射供電

將每串配電裝置預制艙中的交流分電柜指引到場地的匯控柜中，這時，每個回路都只需為一臺斷路器供電，其總負荷為5.38 kW，最大供電長度為60 m，所以就只需要選取3×16+1×10=58 mm2的電纜，電纜長度在10～62 m之間不等，一共需要1 300 m。

應用輻射供電電纜后，雖長度有所增長，但電纜的截面非常小，所以施工難度不大。而應用輻射供電方式后，電源都是來源于二次設備艙當中，所以二次設備艙中的負荷有所增長，站用電柜到二次設備艙當中的電纜必須要加粗。雖然這種情況會導致部分費用增加，但其綜合造價還是明顯比環形供電低。應用輻射供電的方式，每個回路都只靠一個匯控柜來供電，但應用環形供電網絡需要與很多匯控柜串接，其供電可靠程度比輻射供電要低。

3 結束語

綜上所述，要想優化500 kV標準配送式智能變電站站用電系統，就要與二次預制艙相結合，將其中的接地、隔離開關的負荷、斷路器以及匯控柜等負荷選用輻射供電的方式，降低電纜工程和電纜截面的造價，并降低電纜施工難度。

參考文獻

[1]陳斌，李海烽，劉蘇琴.500 kV標準配送式智能變電站站用電系統優化設計[J].江蘇電機工程，2015（01）.

[2]翟利民.山西臨汾220 kV曲沃智能變電站工程項目后評價研究[D].北京：華北電力大學，2014.

〔編輯：王霞〕