2 2 0 k V智能化變電站供電構想

劉文傳

（國網遼寧省電力有限公司營口供電公司，遼寧 營口 1 1 5 1 0 0）

2 2 0 k V智能化變電站供電構想

劉文傳

（國網遼寧省電力有限公司營口供電公司，遼寧 營口 1 1 5 1 0 0）

隨著社會的不斷發(fā)展，電網逐漸趨于智能化，而變電站作為電網的最基本的組成部分，智能變電站也將逐漸取代傳統(tǒng)變電站的位置。它能夠收集電網內部的基礎數據進行分析并執(zhí)行相應的命令，使設備工作狀態(tài)、模式以及電力調度實現協調統(tǒng)一，確保電網可以穩(wěn)定且高效的運作。本文介紹了智能化變電站供電項目的背景，分析并計算了其可靠性，最后也提出了智能化變電站供電構想以及方案。

智能化變電站；背景；可靠性；構想；方案

隨著電氣時代的到來，電力對各個城市的發(fā)展至關重要，各城市的電網電壓對其發(fā)展以及提高城市的現代化程度都有著深遠的影響?，F如今，我國城市電網的輸電電壓等級主要有5 0 0 k V以及2 2 0 k V。然而，在使用三級電壓供電過程中，2 2 0 k V變電層級較小，從而暴露出了較為嚴重的問題，比如變電設備容量重復建設而且有較大的網損，目前這些問題還沒有得到解決。我國現有的電網距離部分地區(qū)較遠，因此在運輸電力時便會加大損耗，同時也會降低供電的可靠性，所以，為了優(yōu)化電網的結構并提高供電的可靠性，建立2 2 0 k V的變電站十分必要。

1 項目背景概況

自2 1世紀以來，各個國家對電網的智能化都十分重視，已經上升到國家戰(zhàn)略的高度。智能化電網需要做到發(fā)電、運輸、配電、調度以及用電的智能化。電網智能化的關鍵就是變電站的智能化，目前，歐美等發(fā)達國家的變電站智能化較高，技術也比較先進，而且大部分發(fā)達國家的變電站都已經能夠做到無人值守，都由調度中心統(tǒng)一的控制，一旦有事故發(fā)生，調度中心就會以最快的速度直接進行處理。

我國已經基本做到了變電站的遙測、遙信、遙控以及遙調四種功能，大部分變電站也已經做到了無人值守，相關技術以及裝備也已經處于國際領先水平。總而言之，我國已經可以自主完成變電站的智能化，缺陷就是智能化程度不高，要趕上發(fā)達國家的腳步，還有一定的發(fā)展空間。

2 變電站可靠性的分析與計算

2.1 可靠性要求

選擇最優(yōu)的變電站分析計算方式以及運行方式，首先需要明確幾個可靠性原則，通常情況下，變電站有三種供電可靠性原則：首先，如果沒有遇到停電等緊急問題，變電站必須保證最少存在一條線能夠保持正常供電；其次，變電站需要有多條線能夠保證正常供電；最后，變電站輸出電線必須保證供電連續(xù)且正常。

2.2 確定好預想的故障和事件集合

在滿足變電站可靠性要求的條件下，我們還應該確定好預想的故障以及事件集合。研究表明，除了要考慮發(fā)電機、變壓器、母線以及斷路器等一次設備，而且需要考慮如果繼電器等保護裝置沒有正常動作從而產生的不良影響，此外，還要考慮是否對主變壓器的開關采取了相關的保護措施。

如果繼電保護裝置發(fā)生了錯誤的動作，它就會與斷路器的錯誤工作串聯在一起，因此在計算的過程中，必須要將誤動率以及串聯關系與斷路器的誤動率加到一起。一旦母線的差動保護也出現異常現象，同樣也要將串聯關系和母線的短路故障率加到一起。

在配置繼電保護裝置過程中，必須注意如果設備失靈是否會影響配置等問題，假如一臺設備出現故障，其他兩臺設備就會相繼出現問題，一臺設備將會處于檢修狀態(tài)。變電站可靠性計算最為重要的問題就是當設備出現故障或者故障組合時，能夠做出科學的判別，是否會引發(fā)類似負荷點停電的問題。這里所提到的故障問題能夠歸納為負荷停電問題的集合。

一般情況下，求故障集合的方法有兩種，分別是最小路集法和最小割集法，就是列舉出所有能夠影響變電站供電可靠性的故障以及不符合可靠性原則的故障。最小路集法就是指將變電站的電氣接線圖轉換成網絡圖，使用網絡等工具，搜索網絡的輸入節(jié)點到輸出節(jié)點這一段內容，進而得到所有的最小路。根據最小路集法能夠得到最小割集，然后又可以根據最小割集判斷設備的故障，從而得到變電站供電回路出現問題的根本原因，之后根據設備可靠性準則的參數，計算變電站的運行方式，進而實現可靠性準則。

2.3 供電可靠性指標

時間概率量是供電可靠性的一個重要指標，當變電站正常工作的過程中，概率通常指的是供電的可靠率以及變電站的可用率，能夠滿足可靠性準則，使其能夠長時間保持可靠的狀態(tài)，變電站在可靠狀態(tài)下工作的時間與工作總時間的比例，這就屬于時間概率量。反之，若變電站違背了可靠性準則，在故障狀態(tài)下的概率就叫做不可靠率或者不可用率。變電站因為出現問題從而導致的年平均停電時間叫做電力不足的平均時間，是由于變電站出現故障而不能滿足可靠性原則，從而導致對用戶不能正常供電的平均時間。

如果變電站的電量不能達到期望值，那么就會引起單位時間內變電站無法滿足可靠性原則等問題，從而引發(fā)用戶停電或缺電的現象。我們一般根據設備的靈敏度來評估其可靠性，通過分析變電站靈敏度，我們能夠更方便且直觀地監(jiān)測設備的可靠性，如果變電站供電的可靠性受到影響或者其可靠性出現薄弱的環(huán)節(jié)，可以通過分析靈敏度而及時得知，然后再采取措施加強設備可靠性的管理。

3 2 2 0 k V智能化變電站供電構想與方案

3.1 供電電壓及接入方案的選擇

供電電壓采用2 2 0 k V，配電設備選用的是G I S設備，低壓配電裝置選用的是開關柜，如此不僅可以減少占地面積而且還能夠提高供電的可靠性，此外，還能夠減少運行維護的次數。主要技術方案選用《國家電網公司輸變電工程通用設計1 1 0（6 6）-7 5 0 k V變電站分冊》2 2 0 A 1-2（3 5）方案。

3.2 變電站規(guī)模

我國行業(yè)標準《化工企業(yè)供電設計技術規(guī)定》中提出：“二級負荷最好通過雙回電源線路供電，如果負荷較小而且使用雙回電源困難較大時，也能夠使用單回專用電源線路供電?！薄爱敶嬖趦膳_主變壓器的條件下，應該保證任意一臺斷開時，另一臺主變壓器能夠長時間正常過載能力情況下，滿足一、二級負荷的供電，從而保證全廠主要裝置不致停產?！备鶕陨弦螅冸娬驹O計規(guī)模如圖1所示。

3.3 電氣主接線設計

電氣主接線的設計要根據電網中的地位、區(qū)域站的規(guī)劃容量、末端荷載特性、線路分布情況以及變壓器等設備的總數和特點來確定的。電氣主接線主要包括進線回路和出線回路兩部分，包括有匯流母線和無匯流母線兩種。2 2 0 k V側設計4路出線，遠景6路出現，北向走線，工程設計初期只上#1變壓器2 2 0 k V側進線G I S間隔設備。#2和#3主變壓器的設置是為了長遠打算，主接線簡圖如圖2所示。

圖1 變電站的規(guī)模

圖2 主接線簡圖

4 結語

隨著社會的不斷發(fā)展進步，電力已經成為各個領域發(fā)展的基礎，各行各業(yè)對電能質量的要求也越來越高?，F如今，新型工業(yè)化不斷進步，這對于電力系統(tǒng)、電網結構以及電氣主接線形式都有著深遠的影響，同時它也是推進電網發(fā)展的不竭動力。智能化變電站是電網的必然趨勢，目前已經上升到國家戰(zhàn)略的高度，智能變電站直接決定電網的發(fā)展，因此，形成技術先進且經濟合理的變電站設計方案，對智能化變電站的建設有重要的意義。

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