1000kV特高壓變電站一次設計及繼電保護

李再冉

摘要：1000kV特高壓變電站電氣一次系統及繼電保護運維對提高電力系統的運行能力有著十分重要的作用。因此，在1000kV特高壓變電站繼電保護中，首先要制定出科學合理的保護措施，其次針對于不同的系統設備給予不同形式的保護，從各方面提高電力系統及設備的運行能力。本文將針對變電站一次設計及繼電保護開展分析。

關鍵詞：1000kV特高壓變電站;電氣一次系統;繼電保護

中圖分類號：TM63文獻標識碼：A

引言

1000kV特高壓變電站繼電保護系統可以保護一次系統的使用和運行，對我國電力企業的發展起著關鍵性作用，因此電力企業的相關工作人員要增強對1000kV特高壓變電站繼電保護系統的可靠性、穩定性，為我國的電力企業的發展做出有益的貢獻。

1、概述

隨著電力消耗規模的不斷擴大，這就亟需投入大量的電力資源。基于電力負荷中心離電力生產區域比較遠的原因，因此需要挖掘遠程傳輸電力的能力。特高壓電網具有很多解決此問題的優點，如輸電容量大、輸電距離遠、線路損耗小、單位廊道面積大、經濟效益好等等。對于我國西電東送來說已經成為一個不可或缺的關鍵手段。特高壓電網的開發建設，不但可以將大電網市場的功能充分的調動起來，并提高輸電效率，而且可以將西部地區經濟的發展有效地促進提高。

特高壓電網在投資方面的計劃在2010年8月12日在大眾視野中出現。以此將籌備建立越來越多的特高壓變電站，特高壓變電站為特高壓電網的中心，面對高安全性和可靠性的要求，項目實施范圍大、施工籌建的人數要求大，協調資源區域寬，電力身上肩負著傳輸和轉換的重要職責。當發生故障的概率變大時，可能導致很長一段時間、范圍廣的停電事故。將對人民生活和國家經濟發展產生非常糟糕的影響。基于特高壓變電站建設也需考慮環保因素，施工十分復雜。

作為基數大、長及遠距離輸變電或小范圍內電網的強互連的初始項目的開端，其依據是遵循特高壓電網的構成原則以及特高壓電網發展的必然趨勢。使在跨省區域500kV電網中形成長距離（500km）、大范圍（5GW）上下、低能損輸變電特高壓（1000kV）骨干電網成為可能。其建設可行性的依據是得益于傳輸電能容量和范圍的持續增長，以及中國電負載的快速增加。面對特大城市高壓超高壓輸電線路的增多，其變電站的數量也競相增長，在此過程中會出現一系列問題，如環境保護、景觀協調、節省費用等問題。尤其是特高壓輸變電的發展受到了變電站占地條件的限制，則唯一可取的辦法選擇特高壓電網。

2 1000kV特高壓變電站一次系統的設計要點

2.1加強系統設計論證

對于1000kV特高壓變電站一次系統設計，變電站總體結構是設計重點，因此應分析站址的水文條件、氣象條件及地址條件，以提高選址的合理性。根據水平年、負荷水平、潮流方式、功率因數及電壓控制范圍等確定接入系統，對變電站總體結構進行設計論證，同時將變電站位置、系統作用、運行要求、發展規模、負荷分級、主變臺數、電壓等級以及系統備用容量等納入考慮和論證范圍，以保證變電站設計的可靠性和可行性。

2.2重視變壓器的選擇

變電站中的變壓器可實現不同電壓等級之間的功率交換和功率輸送，若選用不當，不僅影響電氣主接線和配電裝置，還會造成經濟損失，因此要結合區域用電原始資料和未來發展規劃對新增負荷和出現回路數進行科學預測，并從變壓器相數、繞組數、連接組別、調壓方式及冷卻方式等方面確定規格型號。為保證可靠供電，建議至少設置兩臺變壓器，以免因檢修或故障引發大面積、長時間停電。

2.3優化電氣接線形式

電氣主接線形式設計水平不僅影響變電站和整個電力系統運行的安全性和經濟性，而且很大程度地決定了配電裝置、電氣一次設備及電氣二次設備的選型，所以需格外重視和具體分析。電氣主接線形式主要有兩種：第一種是雙母線接線及其分段接線，雖然靈活性好，可靠性高，但操作和保護復雜;第二種是單母線接線及其分段接線，雖然操作方便，但靈活性和可靠性難以保障。所以，設計時應從可靠性、靈活性及經濟性綜合權衡，選擇最優設計方案。

3、1000kV特高壓變電站繼電保護運維措施

3.1 1000kV變壓器的保護運維措施

一般而言，在變電站的繼電系統保護中，過程層對變壓器的保護形式均是采用了分布式的保護運維結構。也就是說，一般情況下，當變壓器開啟工作狀態時，則系統會立啟動差動保護裝置，而后隨之啟動后備保護裝置。而1000kV特高壓變電站的變壓器保護運維模式則不同于一般的變壓器保護，在1000kV變壓器啟動工作狀態時，可以同時實現差動保護與后備保護機能，使其可以得以雙重的保護。另外，對變壓器的保護運維還要注意以下幾點要求，即：確保變壓器的周圍無積水和雜物，檢查和完善變壓器的防侵蝕措施，如果變壓器的灰塵較多時，要進行及時的清理，定期對變壓器元件進行檢查，檢查變壓器的聲音是否存在異常、溫度及濕度是否達到標準要求。

3.2對隔離刀閘的保護運維措施

首先來講，隔離刀閘的主要作用是在對電氣一次設備進行檢查時隔離電壓，同時保證需要檢修的設備與工作狀態下的設備之間保留斷點。另外，隔離刀閘在改變電氣設備運行狀態時可以完美在配合斷路器實現倒閘的操作。因此，對隔離刀閘的保護運維需要注意以下幾點要求，即：因為隔離刀閘是沒有滅弧裝置的，因此不能用接通或是斷開負荷電流的方式進行保護。另外，隔離刀閘的類型十分多，在對其進行保護運維時應按照不同的需求進行保護。最后，隔離刀閘是1000kV特高壓變電站電氣開關應用最為廣泛的一種裝置，它自身的工作原理及結構是十分簡單的。但由于隔離刀閘的使用量較大，對其工作狀態下的可靠性要求相對較高，因此要定期更換隔離刀閘內部的元件，保證隔離刀閘能夠始終處于工作狀態中。

3.3線路的保護運維措施

在1000kV特高壓變電站繼電保護運維中，必須要首先保證變電站的運行狀態與繼電保護系統實時相連。同時，要求在保護中，變電站的線路間隔之間要與設備的監控裝置相連接，從而實現變電站的系統終端與Goose網絡環境進行實時的數據交換及信息的交流。

3.4變電層的繼電保護運維措施

除了上述的繼電保護外，變電層的繼電保護也是十分重要的。通常來講，變電層的繼電保護均采用的是后備式和集中式的保護系統。采用這兩種保護措施對變電層進行繼電保護，更有利于實現變電站的自動調節與實時在線監控保護功能。

結束語

隨著國民經濟的迅速發展，我國各個地區的人們對供電的需求越來越高，特別是1000kV特高壓變電站電氣一次系統及繼電保護運維的關注度越來越高。因為電力系統中變電站一次系統和繼電保護運維的運輸安全和運輸質量是靠變電站繼電設備實現的。從最近幾年的發展情況來看，變電站在我國大部門地區已經取得很好的經濟效益，因此變電站的建設和運行是我國的電力企業發展推動力。

參考文獻

[1]陳強，潘建亞.特高壓變電站站用電系統設計與運維[J].電力學報，2017（01）：33-39.

[2]高三策.1000kV特高壓變電站線路保護裝置對時異常的研究[J].電工技術，2018（16）：98-99.

[3]謝興利，賈東瑞，屈彥明.某1000kV特高壓變電站主接線優化設計[J].企業技術開發，2016，35（04）：34-36.