浅议110KV变电站电气主接线的选择

作者:未知

  【摘 要】在电力系统中变电站是最为重要的一部分内容,其运行效率在根源上决定了供电质量,所以,在设计建设时,必须要做好细节的管理,进而降低各项因素的影响,使其维持在良好的运行状态。其中,电气主接线方式选择是否合理,决定了变电站的运行安全和稳定。本文就对110KV变电站电气主接线的选择措施进行探讨。
  【关键词】110KV变电站;电气;主接线;技术
  变电站电气主接线是指高压电气设备通过连线组成的接受或者分配电能的电路。其形式与电力系统整体及变电站的运行可靠性、灵活性和经济性密切相关,并且对电气设备选择、配电装置的布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。所以,主接线设计是一个综合性问题,应根据电力系统发展要求,着重分析变电站在系统中所处的地位、性质、规模及电气设备特点等,做出符合实际需要的经济合理的电气主接线。下面就110kV变电站电气主接线的选择作一探讨。
  1、电气主接线的设计原则
  变电站电气主接线是电力系统接线的主要组成部分。其设计直接关系着全站电器设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定,关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济高效的运行。主接线的设计是一个综合性的问题,必须在满足国家有关技术经济政策的前提下,力争使其技术先进、经济合理、安全可靠。电气主接线是由高压电器通过连接线,按其功能要求组成接受和分配电能的电路,成为传输强电流、高电压的网络。它要求用规定的设备文字和图形符号,并按工作顺序排列,详细地表示電气设备或成套装置全部基本组成和连接关系,代表该变电站电气部分的主体结构,是电力系统结构网络的重要组成部分。
  2、变电所在电力系统中的地位和作用
  变电所在电力系统中的地位和作用是决定主接线的主要因素。不论是枢纽变电所、地区变电所、终端变电所、企业变电所还是分支变电所,由于在电力系统中的地位和作用不同,对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。
  2.1近期和远期的发展规模
  变电所主接线设计应根据5~10年电力系统发展规划进行。应根据负荷的大小和分布、负荷增长速度以及地区网络情况和潮流分布,并分析各种可能的运行方式来确定主接线的形式以及所连接的电源数和出线回数。
  2.2负荷的重要性和分级及出线回数多少对主接线的影响
  对一级负荷,必须有两个独立电源供电,当一个电源失去后,应保证全部一级负荷不间断供电;对二级负荷,一般要有两个电源供电,当一个电源失去后,能保证大部分二级负荷供电。三级负荷一般只需一个电源供电。
  2.3主变台数对主接线的影响
  变电所主变的容量和台数,对变电所主接线的选择将产生直接的影响。通常对大型变电所,由于其传输容量大,对供电可靠性要求高,因此对主接线的可靠性、灵活性的要求也比较高。而容量小的变电所,其传输容量小,对主接线的可靠性、灵活性要求低。
  3、电气主接线选择应满足的要求
  3.1供电可靠性
  供电可靠性是电力生产和分配的首要要求,主接线能可靠地工作,以保证对用户不间断供电,其评价标准有以下几点:(1)断路器检修时,不宜影响对系统的供电;(2)线路或母线发生故障时应尽量减少线路的停运回路数和主变的停运台数,尽量保证对重要用户的供电;(3)尽量避免变电站全部停运的可能性。
  3.2运行检修的灵活性
  电气主接线应满足在调度、检修时的灵活性。(1)调度运行中应可以灵活的投入和切除变压器和线路,满足系统在事故、检修以及特殊运行方式下的系统调度运行要求,实现变电站的无人值班;(2)检修时,可以方便的停运断路器、母线和继电保护设备,进行安全检修,而不致影响电力网的运行和对用户的供电。
  3.3适应性和可扩展性
  能适应一定时期内没有预计到的负荷水平的变化,满足供电需求。扩建时,可以适应从初期接线过渡到最终接线。在影响连续供电或停电时间最短的情况下,投入变压器或线路而不互相干扰,并且使一次、二次部分的改建工作量减少。
  3.4经济合理性
  主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下,要求做到经济合理。(1)投资省。即变电站的建筑工程费、设备购置费、安装工程费和其他费用应节省,采用不同的接线方式,其投资具有明显的不同。(2)占地面积小。主接线设计要为配电装置创造条件,采用不同的接线方式,配电装置占地面积有很大的区别。(3)能量损失小。
  4、110kV变电站的主接线选择
  4.1配电装置的选型
  目前,110kV高压配电装置常采用的布置形式有屋内布置和屋外布置两大类;屋内布置又分为普通电器安装在屋内布置、110kV断路器小车屋内布置、SF6全封闭组合电器(GIS)屋内布置三种形式。采用普通电器安装在屋内布置和110kV断路器小车屋内布置,每个间隔宽度可以设计成6.5m,跨度约12m,占地面积相当,投资也相差不大,多用在城郊或污染较严重地区。SF6全封闭组合电器(GIS)屋内布置占地最小,运行维护最好,但投资较高,多用在城市中心和用地非常紧张的地方。屋外布置分为屋外半高型布置、屋外高型布置、屋外中型布置三种形式。半高型布置是将母线与母线隔离开关升高,把断路器、电流互感器等设备直接布置在升高母线的下方,使配电装置跨度尺寸减少,但由于进出线间隔不能合并,各占一个间隔,使横向面积增大,对于进出线回路少的变电站,多采用该布置。高型布置是将母线与母线隔离开关上下重叠布置,适用于双母线布置,屋外中型布置是将所有电气设备都安装在地面设备支架上,母线下不布置任何电气设备,具有布置比较清晰、不易误操作、运行可靠、施工和维修都比较方便、构架高度低、造价低等的优点,各地电业部门无论在运行维护还是安装检修方面都积累了比较丰富的经验。
  4.2中间变电站设计   中间变电站主要作用是完成系统功率交换以及降压分配功率,为中心变电站与终端变电站间的中间部分,对电力系统供电质量有着较大的影响。此类变电站一般在设计高压侧进出线回路数比较多,因此主接线方式选择时需要考虑的内容更多,应综合分析其在整个电力系统中的地位来确定。一般情况下,中间变电站高压侧主接线方式有单母线、单母线分段以及单母线分段带旁路三种,需要根据实际情况来选择。
  4.3终端变电站设计
  4.3.1变压器组接线
  变压器组接线形式在应用上最为简单,只要为高压配电装置设置两个设备单元即可,所需用地面积小,接线简单明了,如果送電线路出现故障,则送电端变电站出线断路器跳闸,避免造成大范围影响。正常运行状态,L1、L2线路分别设置一台主变,进行简单接线,便可以达到运行自动化、无人化要求。对于地方电网内110kV终端变电站,如果主变容量满足N-1要求,则应选择用变压器组接线方式。
  4.3.2内桥接线
  内桥接线方式在110kV变电站设计中比较常见,高压侧断路器设置断路器数量少,如果线路运行出现故障,操作处理时也更为方便,且接线复杂度低。正常运行状态下,打开桥断路器,变压器组接线,L1、L2线路各带1台主变,且因为内桥接线线路侧装有断路器,线路投入和切除更为快捷。这样如果送电线路出现运行故障,则只需要将故障电路断路器断开即可,不会对其他回路的运行产生影响。而如果系统内部变压器故障,则需要将与其连接的两台断路器全部断开处理,则会对一回未故障电路的正常运行产生一定影响。因此,在对110kV终端变电站主接线方式进行选择时,如果主变容量未达到N-1要求,为避免对系统整体供电质量产生影响,应选择用内桥主接线方式。
  5、结语
  变电站电气主接线的设计选择过程,应充分考虑其供电可靠性、运行检修的灵活性、适应性、可扩展性和经济合理性等等。另外,应综合思考影响主接线的关键因素。变电站电气主接线的选择能否满足以上要求,就对变电站电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方式的拟定产生重要影响。如何针对各个变电站的供电能力及其他各个方面特点,积累变电站电气主接线的设计选择经验,将有利于提高变电站的整体供电能力,并有效保证其可靠性。
  参考文献:
  [1]卢青松,付仪.110kV变电站电气主接线及配电装置型式变化与发展[J].四川电力技术,2016(3).
  (作者单位:太原市热力集团有限责任公司)
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