110kV变电站电气装置发展前景展望

陈有明

（漳州电业局，福建 漳州 363000）

1 主接线型式的发展

1.1 主接线型式的变化

1.1.1 110kV变电站在电网中的地位下降,110kV出线数目明显减少

目前110kV电力网络在电力系统中已经属于配电网络,对于新建的110kV变电站,采用“一进一出”的进出线方式是最普遍的。110kV出线数目的减少,直接决定了变电站接线的简化。

1.1.2 具备更高可靠性的SF6和真空断路器全面取代少油或多油式断路器

设置旁路设施的目的是为了减少在断路器检修时对用户供电的影响。SF6断路器和真空断路器的检修周期可长达20年,在变电站中选用了SF6断路器和真空断路器后,断路器检修几率大为减少,提高单回线路供电可靠性的根本措施转变为建设第二供电回路,因为在单回线路供电情况下中断供电的主要因素已经是线路故障,而不是断路器检修。故随着近十多年来SF6和真空断路器在110kV变电站中的普遍应用,带旁路母线的接线方式在110kV及其以下电压等级已告别了历史舞台。

1.1.3 110kV变电站由常规、有人值班站转变为综合自动化站,实行无人值班、远方控制

某地区从20世纪的1997年建成第一座110kV综合自动化无人值班站起,以后新建110kV变电站全为综合自动化无人值班站,并陆续对过去的老站全部进行了自动化无人值班改造,变电站的控制模式也相应由过去的现场操作转为远方控制。隔离开关不宜远方控制,为适应远方控制的要求,变电站的电气主接线型式应尽量减少改变运行方式时隔离开关的倒闸操作,减少变电站电压等级和简化接线,选用双绕组变压器,避免采用双母、单母分段、带旁路母线等隔离开关操作多的接线型式。对某地区110kV变电站的情况统计也说明了这一点,在1997年前建成的15座变电站中,有11座具有110kV、35kV和10kV三个电压等级,占70%以上,而在1997年后建成的20座变电站中,仅有7座具有三个电压等级,只占35%。

1.1.4 110kV变电站35kV、10kV出线的数目没有明显变化

根据某地区110kV变电站统计资料,1997年前和1997年后建成的变电站35kV出线和10kV出线数目没有明显变化,35kV出线一般在4～6回,10kV出线一般在10回左右。这可以从两方面来加以解释:一是35kV出线和10kV出线数目是由变电站主变压器容量决定的,而110kV变压器容量受制造工艺、经济因素和技术条件的影响,在过去几十年里没有太大的变化；二是35kV和10kV电压等级很多时候直接针对用户,受经济发展和用户需求的影响,需要尽可能多设置出线间隔。另外,考虑到变电站供电的可靠性和灵活性，绝大多数的变电站建设规模按三台主变压器考虑,因此110kV变电站35kV和10kV部分的接线型式过去几乎全采用单母分段。

1.2 主接线型式的现状及前景展望

目前,对于新建的110kV变电站,110kV部分“一进一出”的进出线方式是最普遍的,单母线接线、桥形接线、线路变压器组进线也相应成为主选,而单母线分段的接线方式多用于有四回进出线的场合,已经不是很常见了。对于最终容量为单台主变的变电站,线路变压器组进线方式无疑是首选,不过考虑到电网的联络和变电容量的备用,目前新建的110kV变电站建设规模还是以三台主变居多,扩大外桥、扩大内桥方式无疑应用得更普遍些。

2 变电站一、二次设备的简化和发展

110kV变电站的主接线及配电装置型式发生了许多变化,更重要的是,随着国民经济和电力行业的发展,110kV变电站在整个电力系统中的地位和功能发生了许多改变,这些必然会带来变电站电气一、二次设备的变化。一、二次设备的简化,不仅降低了造价,也降低了设备出现故障的几率,减小了配电装置的尺寸和占用空间,有利于减小变电站的占地面积,所以在技术条件许可的前提下,能简化的设备就应该大胆地简化。

2.1 耦合电容器和线路电压互感器

在过去的110kV变电站中,耦合电容器和线路电压互感器是很常见的一种设备,主要用于构成载波通道和为重合闸装置提供线路侧电压,在一些年代久远的装设了手动同期装置的变电站中甚至用于提供同期电压。目前,载波通信方式由于其传输速率和可靠性的限制,在变电站中已经被光纤和微波通信方式所取代。另外,由于110kV电压等级电力网络已属于配电网络,在很多地区,出于保护配置简单、整定方便和负荷潮流分布更加安全合理的需要,110kV电压等级电力网络都不再环网运行,而是采用单电源方式运行,电源点多为更高电压等级变电站的110kV出线,线路倒换运行方式的电压并列点也在更高电压等级变电站的110kV出线断路器上,这样110kV变电站110kV线路重合闸方式检测无电压,和35kV、10kV线路重合闸一样,无需检测其线路侧是否有电压。所以,在一般情况下,110kV变电站110kV线路侧的耦合电容器、线路电压互感器等设备应该可以取消了。当然,那些有小电厂上网的110kV线路除外。

2.2 主变套管TA

同样的,由于110kV电压等级的变电站已经不再考虑旁路母线的设置了,过去为代路切换主变差动保护而经常考虑的主变110kV侧套管TA也可以考虑简化。现在,主变110kV侧断路器间隔独立TA一般是五个绕组,其中保护绕组三个,测量绕组一个,计量绕组一个。考虑到过去常常需要设置的110kV母差保护由于变电站出线回路数的减少现在已经不再考虑了,这样,三个保护绕组一个用于差动,一个用于后备,还备用一个。所以,主变压器110kV侧套管TA大可以取消。

2.3 变电站同期装置

110kV变电站中110kV电压等级同期并列点的取消,直接会导致变电站集中同期装置的取消,这大大简化了变电站中相应电气控制回路的接线。

2.4 母差保护

随着110kV变电站的出线回路数越来越少,变电站中原先很常见的母差保护现在已经很难遇到了,取而代之的是进线备自投装置。这种装置用于“两路进线,一用一备”的场合,对于提高供电可靠性,减少停电时间有很大的好处。

3 结束语

110kV电力网络已下降为配电网络,大多数110kV变电站也沦为负荷型的终端变电站。相信随着相关领域各种技术的迅速发展,变电站综合自动化系统也将不断地发展,并逐步满足电力系统规模不断扩大的需求及对电能质量要求不断提高的需求。

参考消息

[1]陈志梅,孟忠泽,王健,李杨,弓建新.110kV 变电站综合分析装置的设计原则探讨[J].电力学报，2003-03-30.