有关110kV变电站一次设计的若干思考

王沛

摘 要:随着我国国民经济的持续、快速增长,电力负荷增长迅猛,全社会对电力供应的要求也日益严格。而作为整个供电系统的关键环节,变电站的重要性日益突出,只有按照当前的城市发展要求,进行科学合理的变电站设计,才能不断满足人们对电力的要求,实现电力企业的经济效益、社会效益和环境效益。本文针对110 kV变电站的一次设计问题进行了一定的思考,分析了110 kV变电站设计中存在的一些问题。

关键词:110 kV 变电站 一次设计 思考

中图分类号:TM63 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)10(c)-0093-02

随着经济的持续发展和社会的不断进步,全国各地的工业企业和居民对电力的需求愈来愈大,并且一直保持较高的增长速度。相应的,作为电力传输媒介的电网正在快速扩张和完善。110 kV高压配电网是我国电网的重要组成部分,其变化可说是日新月异,全国每年都有大量新建的110 kV变电站投入运行,此外还有相当一部分的原有110 kV变电站进行扩建或改造。这就要求相关部门不断完善110 kV变电站的设计,精益求精,以更好地满足社会对电力供应的可靠性及电能质量等各方面的需求,充分发挥变电站设计在我国国民经济发展中的作用。

1 变电站的重要性

电力系统的电压转换和分配工作都是借助变电站实现的,变电站是连接各个电网的枢纽,把不同级别的电网有机地联系在一起,对电能进行有计划、有步骤、有目的的控制和分流,它的安全性和稳定性直接影响到了整个电网系统的安全。

变电站在供电系统中的重要意义是实现高低压的转换工作,有的变电站将发电厂发出的电压进行一定的升压,降低电能在传输过程中的不必要的损耗;有的变电站将高压转换成低压,再传送给电力用户。在变电站系统中,变压器又是最为关键的设备。除此之外,断路器、互感器、母线、防雷装置以及二次系统也是变电站系统的重要组成部分。

110 kV变电站主要是供给用户的,数量庞大,分布很广。我们在设计110 kV变电站的时候,要立足以上特点,全面考虑,综合分析实用性、灵活性和可靠性,有效地控制建设所需的成本,灵活应对电力系统出现的各种故障,向用户提供安全、可靠的电能。设计人员应当贯彻国家有关工程建设的各项方针政策和规程规范;从全局利益出发,正确处理好安全与经济、基建与生产运行、近期需要与长远发展等方面的关系;从实际出发,结合国情,采用中等适用水平的建设标准;积极慎重的采用新技术、新设备、新材料、新结构。与时俱进、开拓创新,全方位、多角度、多层次地进行科学、合理的设计。

2 110 kV变电站一次设计的体会

2.1 电气主接线的设计

变电站的电气主接线在设计的时候,一定要以电网的作用、出线回路数、电气设备的特性和电气设备的负荷量为依据,不断探索安全可靠、操作灵活、检修便捷、造价低、便于扩建的设计方案。

由于110 kV数量大、线路多、分布广的特点,设计师在进行电气主接线设计的过程中,要重视节约成本,提高线路的实用性能,为此,变电站高压侧应选取断路器较少的接线;电气二次设计时,简化继电保护和二次回路,节约控制电缆的使用数量;选取电气一次设备时,确保主线经济实用,且可以控制电流。除此之外,设计师在相关的设计过程中,还要重视变电站占地面积和电能损耗的成本节省,尽量缩小变电站的占地面积,科学合理地选择变压器的品牌,最大限度地减少电能的消耗。

设计师要重视变电站灵活性的设计,满足调度、维修和扩建的需求,变电站调度的时候,可以有效切除或投入线路和变压器;相关人员维修时,要保证关闭断路器和相应的继电保护装置居民的正常用电免受影响;在变电站扩建时,电气的主接线设计能够实现初级接线和最终接线的有效过渡,设计师在主线设计时必须设计出相应的扩建设备,保证各线路的独立性。

设计师在设计电气主接线时,要保证其稳定性和可靠性,确保变电站正常运行;对相关的线路和电气设备进行全面检修时,确保一级负荷和二级负荷;对断路器维修时,确保系统供电的正常运行。

2.2 变压器的选择

應当根据变电站的实际情况,选取符合要求的变压器类型。例如由我院承担设计的州门司110 kV变电站,地处小水电丰富的资兴电网,经论证,丰水期该站的110 kV母线电压可能达到120 kV。因此,设计采用变比为121±8×1.25%／38.5±2×2.5%／10.5 kV的升压型变压器,以保证该站及资兴电网的正常运行。经校验,该型式的变压器可以满足枯水期州门司电能下网的要求。

季节负荷差异大或者是一、二级负荷数量较大时,可适当增加主变压器的台数;低压侧电力网有足够备用电源时,可考虑只安装1台合适的主变压器。在确定变压器数量、型号和容量的时候,要综合分析变压器的总容量、制造容量、占地面积、配电装置的成本、短路情况下的电流情况等各要素,选取合适的变压器。一般情况,城市的电网系统安装多于2台的变压器,可以有效预防其中1台变压器出现故障时,其它的变压器能够承担相应的负荷。

电力系统的负荷是不断变化的,每一个变电站的电压也会发生相应的变化,工作人员在系统无功电力平衡的前提下,要对电力系统的电压不断地调整。电流变化较大、电压偏移差值大的变电站,如果计算得出一般的变压器无法满足电力系统的用户的质量要求时,工作人员应适度地调节变压器。

避免选择阻抗较高的变压器,可以降低电能的损耗,但是前提是保证低压侧短路水平满足规定的指标。除此之外,变压器的生产商应不断提高自身的生产水平和质量控制,推行相关的节能指标,节约电能,提高供电企业的经济效益。

2.3 高压配电装置布置的方式

110 kV变电站主要采用了屋外布置和屋内布置的布置形式。屋外布置包括:中型布置、半高型布置和高型布置,其中中型布置成本比较低,抗震性能好;半高型布置可以在一定程度上缩短配电装置的距离,增加布线的面积,但是不适用于回路较少的变电站;高型布置是针对双母线的布置,对母线进行隔离,将线路的开关进行上下重叠布置。以上三种布置类型中,中型布置尽管占地面积较大,但是工作人员的维修强度和难度比较小;高型布置的优点是占地面积较小,但是具体操作比较困难,检修工作难度系数大,并且抗震性能也比较薄弱。

2.4 断路器的选择

断路器是110 kV变电站的重要环节,影响断路器选择的因素很多,要满足各种指标的要求。

断路器的绝缘性能要达到标准,保证当线路出现突发状况,发生跳闸现象的时候,断路器能够实现良好的绝缘,为工作人员提供充裕的检修时间;应选择传导性能较好的设备,避免负荷过重引发的线路故障现象,即使发生短路电流,依然可以保持较好的动稳定性和热稳定性;选取构造简单、重量较轻、占地面积小且易于维护、检修的断路器。

2.5 其它电气设备的选择

在110 kV变电站的设计中,除了要对变压器、断路器进行合理的选择,还要对其他的一次设备进行合理选择,比如电流互感器、电压互感器、隔离开关、电容器、消弧线圈、站用变、熔断器、避雷器等等。设计人员对这些设备的选择要给予同等的重视。比如说消弧线圈,它可以自动消除电网的瞬间单相接地故障。当发生永久性(金属)单相接地故障时,有两种选择:经选线装置或者微机接地保护检出故障线路后,作用于跳闸;也可以稳定电网在故障中运行一段时间,等到调度部门转移负荷后延时跳开故障线路,保证电网的可靠性和安全性。

3 结语

我国110 kV高压配电网的用户众多,线路密布,分布极广,它的稳定性意义重大。作为其中的关键环节,110 kV变电站的正常运行至关重要。只有进行科学合理的设计,才能保证整个供电系统的稳定性和安全性,提高电力用户的用电质量,促进国民经济的发展。

参考文献

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