浅谈110kV变电站的电气主接线选择问题

汪海

摘 要:电气主接线的安全、可靠和经济性能是变电站电气主接线选择过程应综合考虑的几个方面。本文笔者查阅大量参考文献资料,并根据多年的相关工作经验,提出几点有关110kV变电站电气主接线在选择过程中应考虑的几个方面问题,文中还提出了对变电站电气主接线选择的基本要求和关键选择因素。

关键词:110kV变电站 电气主接线考虑因素

中图分类号:TM343 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(a)-0091-01

1 引言

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所的运行可靠性、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,着重分析变电所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。

2 变电所主接线基本形式的变化

随着电力系统的发展、调度自动化水平的提高及新设备新技术的广泛应用,变电所电气主接线形式亦有了很大变化。目前常用的主接线形式有:单母线、单母线带旁路母线、单母线分段、单母线分段带旁路、双母线、双母线分段带旁路、1台半断路器接线、桥形接线及线路变压器组接线等。从形式上看,主接线的发展过程是由简单到复杂,再由复杂到简单的过程。在上世纪70年代,由于当时受电气设备制造技术、通信技术和控制技术等条件的制约,为了提高系统供电可靠性,产生了从简单到复杂的主接线演变过程。在当今的技术环境中,随着新技术、高质量电气产品广泛应用,在某些条件下采用简单主接线方式比复杂主接线方式更可靠、更安全,变电所主接线日趋简化。因此,变电所电气主接线形式应根据可靠性、灵活性、经济性及技术环境统一性来决定。

3 电气主接线的关键因素

3.1 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,对于进出线回路多的变电站,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。

3.2 相关电气设备及典型接线方式

变电站高压电气主接线应该包括的电气设备包括:主变压器、变压器高压引出线、母线、隔离开关、断路器、跨条、继电保护装置、电流互感器、电压互感器、避雷器等等。在110kV变电站电气主接线设计选择中,主要考虑终端变电站和中间变电站这两种功能的变电站。

终端变电站又称受端变电站,这类变电站接近负荷中心,110kV进线一般为两路进线,通过两台主变将电能分配给低压用户;在确保供电可靠性的前提下,变电站主接线设计应有利于规范化、简单化、自动化及无人化,尽可能减少占地面积,变电站电气主接线的选择应根据负荷性质,电气设备特点及上级电网强弱等因素确定。一般终端变电站高压侧主接线形式常选用以下三种方式:1)线路—变压器组接线;2)外桥接线;3)内桥接线。

4 线损控制及技术装备原则

由于导线的电磁耦合作用、线路的不完全平衡换位和三相负荷的不对称性,架空地线间或地线与大地间会形成感应电流回路,从而在地线上产生电能损耗。控制和降低线损对电网经济运行有重要影响。线损控制的基本原则如下:①配电网规划应按线损“四分”管理要求控制分压技术线损,对AC类区域110kV电压等级线损率控制目标小于0.5％,D、E、F类区域线损率控制目标分别小于2％、3％、4％。②各地根据本地区经济社会发展规划,确定实现线损率控制目标的年限。③配电网规划时,应根据现状分析影响线损率的因素,并提出改造与完善措施;设备选型时,在确保供电可靠性的前提下,应尽量采用节能低耗的设备。

此外,变电站电气设备较多、环境复杂且不易检修,采用在线监控的方式可有效减少设备故障,防止出现电网大规模停电事故。变电站电气设备应满足以下技术原则:①配电网技术装备应满足节能环保要求,110kV变电站应实现综合自动化。②主要城市应规划建设配电网管理信息系统。③城市配电网应根据需要装设电能质量监测装置。④易受自然灾害侵袭的地区,应有针对性的适度提高配电网建设标准,适当规划配置应对大面积停电的应急保障电源,加强防灾减灾能力变电站继电保护装置是保护电气设备的重要环节,是根据变电站运行过程中出现的电流电压、频率、温度突变引起的执行有选择性跳闸及保护措施的装置。其保护范围包括发电机、电力变压器、线路、电力电容器保护和高压电动机。

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

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