500 kV标准配送式智能变电站站用电系统优化设计分析

温静++李俊杰

摘 要：在智能变电站中，要合理配置动力负荷和站内照明，适当减少变压器的容量，并与二次设备舱的布置相结合。重点探讨了配送式智能变电站站用电系统的优化设计。

关键词：智能变电站；站用电系统；变压器；电缆

中图分类号：TM63 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.22.117

站用电系统作为变电站中非常重要的组成部分，主要功能是为站内的检修、照明等供电。在标准配送式的智能化变电站中，一般采用新技术替代二次设备站，即分散布置的二次预制舱。该二次预制舱应用了具有视频监控系统的智能照明系统，因此站用电系统中出现了新特点。

1 优化站用电负荷

在变电站中，一般的站用电负荷包括户内和户外的照明负荷以及主变通风冷却负荷等，下面我们来具体了解一下。

1.1 户内和户外照明负荷

如果是无人值班的变电站，那么户内的灯具基本上不会出现同时开启的情况。在统计全站用电负荷时，要考虑到户舱的照明，而户内照明中的总负荷要与相应的修正系数相乘。

在户外照明当中，一般变电站会将低位投光灯和草坪灯设置在户外，以满足夜间照明的需求，这属于一种连续的负荷。在无人值班的变电站中，仅在夜间有重大的故障抢修和巡视时才会进行户外照明。当夜间需要故障抢修时，可利用照明控制箱开启户外的灯具。而在夜间巡视的时候，既可与视频监控系统相结合，还可将外部控制回路添加到正常的照明回路中，使在户外照明灯具中使用远程控制的想法得以实现。

1.2 主变通风冷却负荷

主变通风冷却负荷主要为主变冷却风机提供电力，在站用电负荷当中，它是非常重要的负荷，要求能够可靠、连续地供电。在这里，可考虑同时运行4台主变，将所有的风机全部打开。这个负荷也属于经常性、连续性的负荷。

2 优化配电装置的供电方法

在配电装置中的加热负荷、开关隔离和断路器的操作中，可以选用以下两种供电的方式：辐射供电和环形供电。下面来深入探讨和对比这两种供电方式的应用价值。

2.1 应用价值

应用辐射供电时，要在各配电装置的场地中设置专用的配电箱，配电箱的电源要一路运行，一路备用。因为辐射式的供电需要配用配电箱，所以比较传统的变电站会习惯应用环形供电网路。而随着变电站规模的不断扩大，配电装置的面积会不断增大，为确保在环形供电网络末端出现短路时断路器依旧灵敏，就必须增大电缆的截面，这给电缆的敷设施工带来了很大的不便。应用环形供电网络，要在其环网的中心位置设置刀开关，并以开环的形式运行。

2.2 两种供电方式的对比

以500 kV配电装置场地为例，对两种供电方式进行对比。其中，接地、隔离开关的负荷为160 W/390 V，断路器的负荷为1 100 W/230 V，断路器加热后的负荷为650 W/230 V，互感器的负荷为50 W/230 V。

2.2.1 环形供电

该配电装置场地有5个完整的串，以此形成2个环形的供电网络。当其中一条母线出现故障的时候，就要立即断开与母线所连接的3个断路器，再分析互感器和断路器中的加热负荷，其中，总需负荷为17.8 kW，而环形供电网中电缆的长度是400 m，则：

. （1）

. （2）

式（1）（2）中：I为负荷电流；P为总操作负荷；U为额定电压，为380 V；S为电缆的截面积，为33.87 mm2；L为电缆的长度，为410 m。

脱扣器的灵敏程度需要满足：

Id≥1.5Iz. （3）

式（3）中：Id为电缆末端的短路电流；Iz为电流脱扣器整定值。

随着电缆长度和负荷的不断增加，要想确保脱扣器的灵敏程度，就必须增大电缆的截面。如果在全站500 kV的配电装置场地中应用环形供电网络，那么其电缆的截面积就需要3×95+1×50=335 mm2，而这么大的电缆截面会直接造成施工难度的剧增。

2.2.2 辐射供电

将每串配电装置预制舱中的交流分电柜指引到场地的汇控柜中，这时，每个回路都只需为一台断路器供电，其总负荷为5.38 kW，最大供电长度为60 m，所以就只需要选取3×16+1×10=58 mm2的电缆，电缆长度在10～62 m之间不等，一共需要1 300 m。

应用辐射供电电缆后，虽长度有所增长，但电缆的截面非常小，所以施工难度不大。而应用辐射供电方式后，电源都是来源于二次设备舱当中，所以二次设备舱中的负荷有所增长，站用电柜到二次设备舱当中的电缆必须要加粗。虽然这种情况会导致部分费用增加，但其综合造价还是明显比环形供电低。应用辐射供电的方式，每个回路都只靠一个汇控柜来供电，但应用环形供电网络需要与很多汇控柜串接，其供电可靠程度比辐射供电要低。

3 结束语

综上所述，要想优化500 kV标准配送式智能变电站站用电系统，就要与二次预制舱相结合，将其中的接地、隔离开关的负荷、断路器以及汇控柜等负荷选用辐射供电的方式，降低电缆工程和电缆截面的造价，并降低电缆施工难度。

参考文献

[1]陈斌，李海烽，刘苏琴.500 kV标准配送式智能变电站站用电系统优化设计[J].江苏电机工程，2015（01）.

[2]翟利民.山西临汾220 kV曲沃智能变电站工程项目后评价研究[D].北京：华北电力大学，2014.

〔编辑：王霞〕