(上海久隆电力(集团)有限公司设计分公司200040)
摘要:变电站电气主接线是变电站设计的核心部分,主接线设计的好坏直接关系到电网系统的安全以及变电站本身的供电可靠性、建设经济性、运行灵活性和可维护性,同时也关系到变电站电气设备的选择、变电站工艺布置、继电保护和控制方式的确定。因此,系统考虑各方面的关系,全面分析相关影响因素,综合评价各项经济技术指标,确定合理主接线方案是十分必要的。
关键词:变电站;电气;主接线设计
1变电站电气主接线设计需求分析
变电站电气主接线的基本要求,主要从可靠性、灵活性和经济性等方面进行考虑。
1.1保证供电可靠性,降低一、二次设备的故障率
供电可靠性是电能生产和分配的首要任务,保证供电可靠性是对电气主接线的最基本要求停电使电力系统造成损失,对国民经济各部门带来严重损失主接线应考虑到在事故或检修的情祝下,尽可能减少对用户供电的中断,要综合考虑多种因素来对提高可靠性的措施作出合理选择。主接线可靠性的具体要求:①断路器检修时,不宜影响对系统及重要用户的供电;②线路断路器或母线故障以及母线隔离开关检修时,尽量减少运的回路和停运时间的长短,要保证对一级负荷及全部或大部分二负荷的供电;③尽量避免全所停电的可能性;④对重要枢纽变电站的电气主接线应满足可靠性的特殊要求。
1.2增强供电灵活性,有效完成事故、检修及特殊方式下的调整
主接线不但在正常运行情祝下,能根据调度的要求,灵活地改变运行方式,达到调度的目的;而且在各种事故或设备检修时,能尽快地退出设备,切除故障,使停电时间最短,影响范围最小,并且在检修设备时能保证检修人员的安全。具体表现为:①调度时,应可以灵活、简便、迅速地倒换运行方式,满足系统在事故、检修以及特殊方式下的系统调度;②检修时,可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备,而不致影响电力网的运行稳定和对用户的供电;③扩建时,留有足够的发展扩建空间,后期工程的扩建不影响一期工程的正常运行。
1.3提高供电经济性,节约一次设备的投资与电能损失
在满足可靠性、灵活性的基础上,还必须在经济上合理,使电气装置的基础投资和年运行费用最少。
2变电站电气主接线设计选择
2.1合理选择配电装置
变电站内高压配电装置基本上选择用屋内布置和屋外布置两种。其中,屋内布置又包括普通的电器装置屋内布置、SF6全封闭组合电气屋内布置以及断路器小车屋内布置三种。如果应用普通短期安装和断路器小车屋内布置方式,可以将每个间隔宽度控制在6.5m,跨度12m,所需面积大且投资多,更适合应用于城郊变电站或者污染严重区域。而SF6全封闭组合电器屋内布置方式,对场地面积要求比较小,后期维护工作量小,运行效率高,但是所需成本大,更适合应用到城市中心等用地面积紧张区域。
屋外布置又包括屋外半高型布置、中型布置以及高型布置三种。其中,半高型布置即将断路器、电流互感器等直接布置在升高母线下部位置,降低配电装置跨度尺寸,但是受进出线间隔因素影响,所需横向面积较大,一般用于进出线回路比较多的变电站。高型布置主要采取上下重叠方式来布置母线与母线隔离开关,多用于双母线布置方式。中型布置则是直接将电气设备安装到地面装置支架上,且不再母线下方设置任何电气设备,后期操作简单,运行可靠度高。
2.2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,中间变电所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。
2.3终端变电站设计
(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,如果送电线路出现故障,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。
(2)内桥接线。内桥接线方式在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。
结语
综上所述,变电站的电气主接线方案,对变电站电气主接线的供电可靠性、经济性和灵活性有着重要影响。因此,在确定电气主接线方案时,必须全面分析相关影响因素,综合评价各项技术经济指标,只有这样才能确保变电站的稳定运行。综合主接线形式各自的优点,从系统可操作性、可维护性出发,给出的组合后的主接线方式运行控制更灵活,对地方电网系统的保护更可靠,同时大幅度减少定期切换操作的操作步骤,增加操作的安全性。
参考文献:
[1]陈鑫,耿晓超.变电站主接线可靠性分析与评估[J].工程建设与设计,2016,(11):68-71.
[2]徐小宁.变电站主接线方式可靠性评估与方案优选[J].电工技术学报,2015,(12):441-446.
[3]符庆.变电站电气主接线方案设计[J].科技视界,2015,(02):314-315.