該文介紹了海陽(yáng)市110kV望石變電站典型設(shè)計(jì)的情況，包括電氣主接線、短路水平、設(shè)備選型、過(guò)電壓保護(hù)及接地、站用電和照明、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、保護(hù)裝置的配置等，并總結(jié)了變電站典型設(shè)計(jì)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益....
該文介紹了海陽(yáng)市110kV望石變電站典型設(shè)計(jì)的情況，包括電氣主接線、短路水平、設(shè)備選型、過(guò)電壓保護(hù)及接地、站用電和照明、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、保護(hù)裝置的配置等，并總結(jié)了變電站典型設(shè)計(jì)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
關(guān)鍵詞：110kV變電站；典型設(shè)計(jì)
傳統(tǒng)的110kV變電站主要以戶外設(shè)計(jì)和安裝為主，占地面積大，且設(shè)備容易被腐蝕，尤其在高污穢地區(qū)，還極易造成污閃事故的發(fā)生。為了建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)，發(fā)揮規(guī)模優(yōu)勢(shì)，提高資源利用率，提高電網(wǎng)工程建設(shè)效率，國(guó)家電網(wǎng)公司在2005年提出“推廣電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，各級(jí)電網(wǎng)工程建設(shè)要統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，推廣應(yīng)用典型優(yōu)化設(shè)計(jì)，節(jié)省投資，提高效益”。典型設(shè)計(jì)堅(jiān)持以“安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、保護(hù)環(huán)境、投資合理、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、運(yùn)行高效”的設(shè)計(jì)原則，采用模塊化設(shè)計(jì)手段，做到統(tǒng)一性與可靠性、先進(jìn)行、經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性和靈活性的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。
海陽(yáng)市供電公司積極響應(yīng)國(guó)家電網(wǎng)公司的號(hào)召，積極推廣110kV變電站典型設(shè)計(jì)。本文就海陽(yáng)市供電公司110kV變電站典型設(shè)計(jì)的應(yīng)用實(shí)例予以闡述，以說(shuō)明推廣典型設(shè)計(jì)的重要意義。
1 110kV變電站典型設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)列
海陽(yáng)市供電公司2006年開(kāi)始采用110kV變電站典型設(shè)計(jì)，到目前為止，已經(jīng)完成3座110kV變電站的設(shè)計(jì)、建設(shè)工作。從實(shí)際效果來(lái)看，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，下面以110kV望石變電站為例對(duì)典型設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。
110kV望石變電站位于海陽(yáng)市新建的臨港產(chǎn)業(yè)區(qū)，該區(qū)域規(guī)劃面積較小，但是電力負(fù)荷較為集中。該區(qū)域包括以萊福士造船廠在內(nèi)的多個(gè)用電大戶正在興建中，而山東核電設(shè)備制造公司已經(jīng)投產(chǎn)。根據(jù)該區(qū)域負(fù)荷預(yù)測(cè)及用電負(fù)荷性質(zhì)，海陽(yáng)市供電公司按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、投資合理、運(yùn)行高效的原則，結(jié)合該站用電負(fù)荷集中、土地昂貴、臨近海邊（Ⅳ級(jí)污穢區(qū)）、電纜出線多等客觀事實(shí)，對(duì)110kV望石變電站作了如下設(shè)計(jì)。
該站為半戶內(nèi)無(wú)人值班變電站（半戶內(nèi)布置方式即除主變壓器以外的全部配電裝置，集中布置在一幢主廠房的不同樓層的電氣布置方式），變電站主體是生產(chǎn)綜合樓，除主變壓器外所有配電裝置均安裝在綜合樓內(nèi)。以生產(chǎn)綜合樓和主變壓器為中心，四周布置環(huán)形道路，大門入口位于站區(qū)東南角，正對(duì)生產(chǎn)綜合樓主入口。綜合樓共兩層，一層為10kV配電裝置室、電容器室、接地變壓器室及主控室，二層為110kV GIS室。
1.1 電氣主接線
變電站設(shè)計(jì)規(guī)模及主接線。通過(guò)負(fù)荷資料的分析，考慮到安全、經(jīng)濟(jì)及可靠性，確定110kV變電站主接線。電氣主接線圖如圖1所示。通過(guò)負(fù)荷分析和供電范圍，確定變壓器臺(tái)數(shù)、容量及型號(hào)，該設(shè)計(jì)中主變壓器總?cè)萘繛?×50MVA（110/10.5kV），一期（共兩期）設(shè)計(jì)為1×31.5MVA（110/10.5kV），采用雙繞組油浸自冷有載調(diào)壓變壓器。110kV出線共2回，一期1回，采用內(nèi)橋接線方式。10kV出線共24回，一期24回，采用單母線分段接線方式。無(wú)功補(bǔ)償電容器為2×6000（3000+3000）kvar，分別接入10kV兩段母線上。
圖1 110kV望石變電站主接線圖
各級(jí)電壓中性點(diǎn)接地方式。110kV側(cè)直接接地，由于主變壓器10kV側(cè)沒(méi)有中性點(diǎn)，而10kV側(cè)全部采用電纜出線，電網(wǎng)接地電容電流較大，故采用了站用電與消弧線圈共用的接地變壓器。
1.2 短路電流水平
根據(jù)終期（共兩期）雙繞組自冷變壓器的容量、空載損耗、負(fù)載損耗、短路阻抗等相關(guān)參數(shù)，考慮電網(wǎng)遠(yuǎn)景規(guī)劃，按照三相短路驗(yàn)算，并套用《國(guó)家電網(wǎng)公司輸變電工程典型設(shè)計(jì)110kV變電站分冊(cè)》中110kV變電站典型設(shè)計(jì)（方案B-1），確定110kV電壓等級(jí)的設(shè)備短路電流為kA，10kV電壓等級(jí)的設(shè)備短路電流為31.5kA。
1.3 主要電氣設(shè)備選擇
考慮城市噪音控制，選用雙繞組低損耗自冷變壓器，采用YNd11接線組別。因站址臨近海邊，空氣濕度大及鹽堿度高，故110kV設(shè)備采用六氟化硫封閉式組合電器，斷路器額定電流為2000A，額定開(kāi)斷電流為31.5kA。10kV設(shè)備選用N2X系列氣體絕緣開(kāi)關(guān)柜，N2X開(kāi)關(guān)柜采用單氣箱結(jié)構(gòu)，每個(gè)開(kāi)關(guān)柜獨(dú)立一個(gè)氣箱，氣箱內(nèi)安裝免維護(hù)的三工位開(kāi)關(guān)和固封極柱式真空斷路器，通過(guò)插接方式與其他元器件組合，實(shí)現(xiàn)和滿足不同的主接線方式。該開(kāi)關(guān)柜分成三個(gè)間隔：高壓密封間隔，低壓控制間隔，電纜和TA間隔。斷路器為真空斷路器，主變壓器及分段回路額定電流為3150A，額定開(kāi)斷電流為31.5kA；出線回路額定電流為1250A，額定開(kāi)斷電流為20kA。
1.4 過(guò)電壓保護(hù)及接地
110kV及35kV設(shè)備全部選用金屬氧化物避雷器，并按照GB 11032-2000《交流無(wú)間隙金屬氧化物避雷器》之規(guī)定進(jìn)行選擇。按照防直擊雷原則進(jìn)行理論計(jì)算，在主建筑屋頂安裝避雷帶及避雷針，用以保護(hù)主建筑物及主變壓器。按照DL/T 621-1997《交流電氣裝置的接地》的規(guī)定進(jìn)行電氣設(shè)備接地，主接地網(wǎng)由水平接地體和垂直接地體組成復(fù)合接地網(wǎng)，將建筑物的接地與主接地網(wǎng)可靠連接，接地埋深0.8m。接地網(wǎng)實(shí)測(cè)電阻為0.43Ω。
1.5 站用電和照明
變電站遠(yuǎn)景采用2臺(tái)干式接地變壓器500/10.5-80/0.4，每臺(tái)總?cè)萘繛?00kVA，其中站用電額定容量為80kVA。兩臺(tái)接地變壓器分別經(jīng)斷路器接入10kV＃4、＃5母線上。站用電為380/220V三相四線制中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，站用變壓器低壓側(cè)采用單母線分段接線。室外照明采用投光燈，室內(nèi)工作照明采用熒光燈、白熾燈，事故照明采用白熾燈。事故照明為獨(dú)立的照明系統(tǒng)。
1.6 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)
計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)為分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，能完成對(duì)變電站所有設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)視和控制。電氣模擬量采集采用交流采樣，保護(hù)動(dòng)作及裝置報(bào)警等重要信號(hào)采用硬節(jié)點(diǎn)方式輸入測(cè)控單元。系統(tǒng)具備防誤閉鎖功能，能完成全站防誤操作閉鎖。具有與電力調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)的接口，軟、硬件配置能支持聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及通信規(guī)約的要求。全站設(shè)有一套雙時(shí)鐘源GPS對(duì)時(shí)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)所有裝置的時(shí)鐘同步。監(jiān)控系統(tǒng)可對(duì)110kV及10kV斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、主變壓器中性點(diǎn)接地開(kāi)關(guān)、主變壓器分接頭、無(wú)功補(bǔ)償裝置、站用電源、直流系統(tǒng)、UPS系統(tǒng)等多方面進(jìn)行監(jiān)控。操作控制功能按分層操作設(shè)計(jì)，達(dá)到了任何一層的操作、設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和選擇切換開(kāi)關(guān)的狀態(tài)都處于計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控之中。
1.7 保護(hù)裝置的配置
整個(gè)保護(hù)系統(tǒng)全部選用微機(jī)型保護(hù)裝置。主變壓器保護(hù)包括差動(dòng)保護(hù)和后備保護(hù)，在主控室集中組屏安裝。10kV保護(hù)測(cè)控裝置采用保護(hù)測(cè)控一體化裝置，裝設(shè)在成套開(kāi)關(guān)柜上，10kV線路保護(hù)具有低周減載功能。另外，10kV系統(tǒng)還具有小電流接地選線功能。
1.8 直流系統(tǒng)
直流系統(tǒng)額定電壓為220V，設(shè)單組閥控式鉛酸免維護(hù)蓄電池組和雙套冗余配置的高頻開(kāi)關(guān)電源充電裝置，并設(shè)置一套微機(jī)型直流接地自動(dòng)檢測(cè)裝置。蓄電池容量為100Ah。該系統(tǒng)還配置一臺(tái)UPS，容量為3kVA，UPS系統(tǒng)為站內(nèi)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、保護(hù)裝置、通信設(shè)備等重要二次設(shè)備提供不間斷電源。
1.9 圖象監(jiān)控系統(tǒng)和火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)
大樓入口處設(shè)置攝像頭；主控室、電容器室、接地變壓器室以及各級(jí)電壓配電裝置室均安裝室內(nèi)攝像頭；主變壓器區(qū)安裝室外攝像頭。監(jiān)控信號(hào)通過(guò)光纜傳送到調(diào)度主站，用以完成變電站全站安全及設(shè)備運(yùn)行情況的監(jiān)控。
站內(nèi)配置一套火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)�；馂�(zāi)報(bào)警控制器設(shè)置在主控樓內(nèi)。當(dāng)有火災(zāi)發(fā)生時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)可及時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，顯示發(fā)生火災(zāi)的地點(diǎn)，并通過(guò)通信接口和光纜，將信息最終傳至調(diào)度端。
2 結(jié)束語(yǔ)
該典型設(shè)計(jì)的變電站與常規(guī)室外布置變電站相比具有以下優(yōu)點(diǎn)。第一，土地占用面積不足常規(guī)變電站的三分之一。第二，該站臨近海邊，屬高污穢地區(qū)。所有配電設(shè)備均室內(nèi)布置，尤其是110kV及10kV配電設(shè)備全部采用氣體絕緣全密封開(kāi)關(guān)設(shè)備，有效地防范了污閃事故的發(fā)生。第三，配電設(shè)備檢修周期長(zhǎng)，供電可靠性高。第四，采用接地變壓器，很好地解決了10kV電纜出線引起的電網(wǎng)接地大電容電流。第五，具備了無(wú)人值班的條件，實(shí)現(xiàn)了變電站無(wú)人值班。
應(yīng)用110kV變電站典型設(shè)計(jì)，能大大提高生產(chǎn)效率，同時(shí)也對(duì)110kV變電站建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備規(guī)范、節(jié)約土地及資源消耗等方面有著重要意義。
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