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1、220kV變電站主變?cè)鋈莞脑旃こ淘O(shè)計(jì)
摘要：通過(guò)幾種設(shè)計(jì)案例，具體介紹了配電設(shè)備和GIS的配置方式。這樣的改造可以增加變電站的配電和短路容量，不再需要高型布置構(gòu)架。它的自動(dòng)化程度提高很多，而且提高了變電站的運(yùn)行可靠性。
關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；220kV；變電站；增容改造
1引言
江蘇省地區(qū)的用電負(fù)荷增長(zhǎng)極快，但是變電站容量的建設(shè)卻比較滯后，導(dǎo)致很多地區(qū)的電網(wǎng)遭到很大的挑戰(zhàn)，不能維持地區(qū)的常規(guī)供電，這就需要在不斷增加新變電站的基礎(chǔ)上，對(duì)于一些老變電站進(jìn)行增容改造，保證地區(qū)負(fù)荷用電。本文以江蘇某地區(qū)220kV變電站為例，介紹該變電站增容改造工程的設(shè)計(jì)實(shí)施方
2、法，希望對(duì)變電站增容改造設(shè)計(jì)提供借鑒。
2220kV變電站的增容改造目標(biāo)
淘汰傳統(tǒng)的斷路器。傳統(tǒng)的斷路器主要是壓縮空氣斷路器、油斷路器，這兩種斷路器在我國(guó)變電站中使用比較廣泛，其運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)比較豐富，易于工人維修和保養(yǎng)，但是其油容易劣化，設(shè)備本身不防火防爆，安全性不高。SF6斷路器和真空斷路器運(yùn)行維護(hù)方便，維護(hù)間隔時(shí)間長(zhǎng)，本身能防火防爆、噪音低，最近幾年變電站改造中經(jīng)常使用，本變電站增容改造將選用該兩種斷路器。淘汰二次系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)變電站運(yùn)行全自動(dòng)化。傳統(tǒng)變電站二次系統(tǒng)存在的問(wèn)題較多，主要是老實(shí)設(shè)備使用多、維護(hù)不方便、自動(dòng)化程度低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性比較差。出現(xiàn)故障后需要人工診斷
3、，費(fèi)時(shí)費(fèi)力而且故障排除比較困難，缺少自診斷能力。變電站采用全自動(dòng)化運(yùn)行系統(tǒng)后，可以采用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等對(duì)對(duì)變電站二次系統(tǒng)進(jìn)行功能模塊的重新組合，對(duì)變電站運(yùn)行設(shè)備實(shí)現(xiàn)DCS監(jiān)控，測(cè)量和控制變得更高效便捷。實(shí)現(xiàn)變電站遙控管理。變電站經(jīng)過(guò)增容改造后，可以實(shí)現(xiàn)變電站的運(yùn)行和調(diào)度不需要專(zhuān)人實(shí)施，只需要調(diào)度室進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，遇到檢修維護(hù)時(shí)才需要專(zhuān)人進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)變電站的遙控管理模式，加強(qiáng)了變電站實(shí)際運(yùn)行能力。系統(tǒng)增容，滿足用電量需求。衡量電能質(zhì)量的主要指標(biāo)是電壓和頻率，電壓的合格主要通過(guò)各變電站進(jìn)行調(diào)節(jié)，傳統(tǒng)變電站一般不具有調(diào)壓功能，缺少合格的電能質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，變電站經(jīng)過(guò)增容改造后可以實(shí)現(xiàn)電壓的隨時(shí)調(diào)
4、節(jié)，鑒于增容后變電站的自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)中包含電壓和無(wú)功自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，電壓調(diào)節(jié)中可以保證其合格率，從而進(jìn)一步降低輸送損耗，節(jié)約電能。
3改造工程原則
（1）站內(nèi)改造。改造前首先由原配電裝置進(jìn)行臨時(shí)供電，拆除適當(dāng)?shù)挠绊懖坏降呐f配電設(shè)施，或者騰出適當(dāng)?shù)目盏匕惭bGIS。對(duì)于主變及線路進(jìn)行切換，GIS接入時(shí)需要進(jìn)行一定間隔的控制；將施工地區(qū)與安全地區(qū)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整劃分，保證施工安全運(yùn)行。在改造中主變電器直接接電，從進(jìn)線一側(cè)到主變高壓側(cè)都要進(jìn)行電纜的鋪設(shè)，電纜接至主變高壓側(cè)后，供電形成變壓器直接接電。施工中要注意在拆除配電裝置后，注意電纜和電纜頭，保證主變的正常運(yùn)行，根據(jù)配電室設(shè)備實(shí)際
5、情況進(jìn)行方案調(diào)整，從而適當(dāng)節(jié)約土地資源，改造投資與征地投資形成高的性?xún)r(jià)比。（2）主接線方式改造。具體的改造設(shè)計(jì)步驟為：①目前改造主接線主要采用雙母線帶旁路的接線方式，可以做到不停電檢修，開(kāi)關(guān)設(shè)備的操作可靠性提高了可以將雙母線帶旁路的接線方式進(jìn)行充分的實(shí)現(xiàn)，目前接線取消了高電壓的旁路接線，多數(shù)改造工程采用雙母線雙分段接線。在具體的改造設(shè)計(jì)中可以將電源出線平衡分布在兩組母線上，兩組母線實(shí)現(xiàn)并列運(yùn)行必須是建立在母線斷路器聯(lián)通比較順暢的情況之下。為了提高安全性，可以一組母線運(yùn)行，另一組母線備用。②檢修工作母線時(shí)將所有回路轉(zhuǎn)移到另一母線上。③母線出現(xiàn)故障時(shí)，立即斷開(kāi)各出線的斷路器，接通主要回路的母線側(cè)開(kāi)
6、關(guān)，接通電源出線斷路器，恢復(fù)各段的供電。（3）雙母線旁路升級(jí)為雙母線分段。為了減少故障的發(fā)生率，可以將220kV雙母線母聯(lián)兼旁路的接線形式改造為雙母線雙分段分為兩臺(tái)斷路器的接線方式，采用站內(nèi)改造方式，具體的改造步驟為：①鋪設(shè)臨時(shí)的電纜管，從進(jìn)線一側(cè)鋪到主變高壓一側(cè)，鋪設(shè)完成后在主變的附近區(qū)域進(jìn)行220kV電纜頭基礎(chǔ)的建設(shè)。②原來(lái)的進(jìn)線位置經(jīng)過(guò)臨時(shí)的電纜也進(jìn)入主高變壓一側(cè)，主變采用變壓器組的形式進(jìn)行持續(xù)運(yùn)行，滿足供電量要求，之前的配電裝置不再運(yùn)行，施工時(shí)注意主變與舊配電設(shè)備進(jìn)行有效的隔離。③在拆除舊配電裝置時(shí)要進(jìn)行分段和分跨的形式拆除，保證主變的安全運(yùn)行，建立新的GIS配電設(shè)施，主變與新線路進(jìn)行
7、切換嘗試運(yùn)行，主變和線路在進(jìn)入GIS前要進(jìn)行隔離區(qū)分，避免出現(xiàn)安全的隱患。（4）配電裝置改造。傳統(tǒng)的變電站改造主要是采用戶(hù)外的高型構(gòu)架，變電站運(yùn)行越久遠(yuǎn)，高型構(gòu)架損傷就越嚴(yán)重，目標(biāo)變電站增容改造后的高型構(gòu)架采用GIS進(jìn)行電器的組合。具體的優(yōu)點(diǎn)主要有：①除了臨時(shí)接線外需要停電，其他情況不需要停電處理。②配電裝置進(jìn)出線接入更加方便，架空線的接入也比較方便。③變電站整體布局合適，方面進(jìn)行運(yùn)行的監(jiān)管，對(duì)事故進(jìn)行及時(shí)處理。
4典型的220kV主變?cè)鋈莸母脑煸O(shè)計(jì)
（1）主接線和GIS布置。為了實(shí)現(xiàn)主接線的合理性，首先要在舊變電站的基礎(chǔ)上規(guī)劃好180MVA變壓器的具體數(shù)量；220kV
8、和110kV進(jìn)出線路的次數(shù)，雙母線接線的方式，這些設(shè)計(jì)完成后既要對(duì)GIS的具體施工進(jìn)行布置。220kV的配電裝置要采用GIS進(jìn)行布置，可以設(shè)置在配電樓之內(nèi)，與220kV的避雷器、耦合電容器、電容式電壓互感器進(jìn)行有效的配合，這些設(shè)備可以布置在配電室的二樓，對(duì)進(jìn)出線進(jìn)行架空處理。配電綜合樓內(nèi)要將110kV的GIS、控制室、接電室和電屏室進(jìn)行布置。主變電器設(shè)置在室外，110kV的GIS可以布置在配電綜合樓的適當(dāng)位置，采用電纜進(jìn)出線方式；10kV配電室配置在綜合配電樓的另一側(cè)，與GIS相隔，采用中置真空開(kāi)關(guān)柜。10kV電容器配置在配電綜合樓一側(cè)的電容室內(nèi)。對(duì)于變電站的總體面積和東西長(zhǎng)度和南北寬度要根據(jù)
9、配電的整體布局進(jìn)行合理設(shè)計(jì)安排，到達(dá)經(jīng)濟(jì)的最優(yōu)化處理。（2）220kVGIS室內(nèi)主配電裝置設(shè)計(jì)。原高壓側(cè)配電裝置為高型架構(gòu)，經(jīng)過(guò)改造在GIS的室內(nèi)配置專(zhuān)門(mén)配電裝置的變電站，GIS樓布置方案中，可以采用兩種方案，第一種為采用地上地下各一層，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)底座，地下室為電纜鋪設(shè)層，地下層為220kV配電室；第二種方案為采用地上二層的方式，在架空線的走廊方向進(jìn)行設(shè)計(jì)，地上一層為220kVGIS的裝置分布區(qū)，地上二層為設(shè)置阻波器等配套設(shè)備。（3）全戶(hù)內(nèi)配電裝置設(shè)計(jì)。第一種方案為變電站采用東西方向設(shè)計(jì)，變電站東側(cè)設(shè)置兩層的綜合樓，一層設(shè)計(jì)為10kV的配電設(shè)備，包含電容器組件、接地變送裝置等；二層可以設(shè)置
10、220kV的繼電器室，采用全電纜的進(jìn)出線形式，變壓器設(shè)置在變電站的西側(cè)位置。第二種方案為變電站采用南北設(shè)計(jì)，北側(cè)為220kV的綜合樓，架空線可以從綜合樓的北側(cè)走線，采用架空電纜混合進(jìn)線的形式，將GIS布置在一層，將110kV的配電樓布置在綜合樓的南側(cè)，二層設(shè)計(jì)為電容器和開(kāi)關(guān)設(shè)備。變壓器可以靈活的設(shè)置在110kV的配電裝置和220kV的綜合樓的中間或者靠近綜合樓一側(cè)，以實(shí)際作用效果為佳。
5結(jié)語(yǔ)
傳統(tǒng)的高壓電網(wǎng)需要及時(shí)增容處理，滿足企業(yè)對(duì)電力的需求[1,2]。當(dāng)前隨著輸變電技術(shù)和電容容量的不斷增加，傳統(tǒng)的220kV變電站已經(jīng)不能滿足實(shí)際設(shè)計(jì)要求。本文從目前220kV傳統(tǒng)變
11、電站增容改造需要得到的目標(biāo)出發(fā)，以變電站增容改造基本原則為指導(dǎo)，分析了幾種典型的增容改造方案，方案中主要涉及主接線和GIS布置、220kVGIS室內(nèi)主配電裝置設(shè)計(jì)和全戶(hù)內(nèi)配電裝置設(shè)計(jì)。通過(guò)這幾種設(shè)計(jì)方案可以滿足當(dāng)前負(fù)荷的要求和當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)發(fā)展的需要，能節(jié)省一部分土地面積，自動(dòng)化的程度更好。同時(shí)不必再擔(dān)心由于架構(gòu)的老化對(duì)變電站帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)，是一種不錯(cuò)的設(shè)計(jì)增容方案。
參考文獻(xiàn)
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220kV變電站主變?cè)鋈莞脑旃こ淘O(shè)計(jì)
