浅谈留路110kV变电站的设计与施工

中国石油集团工程设计有限责任公司华北分公司电气自控室 方宏伟 鲁国荣

浅谈留路110kV变电站的设计与施工

中国石油集团工程设计有限责任公司华北分公司电气自控室 方宏伟 鲁国荣

随着变电站设计工作的日益增加，如何避免在设计工作中出现以下类似的问题，对留路110kV变电压设计中的一些问题做一些探讨、希望能够对110kV变电站的设计能够有所帮助与提高。

变电站 设计 综合自动化系统 一次设计 二次设计

1 引言

留路110kV变电站是采油三厂留路地区重要的枢纽变电站，两路110kV电源分别取自章西220kV变电站的178（章路线）间隔和任五110kV变电站的116（任留线）间隔。主变容量2×31500kVA，电压等级为110/35/6kV，站内设35kV出线间隔7个，6kV出线间隔8个 。

近年来，随着电力技术的飞速发展，新技术，新材料，新装备的不断涌现，留路110kV变电的设计，采用了无人值班变电站设计方案，110kV采用，35kV和6kV采用户内铠装移开式金属封闭开关柜。

2 主要设计过程

由于110kV变电站的改造设计是在原有场地上进行整体改造，还要保持供电的连续性，这样给设计和施工增加许多难度。本工程的设计经过多次方案的讨论和专家的评审最终确定了施工图方案。在场区的西北角新建一座二层综合楼，一层为6kV配电装置室、电容器室、中控室，二层为35kV配电装置室、集控中心，中间为电缆夹层。110kVGIS设备和变压器室外布置。主厂房四周设置环形道路。110kV采用架空进出线，35kV采用架空进线，电缆出线，6kV采用架空母排进线、电缆出线。

3 主要设备选择

(1)110kV电气设备：采用SF6气体绝缘金属封闭组合式开关设备，分箱式。(2)35kV和6kV电气设备：35kV和6kV开关柜，选用铠装移开式金属封闭开关柜，采用真空断路器，配用永磁操作机构。(3)6kV电容器：选用成套电容器组。(4)电缆选择: 电缆选用交联聚乙烯绝缘电力电缆。

4 自动控制及继电保护

微机综合自动化系统采用南瑞继保RCS-9600CS系列，采用分层、分布式微机综合自动化系统，该系统除在各测控保护单元保留紧急手动操作跳合闸的手段外，其余全部控制、监视、测量和报警功能均可通过微机监控系统来完成。该系统具有简单可靠、经济、抗干扰能力强、兼容性好、可扩充性强等优点，实现变电站的无人值守。微机综合自动化系统图如下图1所示。

4.1 变压器保护：

变压器保护配置了差动保护RCS-9671CS，后备保护RCS-9681CS ，非电量保（本体保护）RCS-9661CS，及变压器本体测控及调压 RCS-9703C。

(1)差动保护RCS-9671CS

配有：差动电流速断保护；二次谐波制动原理的比率差动保护；CT断线检测及闭锁：主变各侧电流相位差与平衡软件补偿；差流越限告警；

(2)后备保护RCS-9681CS

①110kV后备保护：

110kV侧配置复合电压闭锁过流保护，保护动作延时跳开变压器各侧断路器；配置零序电流保护。110kV过负荷保护:延时发过负荷信号，主变过负荷起动通风。

②35kV侧后备保护：

35kV侧配置复合电压闭锁过流保护，保护为二段式。

35kV过负荷保护：延时发过负荷信号。

③6kV侧后备保护：

6kV侧配置时限速断、复合电压闭锁过流保护。

6kV过负荷保护：延时发过负荷信号。

(3)非电量保护RCS-9661CS

对变压器非电量保护应能按变压器厂的要求，跳闸或发告警信号（包括变压器本体和有载瓦斯、变压器压力释放、变压器本体和有载油位异常等）。

(4)测控装置RCS-9703C

遥信：可以定义输入结点，如状态输入、告警输入、主变分接头输入。

遥控：控制断路器。

有载调压：可采集主变分接头档位，响应当地主站发出的遥控命令，调节分接头的位置。

模拟量采集：根据不同电压等级要求能上送本间隔三相电压、三相电流、3UO、3IO。、有功、无功、频率等。

直流、温度采集：可采集多种直流量，还能完成主变温度的采集上送。

4.2 110kV线路保护和测控装置

(1)线路保护装置RCS-9616CS

110kV线路配置具有三段相间和接地距离、四段零序方向过流保护，具有本线路遥测、遥信、遥控功能，线路具有备电源自投功能，具有断路器操作回路。

(2)线路测控装置 RCS-9709C遥控：控制开关及刀闸的合分遥信：开关及刀阐位置，保护跳闸、重合闸、装置故障、控制回路断线等信号。

(3)110kV分段保护

母联断路器保护装置RCS-9616CS, 备自投装置RCS-9751CS, 110kV电压并列装置RCS-9662CII。

三段式电流保护、充电保护功能，具有本线路遥测、遥信、遥控功能，具有断路器操作回路。

4.3 35kV线路保护

(1)线路保护测控装置RCS-9611CS

35kV线路配置具有三段式低电压闭锁方向过电流保护、三段式低电压闭锁方向带时限过电流保护、过负荷保护、具备三相一次自动重合闸（后加速）、低周减载、小电流接地选线功能，具有本线路遥测、遥信、遥控功能，具有断路器操作回路。

(2)35kV分段保护测控装置RCS-9616CS

35kV分段设置三段式过电流保护、充电保护功能，具有本线路遥测、遥信、遥控功能，具有断路器操作回路。具有检同期功能。

4.4 6kV线路保护

(1)线路保护测控装置RCS-9611CS

6kV线路配置具有三段式过电流保护、过负荷保护、具备三相一次自动重合闸、低周减载、零序过电流保护、零序电压保护、小电流接地选线功能，具有本线路遥测、遥信、遥控功能，具有断路器操作回路。

图1

(2)分段保护测控装置RCS-9616CS

6kV分段配置三段式电流保护、充电保护功能，具有本线路遥测、遥信、遥控功能，具有断路器操作回路。

(3)6kV电容器保护测控单元RCS-9631CS

电力电容器组配置时限速断保护、过电流保护、过电压保护、低电压保护、不平衡电压保护、过负荷保护。

5 所用电及直流电源

所用电系统电压为380V/220V，采用单母线接线方式，双电源供电，其中两回电源引自35kVⅠ、Ⅱ段母线上的所用变柜，两回电源为“一主一备”工作方式，主电源故障时备用电源自动投入，切换设备安装在交流屏内。

直流系统由2台充电机、二组蓄电池构成，直流系统为单母线接线方式，2台充电机互为备用，自动切换。充电机由多个高频开关整流充电模块并联，N+1热备份，可带电拔插，并具有自动均流功能。电池采用阀控式密封铅酸蓄电池，容量200Ah。

6 实施过程中问题总结

在变电站实施过程中遇到许多问题，首先是在GIS安装过程中土建已经做好的GIS基础与所提条件基础对应不上，没有满足GIS的要求，致使GIS基础出现大量的返工现象，造成这种现象的原因是在土建专业没有按照电气设计人员所提的条件做基础，在后来因为时间关系没有对图过程。因此为了避免这种情况的发生，在以后工作中一定要把所提的资料和相关专业进行认真仔细的核对，严格把握图图程序。

在主变实施过程中，主变基础的轨距参照旧图在给土建提资料，但在施工过程中发现现有主变基础与原有的不符合，原有主变的基础中心距是1020×1020 mm，但是我们在参照旧的主变给土建提的基础是横向（T）×纵向（E）2040×1475mm。造成这种原因是盲目的相信以前设计成果，没有深入研究资料。在现场中发现主变的基础油修改过的痕迹。所以我们以后再参照别人的设计成果时，一定要多问一下为什么，要弄清弄懂确保万无一失。

由于设计空间的限制，在经过主变门型构架进35kV开关柜时，35kV线路A、B、C三相出现了很大角度的倾斜，在主厂房墙上预留的35kV进线挂钩距穿墙隔板较近，如果采用35kV的绝缘字串对A、B、C三相之间的安全距离满足不了要求，因此换成110kV的绝缘字串来。

在中控室的设计中预留的中控室房间太小，致使直流系统单独放在了一个房间，而不能把直流屏同保护屏、线路屏等二次屏柜放在一个房间，这样不便于集中管理，以后再设计110kV变电站中一定要预留足够大的中控室。

110kV章留线采用电缆进线，在设计过程中预留了电缆进线构架，但是在实际安装过程中发现110kV电缆头体积大重量沉，而且110kV电缆头挠性不好，所作的构架不能满足安装的要求。根据现场实际情况和油建施工单位结合把所作的110kV构架进行了更改，改造之后为下图所示进线构架。后来在同GIS厂家结合的时候知道GIS进线套管能直接做成电缆形式的，这样在接线和维护的时候就比较方便了。在以后采用GIS设备而且电缆进线的时候一定要同厂家结合好。

除了以上所述问题，在是施工中还有许多的小问题在这里就不一一赘述了。我们在以后进行变电站的设计时应“以经济效益为中心，以质量为根本”，一定要善于思考，善于总结，把设计做到精益求精。

7 结束语

留路110kV变电站工程建设，既有成功的经验又有总结的教训，有待于我们在今后的设计中改进和提高，使设计水平再上新台阶。