对于110kV用户专用变电站设计的一点建议

陈洪莲

摘要：本文从近两年来青海省海东地区几个高耗能大用户为例，从主接线、保护配置、计算机监控系统、安全自动装置、计量等几个关键部分进行了说明，简单总结了110kV用户变与常规的主网变电站之间存在着一些不同之处，为用户变电所的设计提供了一点参考建议。

关键词：用户变电所；主接线；保护；计量；计算机监控系统

Abstract: this article from the middle area of qinghai province in the past two years several major users will as an example, from the main connection, protection configuration, computer monitoring system, security automatic device, measurement and so on several key parts were explained, simple sums up the 110 kv users change the conventional between main substation there are some differences in the design of the substation, for the user to provide a reference Suggestions.

Keywords: user substation; The main connection; Protection; Measurement; The computer monitoring and control system

中图分类号：TM411+.4文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

0前言

随着国际国内市场的需求，碳化硅、铁合金价格的不断上涨，在青海地区最近几年，高耗能企业如雨后春笋，迅速发展起来， 青海经济的快速发展，青海大型工业企业的生产能力不断提高，其对用电量的要求也大幅度攀升，从主网的10kV、35kV引去两条或三条专用线路为其供电的方法以及各不能满足许多用电大户发展需要，因此，为其修建110kV电压等级的专用变电站供电，以确保用电可靠，已成为主网与用电大户双方的必需。由于这些用户变电站供电可靠性的特殊性，决定了其变电站设计在某些方面与常规的主网变电站之间存在一些不同之处，本文主要从青海省海东地区几个高耗能大用户入手，总结了用户变电站在二次设计方面与常规电力系统变电站的不同之处，主要从一下几点进行了分析总结：

1主接线

变电所主接线形式与电力系统整体及变电所本身运行可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置的布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。所以在确定主接线形式时必须进行充分的技术论证和方案的经济比较；一是要充分分析系统和用户对变电所的要求，分析变电所在电网中的地位和作用；二是要根据实际情况，对主接线的可靠性提出恰当而不是过高的要求。把技术和经济二者结合起来统盘考虑。ジ吆哪苡没П涞缯疽话闶侵斩吮涞缢，这类变电所接近负荷中心，电能通过它分配给用户或下级配电所。在确保供电可靠性的前提下，变电所主接线设计应有利于规范化、简单化、自动化及无人化，尽可能减少占地面积。变电所主接线方式应根据负荷性质、变压器负载率、电气设备特点及上级电网强弱等因素确定。在青海省海东地区用户变，比较典型的主接线如下图所示：

图1乐都福海碳化硅110kV变电站主接线图

图1所示，福海碳化硅110千伏用户变出一回110千伏线路“T”接至曹家堡~汤官营的线路上， 110千伏接线采用线路-变压器组接线，最终考虑出线一回，设备采用GIS成套装置。35千伏采用户内设备，其中4回出线，1回母线PT，1回主变进线间隔，2回无功补偿装置，1回所用变本期一次建成。主变选择1台容量为63兆伏安双绕组变压器。

图2 贵强硅业科技公司110kV变电站主接线图

图2所示，贵强硅业110kV用户变出一回110kV线路“T”接至曹家堡-雨润的线路上，110kV接线采用单母线接线，最终考虑六回110kV炉变出线，一回动力变出线。

图3所示，鑫丰铁合金110kV用户变由330kV阿兰变110kV一回专用间隔供电， 110kV接线采用单母线接线形式，进线一回；最终四回炉变出线，一回动力变出线；在每台炉变中压侧配置电容器无功补偿。

图4所示，一通铁合金变110千伏最终采用单母分段接线，进线两回；初期采用单母接线，进线一回。

图3乐都鑫丰铁合金110kV变电站主接线图

图4乐都一通钛合金110kV变电站工程

2保护配置

2.1110kV进线保护

对于110kV用户变来说，110kV进线的保护配置和常规站一样，用户变是终端变电站可不配置线路保护，仅在主网侧配置保护。

如图1所示主接线， 110kV进线 “T”接至曹家堡~汤官营的线路上，曹家堡变和汤官营变均是系统变电站。福海变仅由一回110kV进线供电，属负荷终端用户变， 330kV曹家堡变110kV汤官营变出线配置一套距离保护装置，作为负荷终端用户变，设计在福海变侧110kV线路不配置保护装置。

对于110kV线路，如果主网侧线路主保护配置了光纤纵差保护，用户变侧则必须配合主网侧，配置和对侧配套的光纤纵差保护。如果主网侧配置一般的常规保护装置，则用户变侧可根据实际需要，配置电流电压保护，或者距离保护。这和常规系统变电站线路保护配置原则是一样的。

由于用户变的特殊性，考虑其经济性和灵活性，在青海地区，110kV线路保护一般选择保护和测控装置单独配置，考虑有可能和主网侧的配合问题，设计一般不选用保护测控一体化装置，这也可以避免因系统侧工程的进度影响用户变电部分的设备订购和设计施工。

2.2110kV母线保护

对于110kV用户变来说，其110kV母线保护需要设计人员根据既满足系统稳定要求，又达到降低建设成本投资的目的，不同的主接线形式和供电方式具体分析，决定是否配置专用的母线保护装置。

2.3110kV主变保护

纵观青海电网2009-2012年，110kV用户变变压器，一般由110KV动力变，110kV炉变组成，动力变作为降压变压器，主要供厂区用电，炉变一般直接供用户冶炼炉或熔炉。

2.3.1动力变保护

动力变和常规变电所一样，其高压侧均配置刀闸和断路器，低压侧电压等级为35kV或10kV，如图1-4图主接线所示。其保护配置也和常规变压器一样。

2.3.2炉变保护

炉变因其特殊性，高压侧配置断路器和刀闸，和常规一样，单其低压侧一般不配置断路器和刀闸，直接接到冶炼炉或熔炉。 如1-4图主接线所示，这种接线方式是用户变特有的，其保护配置与常规变压器不同，因低压侧没有配置断路器，所以，主变的主保护差动保护装置就无法实现其功能。对于这种情况，在青海福海，贵强等多个用户变电站，做如下配置：

在每台110kV炉变出线配置一套110kV炉变保护。主要包括：重瓦斯保护，本体压力释放，变压器110kV、10kV侧相间后备保护，110kV零序后备保护，过负荷 过电流闭锁有载调压等功能。

2.435kV（10kV）出线（炉变）保护

用户变35kV或10kV配出，其负荷有炉变，也有所用电。如主接线图所示，根据其负荷性质，保护装置的配置也不同，与常规出线不同的是炉变的保护配置，一般在35kV炉变出线配置一套微机保护装置。包括过流、速断保护，非电量保护：（本体重瓦斯、本体轻瓦斯、油温、油位异常跳闸和信号。） 三相一次自动重合闸(检同期、检无压、无检定) ，对于炉变此功能一般不投。

3计算机监控系统

110kV用户变监控系统和常规站一样配置，这里就不能详细介绍。区别仅仅在用户变大多有人值班，对设备的就地控制非常方便，就不必要对设备进行遥控操作，这样就可以取消遥控单元，达到精简设备，降低投资的目的，也降低了对运行人员的专业素质要求。

另外，用户变电站的遥信量遥信量采集也应该与常规的电力系统变电站有所区别。首先，从用户变大多从有人值班变电站的角度考虑，信息采集就不能一味求全，因为运行实践证明，过于频繁出现的大量正常运行信息往往会淹没那些应该引起运行人员重视的故障或事故信息。在后台推出新信息时，根据信息的重要性进行分类，再分别对应音响、色彩等不同的提示方式以引起运行人员的注意。突出重要信号，简化监控数据，减轻运行人员的工作强度。

4安全自动装置

与上述类型的高耗能用户变密切相关的安全自动装置是低周低压减载装置，其功能是当系统有功或无功严重缺失，使系统频率或电压降低至容许值，按照负荷的不同重要程度，断开一部分次要负荷，恢复有功和无功功率的平衡，使系统频率和电压恢复到一定范圍内，以保证系统的稳定运行和重要负荷的正常工作。

目前青海地区的110kV用户变都要求配置单独的低周低压减载装置。低周低压减载装置在用户变的用法和接线方式和常规变电站有所不同。

常规110kV变电站负荷一般都在主变中压侧（35kV）和低压侧（10kV），低周低压减载装置只接入35kV和10kV负荷出线。用户变大负荷有可能接在110kV母线上，

如图2所示的主接线，贵强硅业科技公司110kV变电站，110kV接线采用单母线接线，最终考虑六回110kV炉变出线，一回110kV动力变出线。10kV 4回动力变出线和3回箱变出线。对于这种接线形式，全部110kV炉变出线和全部10kV动力变和箱变出线。都要接入低周低压减载装置，其装置判断电压取110kV母线电压。低周低压减载装置的动作顺序可按照负荷性质和重要性按轮切除功能，自由设定。

5计量

贸易结算用的电能装置原则上应设置在供用电设施产权分界处，点配置有功0.2S级主副电能表、联合接线盒，安装于就地温控计量箱内。

7结束语

总之，在设计用户变电站时，在满足国家法律法规及相关规程规范的前提下，不能过分拘泥于电力系统的各种条款，应充分考虑到这一类型变电站的特殊性，不要盲目追求设计思路上的“大而全”，既要满足电网安全可靠要求，也要尊重用户的合理要求和建议。在全面统筹规划的基础上进行细致周密的设计，尽可能地优化设计来达到为用户节约投资，利于今后运行维护的目的。

以上是笔者在青海省海东地区用户变设计实践中的一点体会，希望得到专家及同仁的批评指正。