浅谈变电站设计中的母线保护基本原理及应用

2016-03-14贵州顶效开发区阳光电力有限公司何秀媛

电子世界 2016年7期

关键词：实例

贵州顶效开发区阳光电力有限公司　何秀媛

贵州顶效开发区阳光电力有限公司何秀媛

【摘要】在整个电力系统中，变电站是十分重要的组成部分，在人们的日常生产生活中，变电站能够有效实现电压变化、接受电能、分配电能等等。本文首先对变电站的重要性进行了分析，然后对变电站的设计原则和设计思路进行了分析，并且根据实例详细探究了变电站设计。

【关键词】变电站设计；要点问题；实例

0　引言

目前，我国经济发展迅速，城市化进程不断加快，城镇电网建设规模日益扩大。变电站设计是电网系统建设的重点，在实际工程中，应该不断提高变电站设计水平，确保其后期运行安全、稳定，能够更好的满足社会发展需求。

1　变电站设计重要性

在整个电力系统中，通过变电站，能够实现电压转换、功能分配，同时，变电站也是电网的中心，可以将不同级别的电网进行连接，这样能够更好的实现电流控制和电能分流，因此变电站运行的安全性和稳定性能够直接影响电网可靠性。随着人们对于电能需求的不断增加，智能变电站的分布也越来越广泛，可以实现大面积供电，在变电站设计中，应该更加明确人们的用电需求和供电实际情况，具体问题具体分析，确保设计方案的灵活性和实用性。除此以外，变电站设计人员在设计过程中，还应该严格遵守国家规定以及行业规范，在保证供电安全性的基础上，加强成本控制，控制成本支出，平衡好电力运行和投资成本之间的关系，提高供电企业经济效益。

2　变电站设计原则及其思路

2.1设计原则

对于变电站设计，应该严格遵循以人为本理念，符合可持续发展需求，保证变电站设计的科学性和合理性，并且保证相关设备安装的可靠性，在实践中贯彻落实标准统一、技术先进等设计原则，这样才能保证变电站设计能够与周边的区域环境相适应。除此以外，对于变电站的设计，不仅要求其符合可持续发展理念，保证其在投入使用中能够实现效益最大化，而且还需要保证变电站的使用过程中能够达到最佳工况，这样有利于延长变电站的使用寿命。最后，变电站设计，在符合设计标准和建设规范的基础上，还应该注重外部形象设计，体现出企业文化特色。

2.2设计思路

2.2.1综合思路

综上所述，对于变电站设计，必须与当地的区域环境相适应，从实际出发，明确人们的用电需求，然后合理设计变电容量，更好的满足地区供电需求。同时，还需要合理控制变电站占地面积，尽量选择体积较小的设备，而且内部结构也应该合理紧凑。另外，对于变电站主线接入方式，应该更加灵活方便，配备自动化程度较高的通信设备和智能化设备，提高变电站运行质量，减少噪音污染，减少对于生态环境的破坏。

2.2.2具体思路

(1)电气主接线

在变电站设计中，电气主接线是十分重要的组成部分，通常情况下，主接线模式越复杂，则供电可靠性越高。但是，如果主接线模式过于复杂，则也会暴露出很多缺陷，包括占地面积大、运行繁琐、投资增大等等。新时期，人们对于电气设备安全性能要求的不断提升，接线形式越来越简易。规划容量不同，会直接影响电气主接线的方式。比如对于220kV变电站，其电气主接线可以分为3个电压等级，根据回路数量、设备特点、负荷性质的不同，其接线方式也是不同的。

(2)配电装置

在变电站设计中，配电装置也是十分重要的，主要起到电能接受和分配的作用。根据配电装置设置地点的不同，配电装置可以被分为屋内配电装置和屋外配电装置，在组装过程中，电气设备可以在现场进行配置。屋外配电装置不容易受到环境、气候的影响，而且具有占地面积小、维护量较小的优点，设备使用寿命较长。但是其缺点也很明显，比如建筑投资较大，容易受到天气环境的影响，维修难度也比较高。除此以外，在配电装置中，各个装置的间距应该尽量达到最小安全距离。

(3)相关保护装置

通常情况下，变电站保护装置一般是针对主变压器和具体的线路进行保护的。新时期，计算机网络化发展已经成为电力保护系统的关键。在变电站设计中，对于监控系统和保护系统，可以将自动化技术和通信技术相结合，从而集中变电站的各项功能，包括管理、监测、故障处理、通信调度等等，有效提高变电站自动化水平。

3　变电站设计实例分析

3.1工程概况

清水河变电站为220kV变电站，本期为2台240MVA主变压器，电压等级为220/110/35kV。220kV清水河变电站220kV出线本期6回，采用双母线双分段接线，该接线方式供电可靠，调度灵活；110kV出线本期8回，采用双母线双分段接线，该接线方式供电可靠，调度灵活；35kV出线6回，6组10 Mvar并联电容器，2组10Mvar电抗器。由于受地形限制，220kV、110kV采用户外GIS形式进行设计，35kV采用屋内开关柜设备。220kV清水河变电站建设场地坡度较大，因此，110kV设备建于配电综合楼上部，采用架空出线。

3.2主要设备的选择

通过短路电流计算，设备短路电流为：对于220kV设备短路电流按50kA选择，对于110kV设备短路电流按40kA选择，对于35kV设备短路电流按31.5kA选择。

该变电站220kV、110kV设备采用GIS设备，GIS设备具有如下优点：(1)GIS设备封闭在金属壳体内，受外界环境影响小，适用于高海拔地区；(2)环境保护好。GIS设备无静电感应和电晕干扰，噪音水平低；(3)运行可靠性高。GIS设备暴露的外绝缘少，因而外绝缘事故少；内部结构简单，机械故障机会减少；外壳接地，无触电危险；六氟化硫为非燃性气体，无火灾危险；气压低，爆炸危险性也小；(4)运行维护工作量小；(5)安装调试容易。

GIS设备安装方便，安装调试费用低，建设周期短；采用AIS设备，设备品种多，各个设备都有独立的基础，且必须单独订货、安装、调试、形式复杂，施工安装工作量大，建设周期长，安装调试费用高。35kV配电装置采用屋内开关柜。

该变电站的主变压器选用三相一体三线圈有载调压自然油循环风冷电力变压器，容量为240MVA。电压比为220±8× 1.25%/115/35kV；接线组别形式为YN、YNO、D11；阻抗电压形式为(高-低)24%(高-中)14%、(中-低)8%。

3.3优化平面布置

220kV配电装置与110kV配电装置“背靠背”布置，均为架空出线，主变压器、35kV配电装置室及布置在220kV、110kV配电装置之间，主控综合楼布置在主变及35千伏配电装置东侧。

220kV配电装置总体布置采用户外GIS落地布置，全架空出线，主变架空进线方式；出线门型架挂点高度14米。220kV配电装置纵向尺寸为26米(道路中心线至围墙)。

110kV配电装置总体布置采用户外GIS屋顶布置，全架空出线，主变架空进线方式；出线门型架挂点高度13.5米，地线挂点高度15.5米。110kV配电装置屋顶平台纵向尺寸为13.3米(配电综合楼结构柱中心距)。

35千伏配电装置采用户内中置式高压开关柜双列布置。

35千伏无功补偿装置布置在主变及配电综合楼两侧及110kV出线侧下方。