风电基地升压站110kV电气主接线方式优化

张建超

摘要：随着我国经济的不断快速发展和人民生活水平的进一步提高，对变电站的供电能力提出越来越高的要求。加上国家提倡加快城网和农网的建设和改造，更好拉动内需的发展需要，使得llOkV变电站的建设速度非常快。我国的风电升压站一般是110KV 的电站，在接线的时候，弊端比较多，使用的成本消耗大，因此要对这种接线方式进行优化，即扩大单元线路变压器组接线方式，这种方式在降低成本上有一定的效果。

关键词：风电基地;升压站;110KV 电气主接线

全国上下所有的工业、服务业，甚至是农业的发展都离不开电力的支持。因此我国要不断的完善电力供应系统，以满足国民经济的高速发展，切合我国的国情。我国现在开始大力开发风能资源，而在各地规划风电基地，尤其是我国风资源较丰富的地区建设的风电基地数量持续上升。所有的风电基地都具有共同的特点，风能资源比较好，而且每一年基地运行的时间达到8000h以上，可利用的小时数超过2500h。国家在建设基地的时候，比较重视基地的位置，而一般情况下，基地的位置都是在电网的末端，一个基地通常都是有十几座风电场组成，而基地中建立的110KV接线的方式却是选择用一个半断路器进行接线。

一、风电场升压站主变压器及主接线方式选择

主变压器是风电场升压站的主要设备，通过提高外送风电电压，减小线路上输送的电流，降低线损。主接线方式即高压电气设备之间的相互连接关系，结合风电场的装机容量等基本情况，选择了风电场升压站主变压器型号以及主接线方式。风电场升压站主变压器的选择主要考虑一下方面：主变容量、主变台数、主变电压等级、主变接线方式等。风电场出力特性不同于火力发电厂出力特性，如风电场功率因数通常较高、一般不处于满发状态，这些特性决定了风电场升压站主变的选择不同火力发电厂。另一方面，风电场与火电厂相比地理位置更为偏远、环境条件更为恶劣，多位于西北、西南等地区，其主变的选择同样要考虑当地环境特点，避免主变因环境原因在运行中出现问题。

（1）主变容量的确定。风电场升压站主变压器容量的确定，首先要考虑风电场的远景规划及分期开发规模，综合确定主变压器的安装台数和容量。风电场本期工程装机容量为50MW，根据风电场运行特性，风电场实发功率一般小于应发功率，选择主变容量时，可选择风机总装机容量。此外，考虑到风电场功率因数通常接近于1，故可以不计功率因数对变压器容量的放大，风电场升压站变压器容量可以不必设置较大裕度：

（2）主变型号的确定。变压器的调压方式一般可以分为：有载调压和无励磁调压。风电场主要配置双馈风机，其具有有功输出无功输出解耦、具有一定出口电压支撑能力，故对于风电场外送升压站主变压器调压方式上的选择上，变压器电压等级及变比的选择上，升压站主变是风电外送的首端，接入电压等级为110kV，考虑到外送线路的压降损耗，通常将升压站主变电压提高5%。

二、110KV 电气主接线方式

某风电基地是某地区建设的风电项目之一，项目位于该地区北部，该基地下设的风电场，对基地的计划容量是2.4GW，希望在一段时间内能够达到3GW，该项目分工期完成。

1、初步方案。在工程中，我们可以使用的接线方案有两种，一种是单母线接线;另外一种是扩大单元线路变压器组。而这两种接线方式都是经过仔细分析的，下面我们就要从不同的角度对这两种方案进行比较，看哪个方案更合适在升压站中使用。

2、故障成本分析。主要对110KV输电线路110KV母线、主变故障及断路器失灵状况下，接线方式故障成本运行分析，在各种故障方式下，两种主接线方案故障成本相同。

3、电气主接线优化

（1）在110KV电气主接线的方案中，主变间隔可以使用两套完全不同的设备，一个设备是进线隔离开关以及双接线隔离开关，另外一个是断路器在综合考虑了一些条件后，为了节省运行以及维护设备的费用，只使用进线隔离开关。这样就可以让电气的主接线实现优化。

（2）共用一组避雷器及线路电压互感器。在电气上明确的规定了组合电器接线的位置上要安装避雷针等设备，但是为了能够满足计量的要求，并且对设备进行保护，就要在110KV 進线的位置上安装电压互感器。再经过上文优化了HGIS 开关后，与该组合共用一个高压空气套管，在电气布置上也加强了优化，使用的土地面积也比优化前的要少。

（3）110KV 智能设备。使用一个智能设备，这个设备是指一次性的设备，这个设备由三部分组成，一个是HGIS 本体的设备，一个是传感器;另外一个就是智能的组件。其中电流互感器一般都是数字数而且有两部分组成，一部分是常规互感器;另外一部分是合并单元。主变的HGIS 设备是由线路以及主变组合设备构成，在每一个间隔TA 上使用的二次卷数目为六卷，这六卷中其中四卷是用于保护作用，而剩下的两卷作为计量测量工作。而且每一个间隔的位置上都要配置合并单元，数目为两台，这两台合并单元要接入到计量卷中，线路TV上要设置保护卷和计量卷，根据功能分别接入到合并单元中，这样就可以在电压数字转化的时候，实现计量以及测量的转化。在两个主变间隔的位置上，要设立两套智能的设备，每一套避雷设备上都要配置检测设备状况的监测装置。

随着我国电力系统的不断发展，需要改进的地方也越来越多。只有设计出一套综合性的变电站电气主接线，才能够满足多方面的需求。对升压站中的两种接线方式进行探讨与比较，在比较中发现单元线接线方式比较简单、成本较低，无论是投入、运行维护还是拆除上，花费的资金都比较少，因此在110KV 升压站中可以使用。在优化中取消多余的隔离开关，共同使用一组避雷器，这样大大的减少了成本，提高国家电网的综合水平。这对于保障国家经济平稳运行也有重要的作用。我相信我们国家的电路系统必将更上一层楼，综合实力也必将得到进一步的提升。

参考文献

[1]李莉平.浅析110变电站电气一次主接线设计[J].通讯世界，2018（23）：178.179.

[2]张同谦.110kV智能变电站电气设计的要点分析[J].科技致富向导，2017（27）：86.