該文介紹了海陽市110kV望石變電站典型設計的情況，包括電氣主接線、短路水平、設備選型、過電壓保護及接地、站用電和照明、計算機監(jiān)控系統(tǒng)、保護裝置的配置等，并總結(jié)了變電站典型設計帶來的經(jīng)濟效益和社會效益....
該文介紹了海陽市110kV望石變電站典型設計的情況，包括電氣主接線、短路水平、設備選型、過電壓保護及接地、站用電和照明、計算機監(jiān)控系統(tǒng)、保護裝置的配置等，并總結(jié)了變電站典型設計帶來的經(jīng)濟效益和社會效益。
關(guān)鍵詞：110kV變電站；典型設計
傳統(tǒng)的110kV變電站主要以戶外設計和安裝為主，占地面積大，且設備容易被腐蝕，尤其在高污穢地區(qū)，還極易造成污閃事故的發(fā)生。為了建設堅強電網(wǎng)，發(fā)揮規(guī)模優(yōu)勢，提高資源利用率，提高電網(wǎng)工程建設效率，國家電網(wǎng)公司在2005年提出“推廣電網(wǎng)標準化建設，各級電網(wǎng)工程建設要統(tǒng)一技術(shù)標準，推廣應用典型優(yōu)化設計，節(jié)省投資，提高效益”。典型設計堅持以“安全可靠、技術(shù)先進、保護環(huán)境、投資合理、標準統(tǒng)一、運行高效”的設計原則，采用模塊化設計手段，做到統(tǒng)一性與可靠性、先進行、經(jīng)濟性、適應性和靈活性的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。
海陽市供電公司積極響應國家電網(wǎng)公司的號召，積極推廣110kV變電站典型設計。本文就海陽市供電公司110kV變電站典型設計的應用實例予以闡述，以說明推廣典型設計的重要意義。
1 110kV變電站典型設計應用實列
海陽市供電公司2006年開始采用110kV變電站典型設計，到目前為止，已經(jīng)完成3座110kV變電站的設計、建設工作。從實際效果來看，具有較好的經(jīng)濟效益和社會效益，下面以110kV望石變電站為例對典型設計進行分析。
110kV望石變電站位于海陽市新建的臨港產(chǎn)業(yè)區(qū)，該區(qū)域規(guī)劃面積較小，但是電力負荷較為集中。該區(qū)域包括以萊福士造船廠在內(nèi)的多個用電大戶正在興建中，而山東核電設備制造公司已經(jīng)投產(chǎn)。根據(jù)該區(qū)域負荷預測及用電負荷性質(zhì)，海陽市供電公司按照安全可靠、技術(shù)先進、投資合理、運行高效的原則，結(jié)合該站用電負荷集中、土地昂貴、臨近海邊（Ⅳ級污穢區(qū)）、電纜出線多等客觀事實，對110kV望石變電站作了如下設計。
該站為半戶內(nèi)無人值班變電站（半戶內(nèi)布置方式即除主變壓器以外的全部配電裝置，集中布置在一幢主廠房的不同樓層的電氣布置方式），變電站主體是生產(chǎn)綜合樓，除主變壓器外所有配電裝置均安裝在綜合樓內(nèi)。以生產(chǎn)綜合樓和主變壓器為中心，四周布置環(huán)形道路，大門入口位于站區(qū)東南角，正對生產(chǎn)綜合樓主入口。綜合樓共兩層，一層為10kV配電裝置室、電容器室、接地變壓器室及主控室，二層為110kV GIS室。
1.1 電氣主接線
變電站設計規(guī)模及主接線。通過負荷資料的分析，考慮到安全、經(jīng)濟及可靠性，確定110kV變電站主接線。電氣主接線圖如圖1所示。通過負荷分析和供電范圍，確定變壓器臺數(shù)、容量及型號，該設計中主變壓器總?cè)萘繛?×50MVA（110/10.5kV），一期（共兩期）設計為1×31.5MVA（110/10.5kV），采用雙繞組油浸自冷有載調(diào)壓變壓器。110kV出線共2回，一期1回，采用內(nèi)橋接線方式。10kV出線共24回，一期24回，采用單母線分段接線方式。無功補償電容器為2×6000（3000+3000）kvar，分別接入10kV兩段母線上。
圖1 110kV望石變電站主接線圖
各級電壓中性點接地方式。110kV側(cè)直接接地，由于主變壓器10kV側(cè)沒有中性點，而10kV側(cè)全部采用電纜出線，電網(wǎng)接地電容電流較大，故采用了站用電與消弧線圈共用的接地變壓器。
1.2 短路電流水平
根據(jù)終期（共兩期）雙繞組自冷變壓器的容量、空載損耗、負載損耗、短路阻抗等相關(guān)參數(shù)，考慮電網(wǎng)遠景規(guī)劃，按照三相短路驗算，并套用《國家電網(wǎng)公司輸變電工程典型設計110kV變電站分冊》中110kV變電站典型設計（方案B-1），確定110kV電壓等級的設備短路電流為kA，10kV電壓等級的設備短路電流為31.5kA。
1.3 主要電氣設備選擇
考慮城市噪音控制，選用雙繞組低損耗自冷變壓器，采用YNd11接線組別。因站址臨近海邊，空氣濕度大及鹽堿度高，故110kV設備采用六氟化硫封閉式組合電器，斷路器額定電流為2000A，額定開斷電流為31.5kA。10kV設備選用N2X系列氣體絕緣開關(guān)柜，N2X開關(guān)柜采用單氣箱結(jié)構(gòu)，每個開關(guān)柜獨立一個氣箱，氣箱內(nèi)安裝免維護的三工位開關(guān)和固封極柱式真空斷路器，通過插接方式與其他元器件組合，實現(xiàn)和滿足不同的主接線方式。該開關(guān)柜分成三個間隔：高壓密封間隔，低壓控制間隔，電纜和TA間隔。斷路器為真空斷路器，主變壓器及分段回路額定電流為3150A，額定開斷電流為31.5kA；出線回路額定電流為1250A，額定開斷電流為20kA。
1.4 過電壓保護及接地
110kV及35kV設備全部選用金屬氧化物避雷器，并按照GB 11032-2000《交流無間隙金屬氧化物避雷器》之規(guī)定進行選擇。按照防直擊雷原則進行理論計算，在主建筑屋頂安裝避雷帶及避雷針，用以保護主建筑物及主變壓器。按照DL/T 621-1997《交流電氣裝置的接地》的規(guī)定進行電氣設備接地，主接地網(wǎng)由水平接地體和垂直接地體組成復合接地網(wǎng)，將建筑物的接地與主接地網(wǎng)可靠連接，接地埋深0.8m。接地網(wǎng)實測電阻為0.43Ω。
1.5 站用電和照明
變電站遠景采用2臺干式接地變壓器500/10.5-80/0.4，每臺總?cè)萘繛?00kVA，其中站用電額定容量為80kVA。兩臺接地變壓器分別經(jīng)斷路器接入10kV＃4、＃5母線上。站用電為380/220V三相四線制中性點直接接地系統(tǒng)，站用變壓器低壓側(cè)采用單母線分段接線。室外照明采用投光燈，室內(nèi)工作照明采用熒光燈、白熾燈，事故照明采用白熾燈。事故照明為獨立的照明系統(tǒng)。
1.6 計算機監(jiān)控系統(tǒng)
計算機監(jiān)控系統(tǒng)為分層分布式網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，能完成對變電站所有設備的實時監(jiān)視和控制。電氣模擬量采集采用交流采樣，保護動作及裝置報警等重要信號采用硬節(jié)點方式輸入測控單元。系統(tǒng)具備防誤閉鎖功能，能完成全站防誤操作閉鎖。具有與電力調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)的接口，軟、硬件配置能支持聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡通信技術(shù)及通信規(guī)約的要求。全站設有一套雙時鐘源GPS對時系統(tǒng)，實現(xiàn)整個系統(tǒng)所有裝置的時鐘同步。監(jiān)控系統(tǒng)可對110kV及10kV斷路器、隔離開關(guān)、主變壓器中性點接地開關(guān)、主變壓器分接頭、無功補償裝置、站用電源、直流系統(tǒng)、UPS系統(tǒng)等多方面進行監(jiān)控。操作控制功能按分層操作設計，達到了任何一層的操作、設備的運行狀態(tài)和選擇切換開關(guān)的狀態(tài)都處于計算機監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控之中。
1.7 保護裝置的配置
整個保護系統(tǒng)全部選用微機型保護裝置。主變壓器保護包括差動保護和后備保護，在主控室集中組屏安裝。10kV保護測控裝置采用保護測控一體化裝置，裝設在成套開關(guān)柜上，10kV線路保護具有低周減載功能。另外，10kV系統(tǒng)還具有小電流接地選線功能。
1.8 直流系統(tǒng)
直流系統(tǒng)額定電壓為220V，設單組閥控式鉛酸免維護蓄電池組和雙套冗余配置的高頻開關(guān)電源充電裝置，并設置一套微機型直流接地自動檢測裝置。蓄電池容量為100Ah。該系統(tǒng)還配置一臺UPS，容量為3kVA，UPS系統(tǒng)為站內(nèi)計算機監(jiān)控系統(tǒng)、保護裝置、通信設備等重要二次設備提供不間斷電源。
1.9 圖象監(jiān)控系統(tǒng)和火災探測報警系統(tǒng)
大樓入口處設置攝像頭；主控室、電容器室、接地變壓器室以及各級電壓配電裝置室均安裝室內(nèi)攝像頭；主變壓器區(qū)安裝室外攝像頭。監(jiān)控信號通過光纜傳送到調(diào)度主站，用以完成變電站全站安全及設備運行情況的監(jiān)控。
站內(nèi)配置一套火災報警系統(tǒng)?；馂膱缶刂破髟O置在主控樓內(nèi)。當有火災發(fā)生時，報警系統(tǒng)可及時發(fā)出聲光報警信號，顯示發(fā)生火災的地點，并通過通信接口和光纜，將信息最終傳至調(diào)度端。
2 結(jié)束語
該典型設計的變電站與常規(guī)室外布置變電站相比具有以下優(yōu)點。第一，土地占用面積不足常規(guī)變電站的三分之一。第二，該站臨近海邊，屬高污穢地區(qū)。所有配電設備均室內(nèi)布置，尤其是110kV及10kV配電設備全部采用氣體絕緣全密封開關(guān)設備，有效地防范了污閃事故的發(fā)生。第三，配電設備檢修周期長，供電可靠性高。第四，采用接地變壓器，很好地解決了10kV電纜出線引起的電網(wǎng)接地大電容電流。第五，具備了無人值班的條件，實現(xiàn)了變電站無人值班。
應用110kV變電站典型設計，能大大提高生產(chǎn)效率，同時也對110kV變電站建設標準、設備規(guī)范、節(jié)約土地及資源消耗等方面有著重要意義。
參考文獻
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