220kV變電站主變增容改造工程設(shè)計

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1、220kV變電站主變增容改造工程設(shè)計 摘要：通過幾種設(shè)計案例，具體介紹了配電設(shè)備和GIS的配置方式。這樣的改造可以增加變電站的配電和短路容量，不再需要高型布置構(gòu)架。它的自動化程度提高很多，而且提高了變電站的運行可靠性。 關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；220kV；變電站；增容改造 1引言 江蘇省地區(qū)的用電負(fù)荷增長極快，但是變電站容量的建設(shè)卻比較滯后，導(dǎo)致很多地區(qū)的電網(wǎng)遭到很大的挑戰(zhàn)，不能維持地區(qū)的常規(guī)供電，這就需要在不斷增加新變電站的基礎(chǔ)上，對于一些老變電站進(jìn)行增容改造，保證地區(qū)負(fù)荷用電。本文以江蘇某地區(qū)220kV變電站為例，介紹該變電站增容改造工程的設(shè)計實施方

2、法，希望對變電站增容改造設(shè)計提供借鑒。 2220kV變電站的增容改造目標(biāo) 淘汰傳統(tǒng)的斷路器。傳統(tǒng)的斷路器主要是壓縮空氣斷路器、油斷路器，這兩種斷路器在我國變電站中使用比較廣泛，其運行經(jīng)驗比較豐富，易于工人維修和保養(yǎng)，但是其油容易劣化，設(shè)備本身不防火防爆，安全性不高。SF6斷路器和真空斷路器運行維護方便，維護間隔時間長，本身能防火防爆、噪音低，最近幾年變電站改造中經(jīng)常使用，本變電站增容改造將選用該兩種斷路器。淘汰二次系統(tǒng)，實現(xiàn)變電站運行全自動化。傳統(tǒng)變電站二次系統(tǒng)存在的問題較多，主要是老實設(shè)備使用多、維護不方便、自動化程度低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性比較差。出現(xiàn)故障后需要人工診斷

3、，費時費力而且故障排除比較困難，缺少自診斷能力。變電站采用全自動化運行系統(tǒng)后，可以采用計算機系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等對對變電站二次系統(tǒng)進(jìn)行功能模塊的重新組合，對變電站運行設(shè)備實現(xiàn)DCS監(jiān)控，測量和控制變得更高效便捷。實現(xiàn)變電站遙控管理。變電站經(jīng)過增容改造后，可以實現(xiàn)變電站的運行和調(diào)度不需要專人實施，只需要調(diào)度室進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，遇到檢修維護時才需要專人進(jìn)行處理，實現(xiàn)變電站的遙控管理模式，加強了變電站實際運行能力。系統(tǒng)增容，滿足用電量需求。衡量電能質(zhì)量的主要指標(biāo)是電壓和頻率，電壓的合格主要通過各變電站進(jìn)行調(diào)節(jié)，傳統(tǒng)變電站一般不具有調(diào)壓功能，缺少合格的電能質(zhì)量評價方法，變電站經(jīng)過增容改造后可以實現(xiàn)電壓的隨時調(diào)

4、節(jié)，鑒于增容后變電站的自動運行系統(tǒng)中包含電壓和無功自動調(diào)節(jié)功能，電壓調(diào)節(jié)中可以保證其合格率，從而進(jìn)一步降低輸送損耗，節(jié)約電能。 3改造工程原則 （1）站內(nèi)改造。改造前首先由原配電裝置進(jìn)行臨時供電，拆除適當(dāng)?shù)挠绊懖坏降呐f配電設(shè)施，或者騰出適當(dāng)?shù)目盏匕惭bGIS。對于主變及線路進(jìn)行切換，GIS接入時需要進(jìn)行一定間隔的控制；將施工地區(qū)與安全地區(qū)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整劃分，保證施工安全運行。在改造中主變電器直接接電，從進(jìn)線一側(cè)到主變高壓側(cè)都要進(jìn)行電纜的鋪設(shè)，電纜接至主變高壓側(cè)后，供電形成變壓器直接接電。施工中要注意在拆除配電裝置后，注意電纜和電纜頭，保證主變的正常運行，根據(jù)配電室設(shè)備實際

5、情況進(jìn)行方案調(diào)整，從而適當(dāng)節(jié)約土地資源，改造投資與征地投資形成高的性價比。（2）主接線方式改造。具體的改造設(shè)計步驟為：①目前改造主接線主要采用雙母線帶旁路的接線方式，可以做到不停電檢修，開關(guān)設(shè)備的操作可靠性提高了可以將雙母線帶旁路的接線方式進(jìn)行充分的實現(xiàn)，目前接線取消了高電壓的旁路接線，多數(shù)改造工程采用雙母線雙分段接線。在具體的改造設(shè)計中可以將電源出線平衡分布在兩組母線上，兩組母線實現(xiàn)并列運行必須是建立在母線斷路器聯(lián)通比較順暢的情況之下。為了提高安全性，可以一組母線運行，另一組母線備用。②檢修工作母線時將所有回路轉(zhuǎn)移到另一母線上。③母線出現(xiàn)故障時，立即斷開各出線的斷路器，接通主要回路的母線側(cè)開

6、關(guān)，接通電源出線斷路器，恢復(fù)各段的供電。（3）雙母線旁路升級為雙母線分段。為了減少故障的發(fā)生率，可以將220kV雙母線母聯(lián)兼旁路的接線形式改造為雙母線雙分段分為兩臺斷路器的接線方式，采用站內(nèi)改造方式，具體的改造步驟為：①鋪設(shè)臨時的電纜管，從進(jìn)線一側(cè)鋪到主變高壓一側(cè)，鋪設(shè)完成后在主變的附近區(qū)域進(jìn)行220kV電纜頭基礎(chǔ)的建設(shè)。②原來的進(jìn)線位置經(jīng)過臨時的電纜也進(jìn)入主高變壓一側(cè)，主變采用變壓器組的形式進(jìn)行持續(xù)運行，滿足供電量要求，之前的配電裝置不再運行，施工時注意主變與舊配電設(shè)備進(jìn)行有效的隔離。③在拆除舊配電裝置時要進(jìn)行分段和分跨的形式拆除，保證主變的安全運行，建立新的GIS配電設(shè)施，主變與新線路進(jìn)行

7、切換嘗試運行，主變和線路在進(jìn)入GIS前要進(jìn)行隔離區(qū)分，避免出現(xiàn)安全的隱患。（4）配電裝置改造。傳統(tǒng)的變電站改造主要是采用戶外的高型構(gòu)架，變電站運行越久遠(yuǎn)，高型構(gòu)架損傷就越嚴(yán)重，目標(biāo)變電站增容改造后的高型構(gòu)架采用GIS進(jìn)行電器的組合。具體的優(yōu)點主要有：①除了臨時接線外需要停電，其他情況不需要停電處理。②配電裝置進(jìn)出線接入更加方便，架空線的接入也比較方便。③變電站整體布局合適，方面進(jìn)行運行的監(jiān)管，對事故進(jìn)行及時處理。 4典型的220kV主變增容的改造設(shè)計 （1）主接線和GIS布置。為了實現(xiàn)主接線的合理性，首先要在舊變電站的基礎(chǔ)上規(guī)劃好180MVA變壓器的具體數(shù)量；220kV

8、和110kV進(jìn)出線路的次數(shù)，雙母線接線的方式，這些設(shè)計完成后既要對GIS的具體施工進(jìn)行布置。220kV的配電裝置要采用GIS進(jìn)行布置，可以設(shè)置在配電樓之內(nèi)，與220kV的避雷器、耦合電容器、電容式電壓互感器進(jìn)行有效的配合，這些設(shè)備可以布置在配電室的二樓，對進(jìn)出線進(jìn)行架空處理。配電綜合樓內(nèi)要將110kV的GIS、控制室、接電室和電屏室進(jìn)行布置。主變電器設(shè)置在室外，110kV的GIS可以布置在配電綜合樓的適當(dāng)位置，采用電纜進(jìn)出線方式；10kV配電室配置在綜合配電樓的另一側(cè)，與GIS相隔，采用中置真空開關(guān)柜。10kV電容器配置在配電綜合樓一側(cè)的電容室內(nèi)。對于變電站的總體面積和東西長度和南北寬度要根據(jù)

9、配電的整體布局進(jìn)行合理設(shè)計安排，到達(dá)經(jīng)濟的最優(yōu)化處理。（2）220kVGIS室內(nèi)主配電裝置設(shè)計。原高壓側(cè)配電裝置為高型架構(gòu)，經(jīng)過改造在GIS的室內(nèi)配置專門配電裝置的變電站，GIS樓布置方案中，可以采用兩種方案，第一種為采用地上地下各一層，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)底座，地下室為電纜鋪設(shè)層，地下層為220kV配電室；第二種方案為采用地上二層的方式，在架空線的走廊方向進(jìn)行設(shè)計，地上一層為220kVGIS的裝置分布區(qū)，地上二層為設(shè)置阻波器等配套設(shè)備。（3）全戶內(nèi)配電裝置設(shè)計。第一種方案為變電站采用東西方向設(shè)計，變電站東側(cè)設(shè)置兩層的綜合樓，一層設(shè)計為10kV的配電設(shè)備，包含電容器組件、接地變送裝置等；二層可以設(shè)置

10、220kV的繼電器室，采用全電纜的進(jìn)出線形式，變壓器設(shè)置在變電站的西側(cè)位置。第二種方案為變電站采用南北設(shè)計，北側(cè)為220kV的綜合樓，架空線可以從綜合樓的北側(cè)走線，采用架空電纜混合進(jìn)線的形式，將GIS布置在一層，將110kV的配電樓布置在綜合樓的南側(cè)，二層設(shè)計為電容器和開關(guān)設(shè)備。變壓器可以靈活的設(shè)置在110kV的配電裝置和220kV的綜合樓的中間或者靠近綜合樓一側(cè)，以實際作用效果為佳。 5結(jié)語 傳統(tǒng)的高壓電網(wǎng)需要及時增容處理，滿足企業(yè)對電力的需求[1,2]。當(dāng)前隨著輸變電技術(shù)和電容容量的不斷增加，傳統(tǒng)的220kV變電站已經(jīng)不能滿足實際設(shè)計要求。本文從目前220kV傳統(tǒng)變

11、電站增容改造需要得到的目標(biāo)出發(fā)，以變電站增容改造基本原則為指導(dǎo)，分析了幾種典型的增容改造方案，方案中主要涉及主接線和GIS布置、220kVGIS室內(nèi)主配電裝置設(shè)計和全戶內(nèi)配電裝置設(shè)計。通過這幾種設(shè)計方案可以滿足當(dāng)前負(fù)荷的要求和當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)發(fā)展的需要，能節(jié)省一部分土地面積，自動化的程度更好。同時不必再擔(dān)心由于架構(gòu)的老化對變電站帶來的安全風(fēng)險，是一種不錯的設(shè)計增容方案。 參考文獻(xiàn) [1]何思杰.220kV變電站繼電保護改造中存在的問題及解決措施[J].技術(shù)與市場,2019,26(05):133-134. [2]張聞勤.220kV變電站繼電保護定值遠(yuǎn)方修改的設(shè)計和應(yīng)用研究[J].科技資訊,2017,15(03):49-50.