变电站电气主接线方案设计

点赞:8120 浏览:32484 近期更新时间:2023-12-18 作者:网友分享原创网站原创

【摘 要】变电站电气主接线初步设计方案主要内容包括:主变压器容量、台数及型式的选择,电气主接线方案的拟定、技术经济性比较以及电气主接线方案的确定.本文通过对新建110/35/10kV变电站的电气主接线的五个方案的比较及它们各自的适用范围,并考虑了设计所给的原始资料,最终确认的主接线方案为:110kV为单母线分段接线,35kV为单母线分段接线,10kV为单母线分段接线.

【关 键 词 】变电站,电气主接线,设计方案

0 前言

变电站的电气主接线是变电站设计的首要任务,也是构成电力系统的重要环节.主接线方案的确定对电力系统及变电站运行的可靠性、灵活性和经济性起着决定性作用,并对电器设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响.因此,主接线的设计必须正确处理好各方面的关系,全面分析论证,通过技术经济比较,确定变电站主接线的最佳方案.

1.变电站主接线设计的基本要求

对电气主接线的基本要求,主要从可靠性、灵活性和经济性等方面进行考虑.

(1)保证必要的供电可靠性,充分考虑一次设备和二次设备的故障率及其对供电的影响.

供电可靠性是电能生产和分配的首要任务,保证供电可靠性是对电气主接线的最基本要求.停电使电力系统造成损失,对国民经济各部门带来严重损失.主接线应考虑到在事故或检修的情况下,尽可能减少对用户供电的中断,要综合考虑多种因素来对提高可靠性的措施作出合理选择.

主接线可靠性的具体要求:

①断路器检修时,不宜影响对系统及重要用户的供电,

②线路断路器或母线故障以及母线隔离开关检修时,尽量减少停运的回路和停运时间的长短,要保证对一级负荷及全部或大部分二级负荷的供电,

③尽量避免全所停电的可能性,

④对重要枢纽变电站的电气主接线应满足可靠性的特殊要求.

(2)具有调度灵活,操作方便,能满足系统在事故、检修及特殊方式下的调整要求.

主接线不但在正常运行情况下,能根据调度的要求,灵活地改变运行方式,达到调度的目的,而且在各种事故或设备检修时,能尽快地退出设备,切除故障,使停电时间最短,影响范围最小,并且在检修设备时能保证检修人员的安全.

具体表现为:

①调度时,应可以灵活、简便、迅速地倒换运行方式,满足系统在事故、检修以及特殊方式下的系统调度,

②检修时,可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备,而不致影响电力网的运行稳定和对用户的供电,

③扩建时,留有足够的发展扩建空间,后期工程的扩建不影响一期工程的正常运行.

(3)主接线应力求简单清晰,尽量节约一次设备的投资,节约占地面积,减少电能损失,即具有经济性.

在满足可靠性、灵活性的基础上,还必须在经济上合理,使电气装置的基础投资和年运行费用最少.

2.变电站主接线设计原则

(1)电气主接线的设计是一个综合性的问题,其基本原理是以设计任务书为依据,以国家经济建设的方针、政策、技术、规定、标准为准绳,结合工程实际情况,在保证供电可靠、调度灵活,满足各项技术要求的前提下,兼顾运行、维护方便、尽可能地节省投资,就地取材,力争设备元件和设计的先进性与可靠性.坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则.

(2)在实际的设计中,应根据设计任务书要求,依据国家及本地区电力工业发展概况,确定变电站的容量、电压等级及负荷回路数.对原始资料进行详细的分析和研究,初步拟定出一些主接线方案,结合上述对主接线的基本要求,在确保满足供电可靠、灵活、经济、留有扩建和发展空间的前提下,进行科学的论证分析,最后方可确定出最佳的主接线方案.


3.原始资料分析

设计的变电所为新建地区变电所,工程分2期.该变电所在电力系统中属于地区性供电,地位比较高,对电力系统会造成一定的影响.从负荷特点及电压等级可知,它具有三个电压等级,两级电压负荷.待设计110kV变电站本期通过双回110kV线路接入.本期先上2回110kV线路,并预留2回线路间隔供远期附近发电厂接入,且本变电所一、二级负荷约为总负荷的70%,为保证对一、二级负荷不间断供电,35kV本期先上2回出线,并预留2个出线间隔供远期附近可能的35kV变电站接入,10kV最终按20回出线设计,本期上10回.

因此本站不宜按终端站考虑,主接线方式设计为:

110kV为单母线分段接线,

35kV为单母线分段接线,

10kV为单母线分段接线.

4.本设计主接线方案选择

按任务书要求,待设计110kV变电站本期通过双回110kV线路接入,本期先上2回110kV线路,并预留2回线路间隔供远期附近发电厂接入,35kV本期先上2回35kV出线,并预留2个出线间隔供远期附近可能的35kV变电站接入,10kV出线回路数:最终按20回设计,本期上10回,预留10回.本期电容器容量按一台主变考虑,并预留相同规格无功补偿装置的位置.本变电站可考虑以下几种方案进行比较:

(1)方案1:采用单母线接线,如图1所示.

图1 单母线接线

采用单母线接线具有以下优点:

①接线简单清晰,采用设备少,每一进出线回路各自连接一组断路器,互不影响,

②占地面积小,投资省,便于扩建和采用成套配电装置,

③正常运行操作由断路器进行,易于实现自动化、远动化,

④保护简单,便于维护、检修,

⑤易于实现“无人值班,少人值守”.

其主要缺点是:

不够灵活可靠,当母线或母线隔离开关发生故障或检修时,均需断开电源,造成整个厂、站停电.不能满足不允许停电的供电要求. 适用范围:一般用于6~220kV系统中,出线回路较少,对供电可靠性要求不高的中、小型发电厂与变电站中.

①小型骨干水电站4台以下或非骨干水电站发电机电压母线的接线,

②6~10kV出线(含联络线)回路≥5回,

③35kV出线(含联络线)回路≥3回,

④110kV出线(含联络线)回路≥2回.

(2)方案2:采用单母线分段接线,如图2所示.

图2 单母线分段接线

单母线分段接线的优缺点:

①对重要用户,可以由分别接于两段母线上的两条线路供电,当任一段母线故障时能保证很需要用户不停电,

②对两段母线可以分别进行检修而不致对用户停电,

③当母线发生故障或检修时,仅故障段停止工作,非故障段仍可继续工作,

④当母线的一个分段故障或检修时,必须断开该分段上的电源和全部引出线,使部分用户供电受到限制和中断,

⑤任一回路的断路器检修时,该回路必须停止工作,

⑥分段断路器闭合运行时,一个电源故障,仍可以使两段母线都有电,可靠性比较好,但线路故障时短路电流较大,

⑦分段断路器断开运行时,在分段断路器处装设备自投装置,重要用户可以从两段母线引接采用双回路供电,提高了供电可靠性,还可以限制短路电流.

适用范围:单母线不分段接线不满足时采用.

6~10KV配电装置出线回路数为6回及以上,

35~60KV配电装置出线回路数为4~8回,

110~220KV配电装置出线回路数为3~4回.

(3)方案3:采用单母线带旁路母线接线,如图3所示.

图3 单母线带旁路母线接线

特点:同一电压等级,各回路经过断路器、隔离开关接至公共母线.把每一回线与旁路母线相连.

优点:每一进出线回路的断路器检修,这一回路可不停电

缺点:设备多,操作复杂.

适用范围:35kV及以上有重要联络线路或较多重要用户时采用,回路多采用专用旁母,否则采用简易接线.

(4)方案4:采用单母线分段带旁路母线接线,如图4所示.

特点:出线断路器故障或检修时可以用旁路断路器代路送电,使线路不停电.

适用范围:主要用于电压为6~10kV出线较多而且对重要负荷供电的装置中,35kV及以上有重要联络线路或较多重要用户时也采用.

(5)方案5:采用不分段的双母线接线,如图5所示.

优点:①可以轮流检修母线而不影响正常供电,

②检修任一回路的母线隔离开关时,只影响该回路供电,

③工作母线故障后,所有回路短时停电并能迅速恢复供电,

④检修任一断路器时,可以利用母联断路器替代引出线断路器工,

⑤便于扩建.

缺点:

① 设备较多,配电装置复杂,经济性较差,

② 运行中需要用QS作为操作电器切换电路,容易发生误操作,

③ 当Ⅰ段母线故障时,在切换母线过程中,仍要短时地切除较多的电源及出线.

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适用范围:

35~60KV配电装置当出线回路数超过8回,

110~220KV配电装置当出线回路数为5回及以上.

5.小结

通过以上五个方案的比较及它们各自的适用范围,并考虑本设计所给的原始资料,最终确认本次设计的主接线方案为:110kV为单母线分段接线,35kV为单母线分段接线,10kV为单母线分段接线.

【参考文献】

[1]国家电力公司发输电运营部.供电企业创一流与国际一流规定[M].北京:中国电力出版社.2003.

[2]水利电力部西北电力设计院.电力工程电气设计手册(电气二次部分)[M].北京:中国电力出版社,1996.

[3]戈东方.电力工程电气一次设计手册[M].北京:水利电力出版社,1989.

[4]西北电力设计院. 电力工程电气设备手册[M].北京:电力出版社,1998.

[5]许正亚.电力系统继电保护(上、下册)[M].北京:中国电力出版社,199.

[责任编辑:薛俊歌]