城區(qū)變電站設(shè)計(jì)要點(diǎn)之淺析

1、<p>　　城區(qū)變電站設(shè)計(jì)要點(diǎn)之淺析</p><p>　　摘 要：本文主要針對(duì)城區(qū)變電站電網(wǎng)結(jié)線設(shè)計(jì)要點(diǎn)、主變參數(shù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)、主接線設(shè)計(jì)要點(diǎn)、平面布置、防火、環(huán)保設(shè)計(jì)要點(diǎn)、保護(hù)監(jiān)控設(shè)計(jì)要點(diǎn)交流所用電和直流系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)、消防、通風(fēng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)等問題進(jìn)行了詳細(xì)的論述。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：城區(qū)變電站；設(shè)計(jì)；要點(diǎn) </p><p>　　Abstract: T

2、his paper mainly for urban substation network wiring design, the main design points of variable parameters, main wiring design, layout, fire prevention, environmental design, protection and monitoring design of AC electr

3、icity and DC system design, fire, ventilation design points were discussed. </p><p>　　Key words: urban substation; design; key points </p><p>　　中圖分類號(hào)：TU2 </p><p>　　1、電網(wǎng)結(jié)線設(shè)計(jì)要點(diǎn) 城網(wǎng)由送電線

4、路，高壓配電線路，中壓配電線路以及聯(lián)絡(luò)各級(jí)電壓線路的變、配電站組成。電網(wǎng)結(jié)線的要點(diǎn)如下：①各級(jí)電壓電網(wǎng)結(jié)線應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化；②高壓配電網(wǎng)結(jié)線力求簡化；③下一級(jí)電網(wǎng)應(yīng)能支持上一級(jí)電網(wǎng)。 根據(jù)采用架空線或電纜及變電站中變壓器的容量和臺(tái)數(shù)，選擇結(jié)線。變電站結(jié)線要盡量簡化，采用架空線路時(shí)，以兩回路為宜，采用電纜線路時(shí)可為多回路。不論采用架空線還是電纜，當(dāng)線路上T接或環(huán)入3個(gè)及以上變電站時(shí)，線路宜在兩側(cè)有電源，但正常運(yùn)行時(shí)兩側(cè)電源不并列。高壓配電變電站中

5、壓出線開關(guān)停用時(shí)，應(yīng)能通過中壓電網(wǎng)轉(zhuǎn)移負(fù)荷，對(duì)用戶不停電；高壓配電變電站之間的中壓電網(wǎng)應(yīng)有足夠的聯(lián)絡(luò)容量，正常時(shí)開環(huán)運(yùn)行，異常時(shí)能轉(zhuǎn)移負(fù)荷；嚴(yán)格控制專用線和不帶負(fù)荷的聯(lián)絡(luò)線，以節(jié)約走廊和提高設(shè)備利用率。 </p><p>　　2、主變參數(shù)設(shè)計(jì)要點(diǎn) </p><p>　　2.1 主變臺(tái)數(shù)和容量。變電站配置2臺(tái)或以上變壓器，當(dāng)一臺(tái)故障停運(yùn)時(shí)，其負(fù)荷自動(dòng)轉(zhuǎn)移至正常運(yùn)行的變壓器，此時(shí)變壓器的負(fù)荷不

6、應(yīng)超過其短時(shí)容許的過載容量，以后再通過電網(wǎng)操作將變壓器的過載部分轉(zhuǎn)移至中壓電網(wǎng)。符合這種要求的變壓器運(yùn)行率可用下式計(jì)算：T = { K ×P( N - 1) / N ×P} ×100 %。式中：T =變壓器運(yùn)行率；K =變壓器短時(shí)的容許過載率；N =變壓器臺(tái)數(shù)；P =單臺(tái)變壓器額定容量。其中變壓器短時(shí)允許的過載率應(yīng)根據(jù)制造廠提供的數(shù)據(jù)，參照該變壓器預(yù)計(jì)的全年實(shí)際負(fù)荷曲線，以過載而不影響變壓器的壽命為原則來確

7、定，一般可取過載率為1.3，過載時(shí)間為 2h，計(jì)算結(jié)果為：當(dāng) N = 2 時(shí)，T = 65 %；N = 3 時(shí)，T = 87 %（近似值）。長期以來市區(qū)變電站一般設(shè)置二臺(tái)主變壓器，隨著城區(qū)負(fù)荷密度的增加，出現(xiàn)了3臺(tái)主變?cè)O(shè)計(jì)方式。變電站主變臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)供電區(qū)域負(fù)荷密度而定，市區(qū)內(nèi)110 kV 供電半徑宜取2 km，供電范圍為 4 km2，當(dāng)負(fù)荷密度為 20 MW/ km2及以上時(shí)，3臺(tái)主變?cè)O(shè)計(jì)方式是合理的，此時(shí)主變利用率為86 % ，大大減

8、少了變電站布點(diǎn)。 </p><p>　　2.2 短路阻抗值。變壓器阻抗值的選擇，與系統(tǒng)短路容量、變壓器額定容量密切相關(guān)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前110 kV電網(wǎng)短路容量距20 kA 尚有一定的距離，但隨著110 kV主變?nèi)萘康牟粩嘣龃螅?0kV 短路容量已經(jīng)接近甚至超過了16 kA ，因此高阻抗變壓器開始得到了應(yīng)用。 </p><p>　　2.3 分接頭選擇。主變分接頭應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)電壓水平選擇，根據(jù)《電

9、力系統(tǒng)電壓質(zhì)量和無功電力管理規(guī)定》，110 kV電源最高電壓取110 （1 + 7 %） kV ，最低電壓取110 （1 - 3 %)）kV ，10 kV 母線電壓合格范圍為 10～10.7 kV。負(fù)荷高峰時(shí) 10 kV 母線上投入無功補(bǔ)償。為保證 10 kV 母線電壓在合格范圍內(nèi)，應(yīng)采用有載調(diào)壓變壓器。變壓器分接范圍宜選擇 110 ±8 ×1.25 %/ 10.5 kV，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)基本能滿足調(diào)壓要求，具體選擇則應(yīng)該根

10、據(jù)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)結(jié)構(gòu)通過調(diào)相調(diào)壓計(jì)算確定。 </p><p>　　2.4 變壓器結(jié)線。10kV 環(huán)網(wǎng)供電后，相位應(yīng)保持一致，因此變壓器結(jié)線應(yīng)保持一致。目前110/ 10 kV變壓器大部分采用 Y/ △ 結(jié)線，有載調(diào)壓開關(guān)裝在高壓側(cè)。 </p><p>　　3、變電站主接線設(shè)計(jì)要點(diǎn) </p><p>　　3.1 110 kV 主接線。長期以來，110kV變電站高壓側(cè)大多采用

11、單母線分段接線，隨著電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的改善，終端變電所主接線有逐漸簡化的趨勢(shì)，普遍采用橋型接線。相比其他主接線，橋型接線簡單，投資節(jié)約，運(yùn)行操作方便，適合于無人值班，在10kV 網(wǎng)絡(luò)較為完善，主變?nèi)萘磕軡M足需求時(shí)應(yīng)盡量采用。10 kV進(jìn)線側(cè)可裝設(shè)單相電壓互感器，線路隔離開關(guān)的帶電閉鎖采用其余兩相“高壓帶電顯示閉鎖裝置”。當(dāng)變電所距電源側(cè)較近，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時(shí)，可不設(shè)斷路器，主變故障時(shí)直接跳出原側(cè)開關(guān)。隨著變電所三臺(tái)主變的出現(xiàn)，110 kV

12、主接線出現(xiàn)了擴(kuò)大橋模式。擴(kuò)大橋接線的好處是每一變電所只需兩回進(jìn)線，適用于輸電線路比較緊張的情況，（尤其適用于市區(qū)110 kV變電站），因此三臺(tái)主變應(yīng)盡量采用擴(kuò)大橋接線。 </p><p>　　3.2 10 kV 主接線。每臺(tái)主變帶 8～12 回出線，采用單母線分段接線。當(dāng)采用手車柜（中置柜）時(shí)，一般不設(shè)旁路母線。但手車柜（中置柜）對(duì)于加工工藝要求較高，應(yīng)注意選用質(zhì)量較好的設(shè)備。 </p><p

13、>　　4、平面布置、防火、環(huán)保設(shè)計(jì)要點(diǎn)城區(qū)變電站總平面必須堅(jiān)持節(jié)約用地、減少建筑面積的原則，布置應(yīng)緊湊合理，由于SF6全封閉組合電器安裝在屋外需設(shè)置加熱和防雨裝置，檢修時(shí)還必須運(yùn)入檢修間或采取臨時(shí)措施；而裝于屋內(nèi)則安裝、檢修、運(yùn)行不受環(huán)境條件影響，故當(dāng)規(guī)劃部門沒有特別要求時(shí)，宜采用半戶內(nèi)（主變?cè)趹敉猓┎贾?。這種型式變電站的設(shè)備布置緊湊、占地小，外形整齊美觀，但是，這種布局使得綜合自動(dòng)化設(shè)備與一次主設(shè)備距離較近，其受到電磁環(huán)境干擾的

14、問題就顯現(xiàn)出來，主要表現(xiàn)有：①綜合自動(dòng)化設(shè)備不明原因的誤報(bào)警、誤顯示；②計(jì)算機(jī)監(jiān)視控制屏幕顯示內(nèi)容持續(xù)抖動(dòng)、模糊、失真，使得操作人員無法確定操作對(duì)象。此外，對(duì)變電站進(jìn)行電磁環(huán)境的屏蔽，主變壓器室采用墻面覆蓋金屬絲網(wǎng)的屏蔽設(shè)計(jì)，把金屬絲網(wǎng)覆蓋在有效屏蔽面積上，能顯著地提高屏敝效能，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，成本低。實(shí)施效果非常明顯。從直觀觀察，計(jì)算機(jī)監(jiān)控屏幕內(nèi)容發(fā)生抖動(dòng)現(xiàn)象消失，屏幕內(nèi)容整齊，沒有紊亂現(xiàn)象，屏幕內(nèi)容平移現(xiàn)象大幅度減少，效果良好。

15、</p><p>　　5、保護(hù)監(jiān)控設(shè)計(jì)要點(diǎn) </p><p>　　變電站設(shè)計(jì)目前基本采用綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)的不斷完善和成熟，綜合自動(dòng)化設(shè)備性能日趨穩(wěn)定，價(jià)格也逐漸下調(diào)。采用綜合自動(dòng)化，就應(yīng)該采用分布式結(jié)構(gòu)（10 kV保護(hù)裝置安裝在開關(guān)柜上），以充分發(fā)揮其功能，減少二次電纜，降低造價(jià)，但分布式保護(hù)裝置應(yīng)盡量避免選用對(duì)外電磁干擾大的設(shè)備。其次，在地面層設(shè)置好的屏蔽層，

16、以減少對(duì)外界的電磁干擾影響。此外，還可采用一些屏蔽電纜以免受電磁場的干擾。 </p><p>　　6、交流所用電和直流系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn) </p><p>　　6.1 交流所用電。變電站宜設(shè)置二臺(tái)站用變壓器，容量為80~100kVA。當(dāng)變電站設(shè)置三臺(tái)主變時(shí)分別接入1#、3#主變低壓側(cè)母線，設(shè)置二臺(tái)主變時(shí)則分別接入其低壓側(cè)母線。站用電采用中性點(diǎn)直接接地TN系統(tǒng)，額定電壓380/220V，采用單母線

17、分段接線。 </p><p>　　6.2 直流系統(tǒng)。直流電源宜采用一組220 kV蓄電池，容量應(yīng)滿足全站事故停電2h的放電容量，一般為100Ah，單母線接線。蓄電池組宜采用性能可靠、維護(hù)量少的蓄電池，如閥控式密封鉛酸蓄電池等。直流系統(tǒng)應(yīng)具有自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，充電裝置實(shí)現(xiàn)智能化實(shí)時(shí)管理，井應(yīng)設(shè)置一套微機(jī)直流接地監(jiān)測裝置。 </p><p>　　7、消防、通風(fēng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)城區(qū)變電站多處繁華地區(qū)，消防要

18、求特別高，在設(shè)備選型時(shí)應(yīng)盡量考慮采用無油化設(shè)備，使得全站無易燃、易爆物，從根本上解決了消防難題，提高了防火的安全性。主變壓器是全站最大的熱源，一般盡量采用自冷方式。在設(shè)計(jì)中可考慮采用由地面綠化帶自然進(jìn)風(fēng)，流經(jīng)各設(shè)備用房，然后由排風(fēng)機(jī)通過風(fēng)管將室內(nèi)的熱空氣抽至室外。主控室和高壓室均設(shè)置空調(diào)。 </p><p><b>　　8、結(jié)束語 </b></p><p>　　綜上所