周志超，丘文千

(浙江省電力設計院，杭州 310012)

1 概述

電氣主接線是變電站電氣設計的首要部分，電氣主接線的確定對變電站本身的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性密切相關，并且對電氣設備選擇、配電裝置布置、繼電保護和控制方式的擬定有較大影響。因此，必須正確處理好各方面的關系，全面分析有關因素，通過技術經(jīng)濟比較，合理確定主接線方案。本文以某特高壓站為例,通過選擇合理的接線方式，對接線的可靠性和經(jīng)濟性進行定量比較，并結合運行靈活性定性分析，對不同接線的適用情況進行了論述。

2 電氣接線方式選擇

某特高壓變電站位于電網(wǎng)送端，是實現(xiàn)北電南送的區(qū)域500 kV電源的匯集點，將集400萬千瓦的地區(qū)電源通過特高壓電網(wǎng)送出，且與本地500 kV電網(wǎng)無直接電氣聯(lián)系。變電站遠景規(guī)模裝設2組3000 MVA主變，本期安裝1組，500 kV出線4回，2個雙回路分別接至2個電廠，本期出線2回。

根據(jù)DL/T5218-2005《200～500 kV變電所設計技術規(guī)程》，變電站的電氣主接線應根據(jù)該變電站在電力系統(tǒng)中的地位，變電站的規(guī)劃容量、負荷性質(zhì)、線路、變壓器元件總數(shù)、設備特點等條件確定。并應綜合考慮供電可靠、運行靈活、操作檢修方便、投資少和便于過渡或擴建等要求。

目前國內(nèi)500 kV電氣主接線的設計和運行較為成熟，一個半斷路器接線由于可靠性高，運行靈活、操作方便成為最常用的500 kV電氣主接線方式，但考慮本變電站的作用地位、出線規(guī)模以及負荷性質(zhì)等，可以在滿足安全可靠的前提下選擇較為簡單的電氣主接線方案，本文提出3個500 kV電氣主接線方案進行比較(見圖1)。

圖1 比選方案

方案1：常規(guī)的一個半斷路器接線方案。按遠景規(guī)模4回出線、2組主變，構成3個完整串，共使用9臺斷路器。

方案2：雙斷路器接線方案。4回出線經(jīng)雙斷路器接至2組母線，2組主變經(jīng)隔離開關連各接至1組母線。本方案共使用8臺斷路器。

方案3：簡化接線方案。設2組母線，出線經(jīng)斷路器接至母線，同名回路接入不同母線，主變壓器經(jīng)隔離開關連接母線，2組母線通過聯(lián)絡隔離開關相連，正常運行時母線聯(lián)絡隔離打開。本方案共使用4臺斷路器。

3 可靠性分析

500 kV電氣主接線可靠性可以用出線和主變的停運頻次(次/年)和停運時間(小時/年)來表征。

中電聯(lián)電力可靠性管理中心發(fā)布的2000～2004年輸變電設備可靠性參數(shù)[1]和國家電網(wǎng)公司2008年輸變電設施可靠性指標分析報告中2005～2008年輸變電設備可靠性參數(shù)[2]反映了我國目前500 kV高壓電氣設備的可靠性水平。本文綜合兩者的數(shù)據(jù)，推薦計算用數(shù)據(jù)如下(斷路器故障率參數(shù)中已包含了隔離開關、電流互感器、電壓互感器的影響)：

斷路器計劃檢修時間取80 h，檢修周期取49.2次/百臺年；

斷路器故障檢修時間取40 h，故障率取2.75次/百臺年；

母線計劃檢修時間取50 h，檢修周期取為31.98次/百段年；

母線故障檢修時間取6 h，故障率取0.293次/百段年；

線路故障率取0.173次/百公里年，本工程線路按100 km考慮。

本文利用“表格法”填表計算，各方案計算結果列入表1。

表1 各方案主接線可靠性的計算結果

通過對表1中各個方案的可靠性指標進行分析可知：方案1線路、主變的可靠性指標均衡，都能保證較高的可靠性水平，且具有規(guī)范性好、適應性強的特點，適用于一般情況。但對于本案例的實際，方案1本期由于連接支路較少，需要增加跨條或采用角形接線過渡；方案3的主變可靠性指標優(yōu)于方案1，2，但出線的可靠性指標較差，這個方案比較適合500 kV內(nèi)部無穿越功率，主要是保證主變的高可靠性的電氣主接線，如本變電站由500 kV向1000 kV送電，主變故障停運將影響電能的輸送，而變電站與電廠連接的500 kV線路均為雙回路線路，在失去單回500 kV線路時，不影響電能的輸送；方案2的出線的可靠性指標優(yōu)于方案1和3，主變的可靠性指標低與方案3和1，這個方案比較適合500 kV系統(tǒng)存在穿越功率，要求保證線路有高可靠性的電氣主接線。

4 經(jīng)濟性分析

方案1需斷路器9臺，隔離開關18組，電流互感器9組，母線電壓互感器2組；方案2需斷路器8臺，隔離開關18組，電流互感器8組，母線電壓互感器2組；方案3需斷路器4臺，隔離開關11組，電流互感器4組；同時方案2，3由于接線簡化，繼電保護設備相應減少，二次回路設計較為簡單?？傮w上方案3設備投資最小，方案2次之。以GIS設備為例，方案3相比方案1可以節(jié)省4340萬元，相比方案2可以節(jié)省3648萬元。

5 運行靈活性

方案1正常時兩組母線和全部斷路器都投入工作，從而形成多環(huán)形供電，運行調(diào)度靈活。為節(jié)省投資，本期可以采用角形接線，但遠景擴建改接較復雜。

方案2每回出線帶2臺斷路器，運行方式非常靈活。為節(jié)省投資，本期也可以采用角形接線，遠景擴建過程中不會造成較長時間開環(huán)運行的問題，改接較為簡單。

方案3適用與單方向功率輸送，運行方式比較單一，適合與單方向潮流輸送。本期2回出線分別接入2條母線，母線通過隔離開關相連，主變經(jīng)過隔離開關與母線連接，遠景擴建非常方便。

6 結語

常規(guī)的一個半斷路器電氣主接線都能保證連接支路都有較高的可靠性水平，且具有規(guī)范性好、適應性強的特點，適用于一般情況。但對于本案例的實際情況，主接線連接支路較少，電能輸送方向穩(wěn)定，特別要求保證主變的高可靠性。根據(jù)以上分析比較，本文中提出的簡化接線方案能滿足供電可靠、運行靈活、操作檢修方便、投資少和便于過渡或擴建等方面要求，可作為推薦方案。

[1]中國電力企業(yè)聯(lián)合會[0L].http：//www.cec.org.cn

[2]國家電網(wǎng)公司2008年輸變電設施可靠性指標分析報告.