中國(guó)石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司華北分公司電氣自控室 方宏偉 魯國(guó)榮

淺談留路110kV變電站的設(shè)計(jì)與施工

中國(guó)石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司華北分公司電氣自控室 方宏偉 魯國(guó)榮

隨著變電站設(shè)計(jì)工作的日益增加，如何避免在設(shè)計(jì)工作中出現(xiàn)以下類似的問(wèn)題，對(duì)留路110kV變電壓設(shè)計(jì)中的一些問(wèn)題做一些探討、希望能夠?qū)?10kV變電站的設(shè)計(jì)能夠有所幫助與提高。

變電站 設(shè)計(jì) 綜合自動(dòng)化系統(tǒng) 一次設(shè)計(jì) 二次設(shè)計(jì)

1 引言

留路110kV變電站是采油三廠留路地區(qū)重要的樞紐變電站，兩路110kV電源分別取自章西220kV變電站的178（章路線）間隔和任五110kV變電站的116（任留線）間隔。主變?nèi)萘?×31500kVA，電壓等級(jí)為110/35/6kV，站內(nèi)設(shè)35kV出線間隔7個(gè)，6kV出線間隔8個(gè) 。

近年來(lái)，隨著電力技術(shù)的飛速發(fā)展，新技術(shù)，新材料，新裝備的不斷涌現(xiàn)，留路110kV變電的設(shè)計(jì)，采用了無(wú)人值班變電站設(shè)計(jì)方案，110kV采用，35kV和6kV采用戶內(nèi)鎧裝移開(kāi)式金屬封閉開(kāi)關(guān)柜。

2 主要設(shè)計(jì)過(guò)程

由于110kV變電站的改造設(shè)計(jì)是在原有場(chǎng)地上進(jìn)行整體改造，還要保持供電的連續(xù)性，這樣給設(shè)計(jì)和施工增加許多難度。本工程的設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)多次方案的討論和專家的評(píng)審最終確定了施工圖方案。在場(chǎng)區(qū)的西北角新建一座二層綜合樓，一層為6kV配電裝置室、電容器室、中控室，二層為35kV配電裝置室、集控中心，中間為電纜夾層。110kVGIS設(shè)備和變壓器室外布置。主廠房四周設(shè)置環(huán)形道路。110kV采用架空進(jìn)出線，35kV采用架空進(jìn)線，電纜出線，6kV采用架空母排進(jìn)線、電纜出線。

3 主要設(shè)備選擇

(1)110kV電氣設(shè)備：采用SF6氣體絕緣金屬封閉組合式開(kāi)關(guān)設(shè)備，分箱式。(2)35kV和6kV電氣設(shè)備：35kV和6kV開(kāi)關(guān)柜，選用鎧裝移開(kāi)式金屬封閉開(kāi)關(guān)柜，采用真空斷路器，配用永磁操作機(jī)構(gòu)。(3)6kV電容器：選用成套電容器組。(4)電纜選擇: 電纜選用交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜。

4 自動(dòng)控制及繼電保護(hù)

微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)采用南瑞繼保RCS-9600CS系列，采用分層、分布式微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，該系統(tǒng)除在各測(cè)控保護(hù)單元保留緊急手動(dòng)操作跳合閘的手段外，其余全部控制、監(jiān)視、測(cè)量和報(bào)警功能均可通過(guò)微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)完成。該系統(tǒng)具有簡(jiǎn)單可靠、經(jīng)濟(jì)、抗干擾能力強(qiáng)、兼容性好、可擴(kuò)充性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)變電站的無(wú)人值守。微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)圖如下圖1所示。

4.1 變壓器保護(hù)：

變壓器保護(hù)配置了差動(dòng)保護(hù)RCS-9671CS，后備保護(hù)RCS-9681CS ，非電量保（本體保護(hù)）RCS-9661CS，及變壓器本體測(cè)控及調(diào)壓 RCS-9703C。

(1)差動(dòng)保護(hù)RCS-9671CS

配有：差動(dòng)電流速斷保護(hù)；二次諧波制動(dòng)原理的比率差動(dòng)保護(hù)；CT斷線檢測(cè)及閉鎖：主變各側(cè)電流相位差與平衡軟件補(bǔ)償；差流越限告警；

(2)后備保護(hù)RCS-9681CS

①110kV后備保護(hù)：

110kV側(cè)配置復(fù)合電壓閉鎖過(guò)流保護(hù)，保護(hù)動(dòng)作延時(shí)跳開(kāi)變壓器各側(cè)斷路器；配置零序電流保護(hù)。110kV過(guò)負(fù)荷保護(hù):延時(shí)發(fā)過(guò)負(fù)荷信號(hào)，主變過(guò)負(fù)荷起動(dòng)通風(fēng)。

②35kV側(cè)后備保護(hù)：

35kV側(cè)配置復(fù)合電壓閉鎖過(guò)流保護(hù)，保護(hù)為二段式。

35kV過(guò)負(fù)荷保護(hù)：延時(shí)發(fā)過(guò)負(fù)荷信號(hào)。

③6kV側(cè)后備保護(hù)：

6kV側(cè)配置時(shí)限速斷、復(fù)合電壓閉鎖過(guò)流保護(hù)。

6kV過(guò)負(fù)荷保護(hù)：延時(shí)發(fā)過(guò)負(fù)荷信號(hào)。

(3)非電量保護(hù)RCS-9661CS

對(duì)變壓器非電量保護(hù)應(yīng)能按變壓器廠的要求，跳閘或發(fā)告警信號(hào)（包括變壓器本體和有載瓦斯、變壓器壓力釋放、變壓器本體和有載油位異常等）。

(4)測(cè)控裝置RCS-9703C

遙信：可以定義輸入結(jié)點(diǎn)，如狀態(tài)輸入、告警輸入、主變分接頭輸入。

遙控：控制斷路器。

有載調(diào)壓：可采集主變分接頭檔位，響應(yīng)當(dāng)?shù)刂髡景l(fā)出的遙控命令，調(diào)節(jié)分接頭的位置。

模擬量采集：根據(jù)不同電壓等級(jí)要求能上送本間隔三相電壓、三相電流、3UO、3IO。、有功、無(wú)功、頻率等。

直流、溫度采集：可采集多種直流量，還能完成主變溫度的采集上送。

4.2 110kV線路保護(hù)和測(cè)控裝置

(1)線路保護(hù)裝置RCS-9616CS

110kV線路配置具有三段相間和接地距離、四段零序方向過(guò)流保護(hù)，具有本線路遙測(cè)、遙信、遙控功能，線路具有備電源自投功能，具有斷路器操作回路。

(2)線路測(cè)控裝置 RCS-9709C遙控：控制開(kāi)關(guān)及刀閘的合分遙信：開(kāi)關(guān)及刀闡位置，保護(hù)跳閘、重合閘、裝置故障、控制回路斷線等信號(hào)。

(3)110kV分段保護(hù)

母聯(lián)斷路器保護(hù)裝置RCS-9616CS, 備自投裝置RCS-9751CS, 110kV電壓并列裝置RCS-9662CII。

三段式電流保護(hù)、充電保護(hù)功能，具有本線路遙測(cè)、遙信、遙控功能，具有斷路器操作回路。

4.3 35kV線路保護(hù)

(1)線路保護(hù)測(cè)控裝置RCS-9611CS

35kV線路配置具有三段式低電壓閉鎖方向過(guò)電流保護(hù)、三段式低電壓閉鎖方向帶時(shí)限過(guò)電流保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)、具備三相一次自動(dòng)重合閘（后加速）、低周減載、小電流接地選線功能，具有本線路遙測(cè)、遙信、遙控功能，具有斷路器操作回路。

(2)35kV分段保護(hù)測(cè)控裝置RCS-9616CS

35kV分段設(shè)置三段式過(guò)電流保護(hù)、充電保護(hù)功能，具有本線路遙測(cè)、遙信、遙控功能，具有斷路器操作回路。具有檢同期功能。

4.4 6kV線路保護(hù)

(1)線路保護(hù)測(cè)控裝置RCS-9611CS

6kV線路配置具有三段式過(guò)電流保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)、具備三相一次自動(dòng)重合閘、低周減載、零序過(guò)電流保護(hù)、零序電壓保護(hù)、小電流接地選線功能，具有本線路遙測(cè)、遙信、遙控功能，具有斷路器操作回路。

圖1

(2)分段保護(hù)測(cè)控裝置RCS-9616CS

6kV分段配置三段式電流保護(hù)、充電保護(hù)功能，具有本線路遙測(cè)、遙信、遙控功能，具有斷路器操作回路。

(3)6kV電容器保護(hù)測(cè)控單元RCS-9631CS

電力電容器組配置時(shí)限速斷保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)、低電壓保護(hù)、不平衡電壓保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)。

5 所用電及直流電源

所用電系統(tǒng)電壓為380V/220V，采用單母線接線方式，雙電源供電，其中兩回電源引自35kVⅠ、Ⅱ段母線上的所用變柜，兩回電源為“一主一備”工作方式，主電源故障時(shí)備用電源自動(dòng)投入，切換設(shè)備安裝在交流屏內(nèi)。

直流系統(tǒng)由2臺(tái)充電機(jī)、二組蓄電池構(gòu)成，直流系統(tǒng)為單母線接線方式，2臺(tái)充電機(jī)互為備用，自動(dòng)切換。充電機(jī)由多個(gè)高頻開(kāi)關(guān)整流充電模塊并聯(lián)，N+1熱備份，可帶電拔插，并具有自動(dòng)均流功能。電池采用閥控式密封鉛酸蓄電池，容量200Ah。

6 實(shí)施過(guò)程中問(wèn)題總結(jié)

在變電站實(shí)施過(guò)程中遇到許多問(wèn)題，首先是在GIS安裝過(guò)程中土建已經(jīng)做好的GIS基礎(chǔ)與所提條件基礎(chǔ)對(duì)應(yīng)不上，沒(méi)有滿足GIS的要求，致使GIS基礎(chǔ)出現(xiàn)大量的返工現(xiàn)象，造成這種現(xiàn)象的原因是在土建專業(yè)沒(méi)有按照電氣設(shè)計(jì)人員所提的條件做基礎(chǔ)，在后來(lái)因?yàn)闀r(shí)間關(guān)系沒(méi)有對(duì)圖過(guò)程。因此為了避免這種情況的發(fā)生，在以后工作中一定要把所提的資料和相關(guān)專業(yè)進(jìn)行認(rèn)真仔細(xì)的核對(duì)，嚴(yán)格把握?qǐng)D圖程序。

在主變實(shí)施過(guò)程中，主變基礎(chǔ)的軌距參照舊圖在給土建提資料，但在施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有主變基礎(chǔ)與原有的不符合，原有主變的基礎(chǔ)中心距是1020×1020 mm，但是我們?cè)趨⒄张f的主變給土建提的基礎(chǔ)是橫向（T）×縱向（E）2040×1475mm。造成這種原因是盲目的相信以前設(shè)計(jì)成果，沒(méi)有深入研究資料。在現(xiàn)場(chǎng)中發(fā)現(xiàn)主變的基礎(chǔ)油修改過(guò)的痕跡。所以我們以后再參照別人的設(shè)計(jì)成果時(shí)，一定要多問(wèn)一下為什么，要弄清弄懂確保萬(wàn)無(wú)一失。

由于設(shè)計(jì)空間的限制，在經(jīng)過(guò)主變門型構(gòu)架進(jìn)35kV開(kāi)關(guān)柜時(shí)，35kV線路A、B、C三相出現(xiàn)了很大角度的傾斜，在主廠房墻上預(yù)留的35kV進(jìn)線掛鉤距穿墻隔板較近，如果采用35kV的絕緣字串對(duì)A、B、C三相之間的安全距離滿足不了要求，因此換成110kV的絕緣字串來(lái)。

在中控室的設(shè)計(jì)中預(yù)留的中控室房間太小，致使直流系統(tǒng)單獨(dú)放在了一個(gè)房間，而不能把直流屏同保護(hù)屏、線路屏等二次屏柜放在一個(gè)房間，這樣不便于集中管理，以后再設(shè)計(jì)110kV變電站中一定要預(yù)留足夠大的中控室。

110kV章留線采用電纜進(jìn)線，在設(shè)計(jì)過(guò)程中預(yù)留了電纜進(jìn)線構(gòu)架，但是在實(shí)際安裝過(guò)程中發(fā)現(xiàn)110kV電纜頭體積大重量沉，而且110kV電纜頭撓性不好，所作的構(gòu)架不能滿足安裝的要求。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況和油建施工單位結(jié)合把所作的110kV構(gòu)架進(jìn)行了更改，改造之后為下圖所示進(jìn)線構(gòu)架。后來(lái)在同GIS廠家結(jié)合的時(shí)候知道GIS進(jìn)線套管能直接做成電纜形式的，這樣在接線和維護(hù)的時(shí)候就比較方便了。在以后采用GIS設(shè)備而且電纜進(jìn)線的時(shí)候一定要同廠家結(jié)合好。

除了以上所述問(wèn)題，在是施工中還有許多的小問(wèn)題在這里就不一一贅述了。我們?cè)谝院筮M(jìn)行變電站的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)“以經(jīng)濟(jì)效益為中心，以質(zhì)量為根本”，一定要善于思考，善于總結(jié)，把設(shè)計(jì)做到精益求精。

7 結(jié)束語(yǔ)

留路110kV變電站工程建設(shè)，既有成功的經(jīng)驗(yàn)又有總結(jié)的教訓(xùn)，有待于我們?cè)诮窈蟮脑O(shè)計(jì)中改進(jìn)和提高，使設(shè)計(jì)水平再上新臺(tái)階。