李力
(西安供電公司 陜西西安 710032)
變電站電氣一次設(shè)計(jì)的問題及對(duì)策探究
李力
(西安供電公司 陜西西安 710032)
經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展對(duì)國家電力供應(yīng)提出了更高的要求,為電力工程建設(shè)工作帶來了更大的壓力,近年來,電網(wǎng)規(guī)模不斷地升級(jí),變電站是電力配網(wǎng)的重要組成部分承擔(dān)著高低壓轉(zhuǎn)變、功率轉(zhuǎn)換等等重要任務(wù),它的運(yùn)行狀態(tài)直接影響著電網(wǎng)的供配電質(zhì)量,因此必須重視變電站的電氣設(shè)計(jì)問題,本文重點(diǎn)討論變電站電氣一次設(shè)計(jì)的基本原則及設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注意的一些問題。
變電站;電氣一次設(shè)計(jì);常見問題
變電站是電網(wǎng)工程建設(shè)的重要內(nèi)容,為了滿足當(dāng)前不斷增加的用電需求,保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定,變電站建設(shè)必須具有一定的超前性,實(shí)際的電氣一次設(shè)計(jì)工作要從整個(gè)電網(wǎng)工程的全局出發(fā),綜合考慮變電站近期的發(fā)展及后續(xù)升級(jí)問題、生產(chǎn)運(yùn)行與基本建設(shè)之間的各種矛盾、電網(wǎng)建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性及安全性問題,盡可能采用更先進(jìn)的技術(shù)理念、設(shè)備、材料、結(jié)構(gòu),確保一次設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性、先進(jìn)性,下文簡單分析變電站一次設(shè)計(jì)的基本原則及設(shè)計(jì)過程中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的問題,僅為電力企業(yè)相關(guān)從業(yè)人員的工作提供參考。
變電站電氣一次設(shè)計(jì)應(yīng)該按照現(xiàn)階段以及未來社會(huì)的電力負(fù)荷需求進(jìn)行,要保證變電站的日常工作能夠滿足區(qū)域電力規(guī)劃的需要;主接線方式選擇時(shí)必須要將系統(tǒng)的可靠性及靈活性作為首要標(biāo)準(zhǔn),確保變電站運(yùn)行的安全;為了盡可能減少變電站的土地占用面積,節(jié)約土地資源,一次設(shè)計(jì)過程中應(yīng)盡可能選擇占地面積較少、性能更加優(yōu)良的電氣設(shè)備,此外,檢修率、噪音相對(duì)較低,可靠性較強(qiáng)的設(shè)備應(yīng)優(yōu)先選擇;自動(dòng)化技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大,它對(duì)于提高變電站運(yùn)行效率、管理水平十分有幫助,為了盡量滿足系統(tǒng)的自動(dòng)化需求,應(yīng)盡可能選擇自動(dòng)化程度較高、通信誤碼率較低的設(shè)備及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
2.1 電氣平面布置
變電站電氣一次設(shè)計(jì)之前,相關(guān)工作人員應(yīng)首先對(duì)場地的具體情況進(jìn)行勘察,然后按照相關(guān)規(guī)劃設(shè)計(jì)總體的平面布置方案,為電氣設(shè)備選擇及主接線設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ),一般情況主變布置在戶外,特殊情況需要設(shè)置在戶內(nèi)時(shí)需要做好戶內(nèi)的通風(fēng)機(jī)消防工作。為了防止計(jì)算機(jī)保護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)與電容器工作過程中相互干擾,二次設(shè)備室及電容器室不能垂直設(shè)置。提高系統(tǒng)的可靠性。
2.2 電氣設(shè)備的選擇
平面布置方案確定之后設(shè)計(jì)人員可以以電流計(jì)算結(jié)果、負(fù)荷計(jì)算結(jié)果等等為標(biāo)準(zhǔn)選擇電氣設(shè)備的型號(hào),電氣設(shè)備額定值的選擇需要參考具體的工況進(jìn)行,然后還需要根據(jù)對(duì)應(yīng)的條件校驗(yàn)電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定性、動(dòng)穩(wěn)定性等等參數(shù)。另一方面,各種電氣設(shè)備的使用要求、安裝位置、對(duì)作業(yè)環(huán)境的要求等等也是電氣設(shè)備選擇的重要標(biāo)準(zhǔn)。變電站主變壓器的數(shù)量及配套設(shè)施需要根據(jù)變電站的運(yùn)行方式、供電需求、電力載荷等等內(nèi)容進(jìn)行確定。
2.3 日常照明系統(tǒng)
照明系統(tǒng)同樣是變電站內(nèi)重要的輔助系統(tǒng),一般可以分為工作照明系統(tǒng)和事故照明系統(tǒng)兩部分,具體的設(shè)計(jì)工作中要根據(jù)變電站各個(gè)部門具體的工作職能進(jìn)行區(qū)分設(shè)置,工作照明設(shè)計(jì)時(shí)嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,比如樓梯間、緊急疏散通道、重要工作場所等等區(qū)域應(yīng)設(shè)置應(yīng)急照明設(shè)備,正常照明系統(tǒng)出現(xiàn)故障后滿足變電站內(nèi)工作人員的照明需求,保證他們能夠順利開展人員疏散或者緊急故障處理工作。此外,變電站中控室的照明線路必須使用絕緣導(dǎo)線,且線路采用暗敷的布線形式,其他區(qū)域出于施工便捷性考慮可以使用明敷的方式。另外,一般情況下,變電站的外部照明線路均是使用鍍鋅鋼管進(jìn)行敷設(shè)的。
2.4 系統(tǒng)接地
電氣設(shè)備接地裝置的設(shè)置是保證設(shè)備安全的重要保護(hù)設(shè)置,電氣一次設(shè)計(jì)工作必須重視這一問題,一般情況下,電氣設(shè)備的接地裝置由接地系統(tǒng)及接地線路兩部分組成,垂直接地體是人工接地網(wǎng)的組成部分之一,有圓鋼接地極、角鋼接地極等等幾種,實(shí)際應(yīng)用時(shí)需要將其削尖然后垂直打入到對(duì)應(yīng)的位置之中,變電站的高壓配電室及低壓配電室中分別設(shè)計(jì)兩個(gè)接地點(diǎn),并設(shè)置一處可以與接地體連接的接頭,便于人工接地網(wǎng)與電氣設(shè)備接地裝置的連接,低壓配電屏、高壓開關(guān)柜等等設(shè)備的外殼及底座中都需要引出接地線與變電站的接地裝置進(jìn)行連接,變壓器接地由中性點(diǎn)引出,變電站接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的直接影響著站內(nèi)工作人員及電氣設(shè)備的安全,且隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展,變電站接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必然會(huì)越來越復(fù)雜,現(xiàn)階段,變電站接地包括保護(hù)接地、工作接地及雷電保護(hù)接地幾部分,對(duì)于防止因變電站電氣故障導(dǎo)致的火災(zāi)、人身觸電等等安全事故十分有效。
2.5 主接線的設(shè)計(jì)
變電站一次設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一是電氣主接線設(shè)計(jì),主接線設(shè)計(jì)直接影響著變電站的繼電保護(hù)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、配電裝置、自動(dòng)化裝置等等,主接線設(shè)計(jì)工作應(yīng)在確保經(jīng)濟(jì)性前提條件下保證變電站系統(tǒng)的靈活性、穩(wěn)定性,滿足不同運(yùn)行狀態(tài)下各種運(yùn)行方式切換的順暢。下文主要以110kV變電站為例,探討常見的主接線方式。
(1)線路變壓器組接線:線路變壓器組接線是最簡單的接線方式,具體的接線方法如圖1所示,當(dāng)變電站只有一臺(tái)變壓器和一路進(jìn)線時(shí)可以采用這種接線方式,具有高壓設(shè)備少、投資少、操作簡單、擴(kuò)建方便等等優(yōu)點(diǎn),但這種接線方式的可靠性、安全性相對(duì)較低。
圖1 線路變壓器組接線圖
(2)內(nèi)橋連接形式。內(nèi)橋接線方式中變電站采用兩路電網(wǎng)進(jìn)線方式,高壓側(cè)主接線為內(nèi)橋連接,低壓側(cè)采用單母線兩端帶旁母線的接線方式,這種接線方式下使用的斷路器的數(shù)量較少,比如四個(gè)回路只使用三個(gè)斷路器即可,線路投切都比較方便,但變電站系統(tǒng)的可靠性及靈活性都比較差,一次設(shè)備及二次設(shè)備運(yùn)行調(diào)度比較復(fù)雜,一旦變壓器的運(yùn)行出現(xiàn)問題,與故障變壓器連接的斷路器都必須及時(shí)斷開,因此一般情況下,變電站的高壓運(yùn)行比較頻繁但不承擔(dān)電網(wǎng)穿越功率時(shí)可以使用這種接線方式。
(3)單母線形式。單母線接線方式下,變電站電源采用兩路電源進(jìn)線方式,其中一個(gè)為主要電源,另一個(gè)為備用,高壓側(cè)主接線采用單母線方式連接,低壓側(cè)是將單母線分為兩段旁母線進(jìn)行連接,這種主接線方式保證了變壓器供電的可靠性及靈活性,主要供電源出現(xiàn)故障之后可以切換到備用電源繼續(xù)供電,但這種接線方式下,變電站建設(shè)需要的土地面積較大,相關(guān)的變電設(shè)備比較復(fù)雜,因此成本較高,在城市電網(wǎng)中多采用這種接線方式。
圖2 單母線主接線圖
無論是哪種主接線方式都有其優(yōu)點(diǎn)和局限性,一次主接線設(shè)計(jì)工作中需要結(jié)合變電站實(shí)際的情況合理選擇,必須要保證變電站運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性,盡量降低變電站建設(shè)成本。
總而言之,變電站建設(shè)的基礎(chǔ)即電氣一次設(shè)計(jì),一次設(shè)計(jì)的水平直接影響著變電站的運(yùn)行的穩(wěn)定性以及建設(shè)的成本,具體的設(shè)計(jì)過程中相關(guān)工作人員必須要結(jié)合實(shí)際,綜合考慮變電站的安全性、經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性等等因素,合理選擇電氣設(shè)備、主接線方式、照明系統(tǒng),提高變電站的運(yùn)行效率。
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TM63
A
1004-7344(2016)29-0116-02
2016-9-24
李力(1986-),男,助理工程師,本科,主要從事電力工程技術(shù)方面的工作。