白江龍
(江蘇金智科技股份有限公司,江蘇 南京 210000)
單母線接線是220kV變電站電氣主接線的基本接線方式之一,同時也是最簡單的一種。但是單母線接線方式只能應用于擁有一臺主變壓器的變電站。在只有一臺變壓器的變電站中應用單母線接線方式,能最大程度減少建設時間,簡化建設程序,提高建設效率。但單母線接線方式也有其局限性:第一,靈活性較差。在進行單母線接線工作時,若變電站的某個元件出現(xiàn)故障,只能將所有的配電裝置全部停止供電后進行維修,這對供電質量和維修工作都帶來了極大不便。第二,單母線接線方式,只能讓電源并列運行,一旦線路發(fā)生短路會對變電站產(chǎn)生較大影響。
分段單母線接線是指利用斷路器實現(xiàn)了電源分格,提高了供電效率和供電質量。將斷路器引入單母線接線中,電源則一分為二。分段單母線接線具有很強的靈活性,一旦變電站中的某個元件出現(xiàn)故障,不需要全部停止供電便能進行維修,極大地提高了變電站維修效率和系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性。
雙母線接線作為主接線的方式之一,擁有很大的優(yōu)勢。無線接線是指2組母線共同運行,在運行過程中二者在一定條件下可以互相使用,極大地提高了電力系統(tǒng)的運行質量。若將雙母線接線方式應用到主接線中,斷路器應當放置在電力系統(tǒng)的電源位置以及出線位置上,值得注意的是配備相應的控制開關,能有效提高變電站運行質量。雙母線接線方式在變電站維修工作中也有較大優(yōu)勢,當其中一條母線出現(xiàn)故障后,另一條母線能夠正常工作維持電力運行。但是在維修保養(yǎng)過程中,一定要做好防護措施,防止出現(xiàn)斷電現(xiàn)象。
橋型接線方式一般分為2種:內(nèi)橋接線與外橋接線。應用橋型接線方式時,要適當減少斷路器數(shù)量。值得注意的是,內(nèi)橋接線方式應當應用于線路較長的輸電線中,外橋接線方式則應當應用于線路較短的輸電線中。
運用不同的接線方式將斷路器連接成各種形狀被稱為角形接線方式。在變電站檢修過程中為了減少開環(huán)時間,一般會在電路中使用3~5個角形接線方式。值得注意的是,角型接線方式只適用于回路較少的輸電線中。
安全性是220kV變電站電氣主接線設計的前提和基礎。不論在進行哪項工作,使用何種接線方式,首先應當保證的是人員和設備安全。
電氣主接線只有滿足了可靠性特點才能實現(xiàn)電能生產(chǎn)要求。在變電站中電能很難進行大量儲存,因此,電力的產(chǎn)生、運輸、使用都是在一瞬間完成的,任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會造成供電質量下降或供電中斷。但可靠性并不是完全絕對的,對于要求不高或不重要的客戶來說,太高的可靠性很有可能會造成電力浪費。電氣主接線的可靠性應當從以下幾個方面進行考慮:第一,變電站在整個電力系統(tǒng)中所占據(jù)的位置和重要性;第二,電力負荷的類別和性質;第三,電力設備的可靠程度;第四,變電站和電力工作人員是否有長期的實踐運行經(jīng)驗。
電氣主接線設計應遵循靈活性原則。第一,操作方便性。在變電站維修過程中,要確保方便停運斷路器,但又不會影響電力系統(tǒng)的正常運行和用戶的供電質量。減少操作步驟能有效降低誤操出現(xiàn)的可能性。第二,調(diào)度靈活性。能靈活調(diào)動變壓器、線路、電源、負荷,滿足變電站的檢修、保養(yǎng)要求。第三,擴建的方便性。在電氣主接線設計過程中能夠依據(jù)擴建要求,在不斷電或最短的斷電時間內(nèi),重新投入機組、變壓器、電路,降低對變電站和用戶造成的影響。
由上文可知常見的電氣主接線有:單母接線、雙母接線、分段單母接線、橋型接線、角形接線方式。220kV電氣主接線設計方案常用的有單母分段接線和雙母接線方式,這2種接線方式的可靠性均較高。單母分段接線方式主要是借助斷電器分割母線,一旦其中某段母線發(fā)生故障,剩余母線還能正常供電,為變電站的供電穩(wěn)定性、持續(xù)性提供了保障。雙母接線方式是指2組母線輪流工作,當其中一組母線檢查或維修時,另一組母線能夠正常運行。
將分段單母接線方式與雙母接線方式進行對比,能夠發(fā)現(xiàn)分段單母接線的經(jīng)濟性能較好,雙母接線的供電可靠性較高。分段單母接線的經(jīng)濟性能主要表現(xiàn)為分段單母接線所使用的設備較少,因此經(jīng)濟投入和使用成本較低;但雙母接線方式使用的設備和經(jīng)濟投入則較高。值得注意的是,分段單母接線的靈活性較差。雙母接線方式的供電可靠性體現(xiàn)在,一旦變電站發(fā)生故障只需停掉故障線路的供電便可進行維修,并且故障線路的負荷能自動轉移到正常運行的線路中,以靈活調(diào)動電力。
220kV的變電站電氣主接線設計中變壓器也是其中的一個重要項目,在選擇變壓器時要遵循以下幾個原則:第一,變壓器的相數(shù)應與變電站的需求相同,220kV變電站電氣主接線設計中一般會選擇三相的變壓器。第二,在選擇變壓器時應考慮變壓器的降溫方式和調(diào)壓方式。第三,變壓器的繞組數(shù)也是選擇的要求之一,在220kV變電站中一般會選擇雙繞組變壓器。
在220kV變電站電氣主接線設計方案中,應當對斷路器的參數(shù)進行綜合考慮。第一,確保斷路器的額定電壓高于電網(wǎng)額定電壓,確保斷路器的額定電流高于斷路器的持續(xù)工作電流。第二,保障斷路器額定關合電流大于電力系統(tǒng)短路時所產(chǎn)生的沖擊電流。第三,保證斷路器的分合閘控制在0.04s。
文章從220kV變電站電氣主接線設計類型、設計原則、具體設計等方面展開分析。通過分析能夠發(fā)現(xiàn)許多設計方案都有著對應的優(yōu)勢,但同樣也存在著不足,因此要不斷尋求、創(chuàng)新可靠的變電站電氣主接線設計方案,提高變電站的運行質量和效率,滿足人們的用電需求。