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220kV城市变电站电气系统设计的探讨_5151doc

220kV城市变电站电气系统设计的探讨
作者:未知 文章来源:网络 点击数: 更新时间:2009-11-4

  [摘要]文章以电气主接线、配电装置、系统保护为重,最对城市变电站的设计进行重点阐述。其设计思路和方法能,对220kV城市变电站的设计者有一定的启示和借鉴作用。
  [关键词]220KV;城市变电站;电气系统;设计;综合自动化
  [作者简介]林济涛,广东电网公司中山供电局,广东 中山,528400
  [中图分类号]TM63
  [文献标识码]A
  [文章编号]1007-7723(2009)08-0106-0002
  
  一、设计原则
  
  在城市电网建设中,首先应当解决的是城市变电站的建设问题。建设城市变电站应当遵循的基本原则是:(1)足够的变电容量以满足供电区域内中长期规划预测的负荷要求;(2)可靠灵活的主接线方式;(3)结构紧凑,设备体积小,占地面积小;(4)主设备技术性能优越,可靠性高,检修频率低,噪声低;(5)自动化程度高,通信误码率低,可靠性高。
  根据以上原则,选择220kV作为城市电源点,可以充分发挥容量大、通道省、占地少、投资相对经济的优点。因此,220kV城市变电站是解决城市供电矛盾的一个有效措施,同时也将是今后城市电力系统发展的一个方向。
  
  二、电气主接线
  
  在变电站设计中,尤其是重要的变电站设计,为了保证其供电可靠性和灵活性,往往采用较复杂的主接线。完善的主接线虽然保证了供电可靠性,但缺点是接线方式复杂、运行操作烦琐、检修维护量大、投资大、占地面积多。
  电气主接线的选择通常与变电容量的需求有较为密切的关系,这里介绍带断路器的线路变压器组的设计方案。
  220kV城市变电站电气主接线一般分3个电压等级,由3组带断路器的线路变压器组构成;110kV为单母线分段,各段母线各与1台主变相连,各带多路出线;35kV为单母线分段,各段母线带多路出线,每台主变分别通过2台35kV断路器接于两段35kV母线上。有3台分段断路器。优点在于任何一台主变停用,相应两段母线分别由另2台主变供电,从而达到均衡负荷的目的。
  
  三、配电装置
  
  (一)220kV配电装置及主变
  220kV配电装置选择室内布置,采用传统的独立电器,相间距离3.5m,依次为电缆头、单侧带接地刀的线路闸刀、单断口六氟化硫断路器、氧化锌避雷器,最后接主变。断路器与线路闸刀之间留作通道,作为检修运输通道。
  主变压器的选择对城市变电站来说又有着特殊的要求。体积小、噪音低、阻燃性好、可靠性高,是选择变压器要突出考虑的性能。220kV配电装置与主变共处一室,主要是防噪声。变压器可采用低噪声强油风冷,散热器分体安装于室外。
  
  (二)110kV配电装置
  110kV配电装置采用三相共箱式结构的全封闭六氟化硫绝缘的组合电器,选择GIS户内布置,这是在国内城市变电站设备选型中常用的做法。GIS的结构为紧凑型三相共箱式,三相导体共面布置,所有开关设备均采用了弹簧/电动操动机构,由1台机构操作,三相联动。由于无需压缩空气供给系统,从而实现了无油化、无气化。
  
  (三)35kV配电装置
  35kV配电装置采用进口全封闭六氟化硫绝缘的组合电器,双列布置,头尾相接,容易处理单母线分段的接线型式。每个间隔宽度为0.6~0.8m.双列布置。
  
  四、电气平面布置
  
  (一)综合楼
  综合楼底层布置35kV配电装置及3台所变,35kVGIS采用背靠背双列布置。由于两列装置之间有土建结构桩头,因此,对于背后有接线的GIS需适当拉开距离,以便施工检修。综合楼地下层为箱形基础,箱形基础同时作为110kV、35kV电力电缆通道。箱形基础靠围墙一侧,设有4只竖井及2只工作井,电缆通过两井与排管连接,上面通过竖井到电缆层及控制室。
  
  (二)220kV配电装置楼
  配电装置楼共有3个单元,每个单元布置1组线路变压器组,每个单元间隔宽度为14m,单元之间设敞开式5m通道,作为主变散热器安装位置及接地变压器位置,接地变压器采用过街楼式安排,以利于主变散热器通风散热。
  
  五、系统保护
  
  (一)220kV线路保护
  220k线路与主变保护屏、直流屏、所用配电屏等布置在继电保护室。
  主变高压侧装设断路器,主变故障时不需传送远方跳闸命令。为了简化保护配置,拟采用相间电流和零序电流速断作为220kV线路主保护,并在送电端配置以下保护:(1)相间电流速断保护,瞬间跳闸;(2)定时限过流保护,延时跳闸;(3)零序电流速断保护,瞬时跳闸;(4)零序过流保护,延时跳闸;(5)断路器失灵保护。
  以上保护除断路器失灵保护外,均配置2套,实现与主变双重保护。送电站的1套重合闸装置在线路单相故障时,断路器跳三相,然后进行三相重合;相间故障时,断路器跳三相,不进行重合。
  
  (二)主变保护
  电力变压器是电力系统中十分重要的供电设备,它的故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来严重的影响;同时大容量的电力变压器也是非常贵重的设备。因此,必须根据变压器的容量和重要程度考虑装设性能良好、工作可靠的继电保护装置。针对变压器故障类型和不正常运行状态,对主变可采用以下保护:(1)瓦斯保护;(2)谐波制动纵差保护;(3)变压器220kV侧过流保护;(4)变压器35kV侧过流保护;(5)220kV零序过流保护;(6)110kV2段方向零序过流保护;(7)35kV侧零序过流保护;(8)220kV和35kV侧过负荷保护。
  
  (三)110kV线路保护
  采用微机控制,包括电流速断、过电流两阶段;零序电流速断和零序过流2段保护。
  
  (四)35kV线路保护
  采用电流速断、过电流和零序过电流保护。
  
  (五)母线保护
  110kV母线为单母线分段接线方式,每段母线配置1套三相式母线差动保护,母差保护动作瞬时切除主变110kV进线断路器、分段断路器及母线上联络线断路器,母差动作时闭锁分段自切。
  35kV母线为单母线分段接线方式,每段母线配置1套三相式母线差动保护,母差保护动作瞬时切除主变35kV进线断路器、分段断路器,母差动作时闭锁分段自切并切除35kV母线上联络线断路器

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