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摘 要 本文根据110KV变电站电气接线的供电可靠性,灵活性,经济性和可扩展性等特点,对单母接线、单线分段接线、内桥为加跨条接线与四角形接线等几种接线进行综合比较,仅供参考。
关键词 变电站 高压电气 接线方式
1引言
110KV变电站的高压电气主接线是变电站设计的重要部分,它的确定与电力系统整体及变电站本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关,并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有很大影响。
随着城乡电网新建改建工作的深入,220KV及以上电压级的骨干网架已基本形成,110KV变电站的地位大多数已变成了中间变电站或终端变电站。其中,中间变电站规模基本统一为110KV两路进线或四路进线、主变压器建设两台或三台、110KV
./35KV/10KV三级电压或110KV/10KV两级电压的变电站,具有交换系统功率110KV母线上有穿越功率) 和降压分配功率(110KV通过主变将电能分配给低压用户)的双重功能,它是中心变电站和终端变电所之间的中间环节。这类变电站主接线方式既不能象终端变电站那样简单,也不必象中心变电站那样复杂,应根据变电站在系统中的地位和作用来确定。一般中间变电站高压侧主接线形式常选用单母线接线、单母线分段接线、内桥接线外加跨条、四角形接线等4种接线方式。
上述各种接线在我们的实际工程中都被采用过,但究竟哪种接线方式应用到中间变电站在供电可靠性、灵活性、满足穿越功率需求方面具有更大的优势,需要对其进行综合分析,以寻求满足不同条件的最佳接线方式。
2 单母接线
单母接线是最简单的主接线方式( 见图1),其特点是整个配电装置只有一组母线,所有进出线都接在同一母线上。接线简单、清晰,采用设备少,操作方便,便于扩建,占地面积最小,估算投资最低。
在实际运行电网中,为避免变电站短路电流过大,一般都采用110KV开环运行。在正常运行方式下,110KV进线’路为主送,线路断路器合上,另1路为备用,线路断路器断开。当主变需停运检修或故障,不影响穿越功率的运行;但当母线出线故
障或需停电检修时,必须整个配电装置停电,全站长时间失压,穿越功率中断,失去了中间变电站的意义。虽然目前母线故障几率为8×10-5,但隔离开关的故障率一般高达1.5次/百台年,是不容忽视的数字。
综合分析比较,该接线虽然经济,但可靠性和运行灵活性不好,所以不适合用在110KV中间变电站高压侧。
3 单线分段接线
单母分段接线是单母接线的扩大,用断路器将母线分段(见图2),占地面积和估算投资稍高,接线稍复杂,但运行的可靠性和灵活性得到提高。在一定程度上克服了单母线存在的缺点,提高了系统供电可靠性。
在正常运行方式下,该接线1条线路断路器为断开状态,其它4台断路器为合上状态,相当于单母接线;无论是主变需停运检修或故障,还是线路需停运检修或故障,都只需手动或自动断开本侧断路器,不影响其它回路运行。
由于分段断路器的设置,当一段母线出线故障或需停电检查时,只需断开分段断路器,即可保证另一条母线的正常运行。当与母线连接的隔离开关检修或故障时,也只需停下一段母线,不用使整个配电装置停电。但是,当1条线路断路器故障或需停电检修时,穿越功率也要中断,从而失去了中间变电站的作用。
综合分析比较,该接线虽然经济,供电可靠性和灵活性也相应提高,但由于线路出现故障的几率较大,线路断路器经常操作,中断穿越功率的几率很大,所以也不适合用在110KV中间变电站高压侧。
4 内桥外加跨条接线
内桥外加跨条接线是内桥接线的扩展,在线路断路器外侧加装连接条,解决线路断路器检修或主变检修、故障情况下,穿越功率不中断的问题;为了轮流停电检修任何1组隔离开关,在跨条上需安装2组隔离开关,主接线方式见图3。
在正常运行方式下,跨条打开,类似于内桥接线,其优点与缺点都与内桥接线运行方式相同,运行非常灵活。
当线路断路器需停运检修或1台主变需停运检修时,首先断开所有的断路器,全站短时停电,手动投入跨条上的隔离开关,再合上所有断路器,使穿越功率不中断,最后再断开需停电的断路器进行检修。当桥路断路器需停运检修时,手动投入跨条上的隔离开关,使穿越功率不中断。
当1台主变故障时,操作相当麻烦,第一步,继电保护动作,自动跳开与其相连的2台断路器;第二步,调度断开另1台线路断路器,全站短时停电;第三步,调度断开2条线路对端的断路器;第四步,手动投入跨条上的隔离开关,最后一步,恢复
穿越功率和(台主变的运行。当桥断路器故障时,操作步骤与上同。
内桥外加跨条的接线克服了单母分段接线的缺点,在各种情况下能使穿越功率不中断,起到中间变电站的作用,但该接线也存在有缺陷,首先隔离开关之间的电气闭锁回路较复杂,其次是跨条上的隔离开关不能带负荷操作,必须使线路停电后才能合上,造成变电站长时间停电,调度设备多,操作很麻烦。另外,由于跨条的接入,穿越线路在这里失去了分段,长度增加了一倍,因此恶化了继电保护的运行,增大了动作时间。
综合分析比较,该接线比单母分段接线占地面积大,投资略高,但可靠性和运行灵活性比单母分段接线高出许多,所以比较适合用在110KV终端变电站高压侧。
5 四角形接线
多角形接线有三角形、四角形和五角形接線等,其中三角形接线适合1台主变的变电站,五角形接线适合3条进线、两台主变的变电站,四角形接线适合2条进线2台主变的变电站,是将内桥外加跨条接线的跨条隔离开关改为断路器,从而在一定程度上克服了内桥外加跨条接线的缺陷。
在正常运行方式下,跨条断路器打开,类似于内桥接线,其优点与缺点都与内桥接线运行方式相同,运行非常灵活。
当线路断路器需停运检修时或1台主变需停运检修时,带负荷自动投入跨条上的断路器,使穿越功率不中断,然后断开该线路断路器或与主变相连的2台断路器进行检修,操作过程中不会形成变电站停电。
当1台主变故障时,依靠继电保护自动断开主变相连的2台断路器,自动投入跨条上的断路器,使穿越功率不中断;当桥路断路器需停运检修时,自动投入跨条上的断路器,使穿越功率不中断;四角形接线克服了单母分段接线及内桥外加跨条的缺点,在各种情况下不会形成变电站停电和穿越功率中断,这是其它接线无法相比的。但该接线也存在有继电保护复杂、电气闭锁回路复杂,断路器数量多的缺点。
因为四角形接线为闭合环形,每回路由两台断路器供电,任一台断路器检修,不需中断供电,穿越不受破坏;很少发生变电站的全停事故,所以不会由此而造成供电损失;四角形接线中断路器故障的概率,无论正常运行或发生事故时都是很小的;可以在任何时候和不改变接线的情况下进行断路器的试验和检修。其缺点是继电保护复杂、电气闭锁回路复杂,断路器数量多,投资大。
6 结论
综合上述,四角形接线克服了单母分段接线及内桥外加跨条的缺点,汇总了其它各种接线的优点,是非常完善的接线。虽然该接线继电保护复杂、电气闭锁回路复杂,断路器数量多,投资大,但随着电力体制的改革,供电企业应把供电可靠性、灵活性以及如何不停电、少停电、尽可能多供电的问题放到首位,所以四角形接线最适合用在110KV中间变电站高压侧。
关键词 变电站 高压电气 接线方式
1引言
110KV变电站的高压电气主接线是变电站设计的重要部分,它的确定与电力系统整体及变电站本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关,并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有很大影响。
随着城乡电网新建改建工作的深入,220KV及以上电压级的骨干网架已基本形成,110KV变电站的地位大多数已变成了中间变电站或终端变电站。其中,中间变电站规模基本统一为110KV两路进线或四路进线、主变压器建设两台或三台、110KV
./35KV/10KV三级电压或110KV/10KV两级电压的变电站,具有交换系统功率110KV母线上有穿越功率) 和降压分配功率(110KV通过主变将电能分配给低压用户)的双重功能,它是中心变电站和终端变电所之间的中间环节。这类变电站主接线方式既不能象终端变电站那样简单,也不必象中心变电站那样复杂,应根据变电站在系统中的地位和作用来确定。一般中间变电站高压侧主接线形式常选用单母线接线、单母线分段接线、内桥接线外加跨条、四角形接线等4种接线方式。
上述各种接线在我们的实际工程中都被采用过,但究竟哪种接线方式应用到中间变电站在供电可靠性、灵活性、满足穿越功率需求方面具有更大的优势,需要对其进行综合分析,以寻求满足不同条件的最佳接线方式。
2 单母接线
单母接线是最简单的主接线方式( 见图1),其特点是整个配电装置只有一组母线,所有进出线都接在同一母线上。接线简单、清晰,采用设备少,操作方便,便于扩建,占地面积最小,估算投资最低。
在实际运行电网中,为避免变电站短路电流过大,一般都采用110KV开环运行。在正常运行方式下,110KV进线’路为主送,线路断路器合上,另1路为备用,线路断路器断开。当主变需停运检修或故障,不影响穿越功率的运行;但当母线出线故
障或需停电检修时,必须整个配电装置停电,全站长时间失压,穿越功率中断,失去了中间变电站的意义。虽然目前母线故障几率为8×10-5,但隔离开关的故障率一般高达1.5次/百台年,是不容忽视的数字。
综合分析比较,该接线虽然经济,但可靠性和运行灵活性不好,所以不适合用在110KV中间变电站高压侧。
3 单线分段接线
单母分段接线是单母接线的扩大,用断路器将母线分段(见图2),占地面积和估算投资稍高,接线稍复杂,但运行的可靠性和灵活性得到提高。在一定程度上克服了单母线存在的缺点,提高了系统供电可靠性。
在正常运行方式下,该接线1条线路断路器为断开状态,其它4台断路器为合上状态,相当于单母接线;无论是主变需停运检修或故障,还是线路需停运检修或故障,都只需手动或自动断开本侧断路器,不影响其它回路运行。
由于分段断路器的设置,当一段母线出线故障或需停电检查时,只需断开分段断路器,即可保证另一条母线的正常运行。当与母线连接的隔离开关检修或故障时,也只需停下一段母线,不用使整个配电装置停电。但是,当1条线路断路器故障或需停电检修时,穿越功率也要中断,从而失去了中间变电站的作用。
综合分析比较,该接线虽然经济,供电可靠性和灵活性也相应提高,但由于线路出现故障的几率较大,线路断路器经常操作,中断穿越功率的几率很大,所以也不适合用在110KV中间变电站高压侧。
4 内桥外加跨条接线
内桥外加跨条接线是内桥接线的扩展,在线路断路器外侧加装连接条,解决线路断路器检修或主变检修、故障情况下,穿越功率不中断的问题;为了轮流停电检修任何1组隔离开关,在跨条上需安装2组隔离开关,主接线方式见图3。
在正常运行方式下,跨条打开,类似于内桥接线,其优点与缺点都与内桥接线运行方式相同,运行非常灵活。
当线路断路器需停运检修或1台主变需停运检修时,首先断开所有的断路器,全站短时停电,手动投入跨条上的隔离开关,再合上所有断路器,使穿越功率不中断,最后再断开需停电的断路器进行检修。当桥路断路器需停运检修时,手动投入跨条上的隔离开关,使穿越功率不中断。
当1台主变故障时,操作相当麻烦,第一步,继电保护动作,自动跳开与其相连的2台断路器;第二步,调度断开另1台线路断路器,全站短时停电;第三步,调度断开2条线路对端的断路器;第四步,手动投入跨条上的隔离开关,最后一步,恢复
穿越功率和(台主变的运行。当桥断路器故障时,操作步骤与上同。
内桥外加跨条的接线克服了单母分段接线的缺点,在各种情况下能使穿越功率不中断,起到中间变电站的作用,但该接线也存在有缺陷,首先隔离开关之间的电气闭锁回路较复杂,其次是跨条上的隔离开关不能带负荷操作,必须使线路停电后才能合上,造成变电站长时间停电,调度设备多,操作很麻烦。另外,由于跨条的接入,穿越线路在这里失去了分段,长度增加了一倍,因此恶化了继电保护的运行,增大了动作时间。
综合分析比较,该接线比单母分段接线占地面积大,投资略高,但可靠性和运行灵活性比单母分段接线高出许多,所以比较适合用在110KV终端变电站高压侧。
5 四角形接线
多角形接线有三角形、四角形和五角形接線等,其中三角形接线适合1台主变的变电站,五角形接线适合3条进线、两台主变的变电站,四角形接线适合2条进线2台主变的变电站,是将内桥外加跨条接线的跨条隔离开关改为断路器,从而在一定程度上克服了内桥外加跨条接线的缺陷。
在正常运行方式下,跨条断路器打开,类似于内桥接线,其优点与缺点都与内桥接线运行方式相同,运行非常灵活。
当线路断路器需停运检修时或1台主变需停运检修时,带负荷自动投入跨条上的断路器,使穿越功率不中断,然后断开该线路断路器或与主变相连的2台断路器进行检修,操作过程中不会形成变电站停电。
当1台主变故障时,依靠继电保护自动断开主变相连的2台断路器,自动投入跨条上的断路器,使穿越功率不中断;当桥路断路器需停运检修时,自动投入跨条上的断路器,使穿越功率不中断;四角形接线克服了单母分段接线及内桥外加跨条的缺点,在各种情况下不会形成变电站停电和穿越功率中断,这是其它接线无法相比的。但该接线也存在有继电保护复杂、电气闭锁回路复杂,断路器数量多的缺点。
因为四角形接线为闭合环形,每回路由两台断路器供电,任一台断路器检修,不需中断供电,穿越不受破坏;很少发生变电站的全停事故,所以不会由此而造成供电损失;四角形接线中断路器故障的概率,无论正常运行或发生事故时都是很小的;可以在任何时候和不改变接线的情况下进行断路器的试验和检修。其缺点是继电保护复杂、电气闭锁回路复杂,断路器数量多,投资大。
6 结论
综合上述,四角形接线克服了单母分段接线及内桥外加跨条的缺点,汇总了其它各种接线的优点,是非常完善的接线。虽然该接线继电保护复杂、电气闭锁回路复杂,断路器数量多,投资大,但随着电力体制的改革,供电企业应把供电可靠性、灵活性以及如何不停电、少停电、尽可能多供电的问题放到首位,所以四角形接线最适合用在110KV中间变电站高压侧。