電力論文發(fā)表雍園變電站電氣一次初步設計分析
220kV雍園變電站站址位于廣東省惠州市河南岸鎮(zhèn)馬莊村，距離市區(qū)中心約4.5公里。本站建成后將向惠州市城區(qū)范圍的東南片供電。
【摘 要】 電氣一次專業(yè)，在初步設計階段，從電氣主接線、電氣總平面、主要設備選擇等方面，對220kV雍園變電站的建設規(guī)模，進行了比較全面深入地分析。
【關鍵詞】 電力論文發(fā)表,工程建設規(guī)模,電氣主接線,電氣總平面,主要設備選擇
1 工程建設規(guī)模
本工程為新建工程，建設規(guī)模如下：
(1)變壓器：本期建設2×240MVA，最終建設4×240MVA。
(2)220kV出線：220kV本期架空出線4回，備用2回電纜出線;最終出線6回。
(3)110kV出線：110kV本期電纜出線7回，備用7回電纜出線;最終出線14回。
(4)10kV出線：本期建設20回，最終建設30回。
(5)10kV并聯(lián)電容器：本期建設2×6×8016kvar，最終建設4×6×8016kvar。
(6)10kV并聯(lián)電抗器：本期暫不建設，最終建設4×2×8000kvar。
(7)10kV小電阻接地成套裝置：本期建設接地變2×500kVA，接地電阻16歐姆;遠期建設接地變3×500kVA，接地電阻16歐姆。
(8)10kV站用電：本期按終期一次性建成2×400kVA。
2 電氣主接線
2.1 220kV接線
本期及最終接線形式為雙母線接線，設專用母聯(lián)斷路器。
2.2 110kV接線
最終接線形式為雙母線雙分段接線，設專用母聯(lián)、分段斷路器，本期接線形式為雙母線接線，設專用母聯(lián)斷路器。
2.3 10kV接線
#1～#3主變變低10kV為單母線雙分段四段接線，其中#2主變采用雙臂進線，每臺主變變低10kV各帶10kV10回、電容器組6回、并聯(lián)電抗器組 2回、站用變及接地變各1回(#3主變只設接地變)。#4主變變低10kV側采用變壓器單元單母線接線，僅接6回電容器組及2回并聯(lián)電抗器組。
本期建設#1及#2主變變低10千伏母線及相應母線設備、出線，但本期暫不建設并聯(lián)電抗器組。
3 主要設備選擇
根據(jù)廣東省電力系統(tǒng)污區(qū)分布圖，站址處于II級污區(qū)，為了提高設備運行可靠性，本站設備按III級防污等級選型，最小爬電距離取25mm/kV(按最高電壓計算)。
3.1 短路電流計算
計算條件：
(1)短路計算水平年取2015年計算(Sj=100MVA，Uj=230kV)。
(2)四臺主變高、中壓側并列，低壓側分列運行。
(3)主變阻抗電壓百分比：Ud1-2=14%，Ud1-3=35%，Ud2-3=21%。
(4)2015年雍園站擴建至四臺主變合環(huán)短路時220千伏母線的三相、單相短路電流分別為42.61kA、40.68kA。
計算結果如表1所示。
3.2 主要設備選型
3.2.1 主變壓器選型
本期主變規(guī)模為2臺240MVA主變，選用三相三卷自然油循環(huán)風冷有載調壓中阻抗變壓器，主要參數(shù)如下：
主變型號：SFSZ10-240000/220
額定容量：240MVA
容量比：240：240：80MVA
電壓比：220±8×1.5%/115/10.5kV
短路阻抗：Ud1-2=14%，Ud1-3=35%，Ud2-3=21%
連接組別：YN，yn0，d11
220千伏中性點絕緣水平：110kV
110千伏中性點絕緣水平：60kV
配套進口有載調壓開關，有載調壓開關絕緣電壓等級為110kV，電壓抽頭為±8×1.5%，最大額定通過電流800A。
3.2.2 220kV設備
選用開斷能力為50kA，動穩(wěn)定水平為125kA的合資GIS設備。主母線、出線、母聯(lián)間隔額定電流為3150A，主變進線及母線設備間隔額定電流為 2000A。主變和出線回路CT配8個次級線圈，其中設6個保護級、1個0.5S級和1個0.2S級。母聯(lián)回路CT配7個次級線圈。
線路A相PT選用線路型電容式電壓互感器，型號：TYD-220，220/√3：0.1/√3：0.1/√3：0.1kV，0.5/3P/3P，30/30/30VA。
220kV線路避雷器均選用復合外套絕緣氧化鋅避雷器。
3.2.3 110kV設備
選用開斷能力為40kA，動穩(wěn)定水平為100kA的合資GIS設備，主母線、分段及母聯(lián)開關額定電流為3150A，主變、出線、母線設備間隔額定電流為 2000A。主變和出線回路CT配6個次級線圈，母聯(lián)、分段回路CT配5個次級線圈。線路A相PT選用110/√3：0.1/√3：0.1kV，0.5 /3P，150/100VA。避雷器選用108/268kV。
3.2.4 10kV成套開關柜
10kV開關柜選用合資的金屬鎧裝移開式高壓開關柜，配進口或合資真空斷路器。主變進線柜、分段柜額定電流為4000A，最大開斷電流40kA;饋線柜和其它柜的額定電流為 1250A，最大開斷電流為31.5kA。受短路容量限制，10kV母線正常方式按分列運行考慮。
分段柜內(nèi)電流互感器按三相、兩繞組配置，其他柜內(nèi)電流互感器按三相、三繞組配置，變比分別為：主變進線柜及分段柜選用4000/1A，饋線柜選用400-600/1A，電容器柜選用800/1A，站用變柜、接地變柜選用100-200/1A。 3.2.5 10kV限流電抗器
10kV限流電抗器選用干式空芯限流電抗器，其參數(shù)為：10.5kV，4000A，Xk%=10%。
3.2.6 10kV并聯(lián)電容器
本站每臺主變10kV側考慮配置6組8016kvar的并聯(lián)電容器。
并聯(lián)電容器選用戶內(nèi)充油框架式成套并聯(lián)電容器組，單只電容器額定容量334kvar，每組電容器串接電抗率為6%的干式空芯串聯(lián)電抗器。
3.2.7 站用電設備選擇
站用變壓器選用干式設備，型號：SC11-400/10.5，容量：400kVA，變比：10.5±2*2.5%/0.4kV，Ud=4%，接線組別：Dyn11。
380/220V配電屏擬選用智能式固定開關柜，為便于設備檢修，主開關采用ATS智能開關，分支回路開關選用空氣開關。
3.2.8 10kV中性點接地方式及中性點設備
10kV中性點采用小電阻接地方式。本工程選用的接地變選用干式絕緣設備，容量為500kVA，配16歐姆的接地電阻。
4 電氣總平面布置
站區(qū)的中央布置一座綜合樓，其中綜合樓的一層布置高壓開關柜、部分10kV電容器、10kV限流電抗器;二層布置110kVGIS、部分10kV電容器;三層布置保護室、通信室、蓄電池室等;四層布置220kVGIS、220kV避雷器及線路電壓互感器�？紤]本站220kV部分電纜出線，110kV與 10kV均為電纜進出線，為便于電纜敷設，綜合樓設有1個電纜夾層，各層之間分別設有220kV、110kV及控制電纜豎井。
緊鄰綜合樓的北側戶外布置并聯(lián)電抗器室，該室為遠期建設。
#1～#4主變壓器與綜合樓緊鄰布置。
變電站四周設環(huán)行道路及變電站圍墻。
站區(qū)入口位于站區(qū)西側，大門口旁設警傳室。
事故油池和消防水池都布置在零星的空地上。
本方案圍墻內(nèi)占地面積為11948.75平方米(約17.91畝)。
5 過電壓保護和接地
5.1 直擊雷保護
本站采用裝設在建筑物上的避雷帶、避雷短針組成的接閃器作為主變、戶外跨線及綜合樓防直擊雷的措施，利用線路避雷線保護220kV戶外設備。同時在各層敷設均壓帶，經(jīng)驗算，站區(qū)內(nèi)電氣設備均在其聯(lián)合保護范圍內(nèi)。
5.2 侵入波保護
為防止線路侵入的雷電波過電壓，在220kV、110kVGIS管道與架空線路(包括主變架空進線)的連接處，設置金屬氧化鋅避雷器，其接地端與管道金屬外殼連接。經(jīng)校驗，變壓器及GIS一次回路的任何電氣部分至線路避雷器的最大電氣距離均不超過130m，故220kV、110kV母線可不裝設金屬氧化物避雷器。主變壓器高、中壓側中性點均裝設放電間隙并聯(lián)氧化鋅避雷器作為過電壓保護。
5.3 接地
接地網(wǎng)采用以水平接地體為主、垂直接地極為輔助的復合接地網(wǎng)。根據(jù)接地體流過單相短路電流進行計算，主接地網(wǎng)考慮分流系數(shù)，并考慮腐蝕因素，水平接地極采用TJ-150的銅絞線，埋深0.8米，設備接地引下線采用TJ-150的銅絞線，垂直接地極采用2.5米長、φ18的紫銅棒，深井接地極采用φ100鋼管。
根據(jù)本站的實際情況及周圍環(huán)境特點，可采用的降阻措施包括：物理降阻劑、置換田園土、打斜接地深井、等離子接地極及外引地網(wǎng)等。
6 站用電及照明
站用電系統(tǒng)為單母線分段接線，設雙ATS分段自投，正常分列運行，由4面固定式智能低壓開關柜組成。低壓系統(tǒng)采用三相四線制。系統(tǒng)額定電壓 380/220V。站用電容量為400kVA。為提高站用電可靠性，設兩臺相同容量的干式站用變壓器，分別接于兩段母線上，每臺站用變各帶一段母線，重要負荷分別從兩段母線雙回供電。
變電站工作照明由站用電交流屏供電，事故照明由直流屏供電，由事故處理人員到達現(xiàn)場后人工開啟。事故照明電源容量滿足維持事故照明2h。
室內(nèi)工作照明采用熒光燈、節(jié)能燈，戶外采用投光燈照明，事故照明采用白熾燈。建筑物主要通道、樓梯設應急燈照明。
7 電纜設施
電力電纜及控制電纜全部選用阻燃銅芯電纜。
戶內(nèi)采用電纜橋架、電纜豎井、穿管以及PVC線槽明敷等方式，戶外采用電纜溝及穿管敷設方式。其中，10kV電力電纜與0.4kV電力電纜、控制電纜分溝敷設;0.4kV電力電纜與控制電纜同溝分層敷設。
電纜防火延燃措施按國標GB50217-94《電力工程電纜設計規(guī)范》和《廣東電網(wǎng)公司110～500kV變電站消防技術規(guī)定》(試行)中電纜防火和阻止延燃措施設計。
微機監(jiān)控和微機保護的電流、電壓、信號接點引入線均采用屏蔽電纜。屏蔽層接地措施按國標GB50217《電力工程電纜設計規(guī)范》和DL/T5136《火力發(fā)電廠、變電所二次接線設計技術規(guī)程》的要求設計。
8 結語
經(jīng)過以上分析，電氣一次專業(yè)，比較系統(tǒng)、詳細地分析了220kV雍園變電站的建設規(guī)模，滿足初步設計階段的深度要求，為下一階段的設計工作，奠定了堅實的基礎。
參考文獻：
[1]佛山電力設計院有限公司.惠州220kV雍園輸變電工程可行性研究報告(審定版)，2009.
[2]中國南方電網(wǎng)有限責任公司廣東電網(wǎng)公司.廣東電網(wǎng)公司文件廣電規(guī)[2009]124號《關于惠州220kV雍園輸變電工程可行性研究的批復》，2009.
