220kV變電站主變增容改造工程設(shè)計

1、220kV變電站主變增容改造工程設(shè)計摘要：通過幾種設(shè)計案例，具體介紹了配電設(shè)備和GIS的配置方式。這樣的改造可以增加變電站的配電和短路容量，不再需要高型布置構(gòu)架。它的自動化程度提高很多，而且提高了變電站的運行可靠性。關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；220kV；變電站；增容改造1引言江蘇省地區(qū)的用電負荷增長極快，但是變電站容量的建設(shè)卻比較滯后，導致很多地區(qū)的電網(wǎng)遭到很大的挑戰(zhàn)，不能維持地區(qū)的常規(guī)供電，這就需要在不斷增加新變電站的基礎(chǔ)上，對于一些老變電站進行增容改造，保證地區(qū)負荷用電。本文以江蘇某地區(qū)220kV變電站為例，介紹該變電站增容改造工程的設(shè)計實施方法，希望對變電站增容改造設(shè)計提供借鑒。2220kV變電

2、站的增容改造目標淘汰傳統(tǒng)的斷路器。傳統(tǒng)的斷路器主要是壓縮空氣斷路器、油斷路器，這兩種斷路器在我國變電站中使用比較廣泛，其運行經(jīng)驗比較豐富，易于工人維修和保養(yǎng)，但是其油容易劣化，設(shè)備本身不防火防爆，安全性不高。SF6斷路器和真空斷路器運行維護方便，維護間隔時間長，本身能防火防爆、噪音低，最近幾年變電站改造中經(jīng)常使用，本變電站增容改造將選用該兩種斷路器。淘汰二次系統(tǒng)，實現(xiàn)變電站運行全自動化。傳統(tǒng)變電站二次系統(tǒng)存在的問題較多，主要是老實設(shè)備使用多、維護不方便、自動化程度低、結(jié)構(gòu)復雜、可靠性比較差。出現(xiàn)故障后需要人工診斷，費時費力而且故障排除比較困難，缺少自診斷能力。變電站采用全自動化運行系統(tǒng)后，可以

3、采用計算機系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等對對變電站二次系統(tǒng)進行功能模塊的重新組合，對變電站運行設(shè)備實現(xiàn)DCS監(jiān)控，測量和控制變得更高效便捷。實現(xiàn)變電站遙控管理。變電站經(jīng)過增容改造后，可以實現(xiàn)變電站的運行和調(diào)度不需要專人實施，只需要調(diào)度室進行協(xié)調(diào)控制，遇到檢修維護時才需要專人進行處理，實現(xiàn)變電站的遙控管理模式，加強了變電站實際運行能力。系統(tǒng)增容，滿足用電量需求。衡量電能質(zhì)量的主要指標是電壓和頻率，電壓的合格主要通過各變電站進行調(diào)節(jié)，傳統(tǒng)變電站一般不具有調(diào)壓功能，缺少合格的電能質(zhì)量評價方法，變電站經(jīng)過增容改造后可以實現(xiàn)電壓的隨時調(diào)節(jié)，鑒于增容后變電站的自動運行系統(tǒng)中包含電壓和無功自動調(diào)節(jié)功能，電壓調(diào)節(jié)中可以保證

4、其合格率，從而進一步降低輸送損耗，節(jié)約電能。3改造工程原則（1）站內(nèi)改造。改造前首先由原配電裝置進行臨時供電，拆除適當?shù)挠绊懖坏降呐f配電設(shè)施，或者騰出適當?shù)目盏匕惭bGIS。對于主變及線路進行切換，GIS接入時需要進行一定間隔的控制；將施工地區(qū)與安全地區(qū)進行適當?shù)恼{(diào)整劃分，保證施工安全運行。在改造中主變電器直接接電，從進線一側(cè)到主變高壓側(cè)都要進行電纜的鋪設(shè)，電纜接至主變高壓側(cè)后，供電形成變壓器直接接電。施工中要注意在拆除配電裝置后，注意電纜和電纜頭，保證主變的正常運行，根據(jù)配電室設(shè)備實際情況進行方案調(diào)整，從而適當節(jié)約土地資源，改造投資與征地投資形成高的性價比。（2）主接線方式改造。具體的改造設(shè)計

5、步驟為：目前改造主接線主要采用雙母線帶旁路的接線方式，可以做到不停電檢修，開關(guān)設(shè)備的操作可靠性提高了可以將雙母線帶旁路的接線方式進行充分的實現(xiàn)，目前接線取消了高電壓的旁路接線，多數(shù)改造工程采用雙母線雙分段接線。在具體的改造設(shè)計中可以將電源出線平衡分布在兩組母線上，兩組母線實現(xiàn)并列運行必須是建立在母線斷路器聯(lián)通比較順暢的情況之下。為了提高安全性，可以一組母線運行，另一組母線備用。檢修工作母線時將所有回路轉(zhuǎn)移到另一母線上。母線出現(xiàn)故障時，立即斷開各出線的斷路器，接通主要回路的母線側(cè)開關(guān)，接通電源出線斷路器，恢復各段的供電。（3）雙母線旁路升級為雙母線分段。為了減少故障的發(fā)生率，可以將220kV雙母

6、線母聯(lián)兼旁路的接線形式改造為雙母線雙分段分為兩臺斷路器的接線方式，采用站內(nèi)改造方式，具體的改造步驟為：鋪設(shè)臨時的電纜管，從進線一側(cè)鋪到主變高壓一側(cè)，鋪設(shè)完成后在主變的附近區(qū)域進行220kV電纜頭基礎(chǔ)的建設(shè)。原來的進線位置經(jīng)過臨時的電纜也進入主高變壓一側(cè)，主變采用變壓器組的形式進行持續(xù)運行，滿足供電量要求，之前的配電裝置不再運行，施工時注意主變與舊配電設(shè)備進行有效的隔離。在拆除舊配電裝置時要進行分段和分跨的形式拆除，保證主變的安全運行，建立新的GIS配電設(shè)施，主變與新線路進行切換嘗試運行，主變和線路在進入GIS前要進行隔離區(qū)分，避免出現(xiàn)安全的隱患。（4）配電裝置改造。傳統(tǒng)的變電站改造主要是采用戶

7、外的高型構(gòu)架，變電站運行越久遠，高型構(gòu)架損傷就越嚴重，目標變電站增容改造后的高型構(gòu)架采用GIS進行電器的組合。具體的優(yōu)點主要有：除了臨時接線外需要停電，其他情況不需要停電處理。配電裝置進出線接入更加方便，架空線的接入也比較方便。變電站整體布局合適，方面進行運行的監(jiān)管，對事故進行及時處理。4典型的220kV主變增容的改造設(shè)計（1）主接線和GIS布置。為了實現(xiàn)主接線的合理性，首先要在舊變電站的基礎(chǔ)上規(guī)劃好180MVA變壓器的具體數(shù)量；220kV和110kV進出線路的次數(shù)，雙母線接線的方式，這些設(shè)計完成后既要對GIS的具體施工進行布置。220kV的配電裝置要采用GIS進行布置，可以設(shè)置在配電樓之內(nèi)，

8、與220kV的避雷器、耦合電容器、電容式電壓互感器進行有效的配合，這些設(shè)備可以布置在配電室的二樓，對進出線進行架空處理。配電綜合樓內(nèi)要將110kV的GIS、控制室、接電室和電屏室進行布置。主變電器設(shè)置在室外，110kV的GIS可以布置在配電綜合樓的適當位置，采用電纜進出線方式；10kV配電室配置在綜合配電樓的另一側(cè)，與GIS相隔，采用中置真空開關(guān)柜。10kV電容器配置在配電綜合樓一側(cè)的電容室內(nèi)。對于變電站的總體面積和東西長度和南北寬度要根據(jù)配電的整體布局進行合理設(shè)計安排，到達經(jīng)濟的最優(yōu)化處理。（2）220kVGIS室內(nèi)主配電裝置設(shè)計。原高壓側(cè)配電裝置為高型架構(gòu)，經(jīng)過改造在GIS的室內(nèi)配置專門配

9、電裝置的變電站，GIS樓布置方案中，可以采用兩種方案，第一種為采用地上地下各一層，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)底座，地下室為電纜鋪設(shè)層，地下層為220kV配電室；第二種方案為采用地上二層的方式，在架空線的走廊方向進行設(shè)計，地上一層為220kVGIS的裝置分布區(qū)，地上二層為設(shè)置阻波器等配套設(shè)備。（3）全戶內(nèi)配電裝置設(shè)計。第一種方案為變電站采用東西方向設(shè)計，變電站東側(cè)設(shè)置兩層的綜合樓，一層設(shè)計為10kV的配電設(shè)備，包含電容器組件、接地變送裝置等；二層可以設(shè)置220kV的繼電器室，采用全電纜的進出線形式，變壓器設(shè)置在變電站的西側(cè)位置。第二種方案為變電站采用南北設(shè)計，北側(cè)為220kV的綜合樓，架空線可以從綜合樓的北

10、側(cè)走線，采用架空電纜混合進線的形式，將GIS布置在一層，將110kV的配電樓布置在綜合樓的南側(cè)，二層設(shè)計為電容器和開關(guān)設(shè)備。變壓器可以靈活的設(shè)置在110kV的配電裝置和220kV的綜合樓的中間或者靠近綜合樓一側(cè)，以實際作用效果為佳。5結(jié)語傳統(tǒng)的高壓電網(wǎng)需要及時增容處理，滿足企業(yè)對電力的需求1,2。當前隨著輸變電技術(shù)和電容容量的不斷增加，傳統(tǒng)的220kV變電站已經(jīng)不能滿足實際設(shè)計要求。本文從目前220kV傳統(tǒng)變電站增容改造需要得到的目標出發(fā)，以變電站增容改造基本原則為指導，分析了幾種典型的增容改造方案，方案中主要涉及主接線和GIS布置、220kVGIS室內(nèi)主配電裝置設(shè)計和全戶內(nèi)配電裝置設(shè)計。通過這幾種設(shè)計方案可以滿足當前負荷的要求和當?shù)仉娋W(wǎng)發(fā)展的需要，能節(jié)省一部分土地面積，自動化的程度更好。同時不必再擔心由于架構(gòu)的老化對