發(fā)電廠變電站加裝500KV220KV聯(lián)絡(luò)變?cè)O(shè)計(jì)

發(fā)電廠變電站加裝500KV/220KV聯(lián)絡(luò)變?cè)O(shè)計(jì)摘要本次設(shè)計(jì)的是發(fā)電廠變電站加裝500KV/220KV聯(lián)絡(luò)變，是在原變電站的基礎(chǔ)上局部改造設(shè)計(jì)，解決目前大唐國(guó)際張家口發(fā)電廠變電站存在重要廠用電安全隱患問(wèn)題。對(duì)可能實(shí)現(xiàn)的四個(gè)改造方案進(jìn)行論證，列舉出各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比，再結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定出需要采納的方案。對(duì)準(zhǔn)備采用的變電站增設(shè)一臺(tái)500KV/220KV聯(lián)絡(luò)變的方案進(jìn)行全面設(shè)計(jì)，主要包括電氣主接線、聯(lián)絡(luò)變壓器容量選擇、短路電路計(jì)算及設(shè)備選擇、總平面布置、220kV和500kV配電裝置布置、其它輔助設(shè)施等的設(shè)計(jì)，并且確定了主要設(shè)備的選型原則和主要參數(shù)。通過(guò)本次進(jìn)行變電站局部改造設(shè)計(jì)，可以增加了220kV系統(tǒng)運(yùn)行方式的靈活性和安全可靠性，增強(qiáng)了廠用電源的可靠性，保障電廠運(yùn)行安全。關(guān)鍵詞：變電站加裝500KV/220KV聯(lián)絡(luò)變1前言1.1研究的背景簡(jiǎn)介大唐國(guó)際張家口發(fā)電廠于1988年建廠，1995年9月完成了一期四臺(tái)機(jī)組竣工投產(chǎn)；1997年7月至2001年9月完成了二期四臺(tái)機(jī)組竣工投產(chǎn)，共計(jì)安裝8臺(tái)國(guó)產(chǎn)300MW火力發(fā)電機(jī)組。張家口發(fā)電廠主要是向北京供電，同時(shí)兼顧地方用電，具有“首都北京供電大本營(yíng)”之稱。張家口發(fā)電廠變電站電氣主接線有500kV、220kV兩個(gè)等級(jí)電壓，其中2～8號(hào)機(jī)組接入500kV系統(tǒng)，通過(guò)500kV沙南一、二線送出到張南變電站，1號(hào)機(jī)組接入220kV系統(tǒng)，四臺(tái)啟動(dòng)變（其中1號(hào)和3號(hào)還帶有全廠公用負(fù)荷段）、兩臺(tái)脫硫變接入220kV系統(tǒng)。220kV四條出線正常在空充備用，220kV系統(tǒng)和500kV系統(tǒng)通過(guò)1臺(tái)750MVA聯(lián)絡(luò)變壓器連接。500kV系統(tǒng)為1個(gè)半斷路器接線，共6串，斷路器為三列式布置。220kV系統(tǒng)為雙母線帶旁路接線。500kV系統(tǒng)設(shè)備短路水平為50kA，220kV系統(tǒng)設(shè)備短路水平為31.5kA。1.2研究現(xiàn)狀情況簡(jiǎn)介220kV系統(tǒng)帶有廠用重要的公用系統(tǒng)，運(yùn)行方式為四、五母線并列運(yùn)行（母聯(lián)2245開(kāi)關(guān)合入），旁路母線備用。四條出線空充備用，其中沙島一線2211、沙島二線2212黃金島側(cè)開(kāi)關(guān)合入，沙嶺子側(cè)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，沙閆一線2213、沙閆二線2214沙嶺子側(cè)開(kāi)關(guān)合入，閆家屯側(cè)斷開(kāi)。1號(hào)機(jī)出口2201開(kāi)關(guān)正常帶220kV側(cè)四臺(tái)啟備變2200甲、2200乙、2200丙、2200丁負(fù)荷及二臺(tái)脫硫變2200戊、2200己負(fù)荷運(yùn)行，并通過(guò)500kV/220kV聯(lián)變絡(luò)變將負(fù)荷送往500kV系統(tǒng)。1.3研究目的和意義現(xiàn)有220kV系統(tǒng)雖有1號(hào)發(fā)電機(jī)組和500/220kV聯(lián)絡(luò)變壓器2個(gè)電源，實(shí)際上因受制于聯(lián)絡(luò)變壓器，確是一個(gè)單電源系統(tǒng)，一旦聯(lián)絡(luò)變壓器故障或四母線故障，則220kV系統(tǒng)失電，將會(huì)造成全廠停電的嚴(yán)重事故，因此研究對(duì)變電站進(jìn)行部分改造設(shè)計(jì)，滿足變電站可以長(zhǎng)期安全可靠靈活運(yùn)行，具有現(xiàn)實(shí)的重要意義。2研究分析變電站系統(tǒng)存在的安全隱患2.1正常運(yùn)行方式安全隱患大唐國(guó)際張家口發(fā)電廠220kV四條出線正?？粘鋫溆貌粠ж?fù)荷，220kV系統(tǒng)和張家口地區(qū)220kV電網(wǎng)解列，正常方式下只能通過(guò)聯(lián)變、2250開(kāi)關(guān)將1號(hào)機(jī)負(fù)荷送往500kV系統(tǒng)。因聯(lián)變2250開(kāi)關(guān)接入四母線，將所有重要負(fù)荷元件均連接在四母線，五母線只接有2200乙、2200丁、2211、2213開(kāi)關(guān)，此種運(yùn)行方式存在如下隱患：1）沒(méi)有充分發(fā)揮雙母線并列運(yùn)行的優(yōu)勢(shì)，雙線路負(fù)荷沒(méi)有分列在兩條母線上，例如二臺(tái)脫硫變2200戊、2200己開(kāi)關(guān)均在四母線上連接，一旦四母線故障將會(huì)造成電廠重要廠用公用系統(tǒng)負(fù)荷、二臺(tái)脫硫變失電，嚴(yán)重威脅電廠機(jī)組的安全運(yùn)行。2）220kV系統(tǒng)的潮流輸送通道只能通過(guò)聯(lián)變、2250一個(gè)開(kāi)關(guān)送往500kV系統(tǒng)，運(yùn)行方式薄弱，如果聯(lián)變故障或2250開(kāi)關(guān)故障，聯(lián)變跳閘停運(yùn)。此時(shí)1號(hào)機(jī)出力和所帶負(fù)荷（負(fù)荷容量約750MVA）極大不匹配，1號(hào)機(jī)也將無(wú)法穩(wěn)定運(yùn)行必將隨之停運(yùn)，220kV系統(tǒng)將失電，電廠公用系統(tǒng)、二臺(tái)脫硫變失電，威脅電廠運(yùn)行機(jī)組的安全。3）220kV四母線接有廠公用系統(tǒng)所有重要負(fù)荷，相當(dāng)于是單母線運(yùn)行方式，其運(yùn)行間隔較多。自1990年投運(yùn)以來(lái)，設(shè)備陳舊老化現(xiàn)象嚴(yán)重，隱患也較多，加之所處地區(qū)天氣情況惡劣，近年來(lái)雨雪天氣較為普遍，嚴(yán)重威協(xié)線母正常安全運(yùn)行。四母線一旦故障，將造成聯(lián)變、1號(hào)機(jī)停運(yùn)及所接有的公用系統(tǒng)負(fù)荷失電，影響運(yùn)行機(jī)組的安全。2.2220kV系統(tǒng)失電的影響2.2.1對(duì)生水系統(tǒng)的影響1號(hào)水源變電源取自6kV公用OIA段03號(hào)開(kāi)關(guān)，2號(hào)水源變電源取自6kV公用OIB段028號(hào)開(kāi)關(guān)，3號(hào)水源變電源取自6kV公用OIIA段045號(hào)開(kāi)關(guān)。220kV系統(tǒng)失電后1號(hào)水源變將失電，6kV公用OIB段自投成功2號(hào)水源變由2號(hào)機(jī)帶。3號(hào)水源變短時(shí)失電，需將6kV公用OIIA段倒為5機(jī)帶，5號(hào)機(jī)帶3號(hào)水源變運(yùn)行。2.2.2對(duì)油泵房供油泵的影響一期1、3號(hào)油泵正常由化學(xué)變供電，正常由2號(hào)機(jī)帶，二期1、3號(hào)油泵將隨6kV公用OIB段自投后由2號(hào)機(jī)供電，一期2號(hào)油泵、二期2號(hào)油泵將因6kV公用OIA段失電而失去備用。2.2.3對(duì)脫硫系統(tǒng)的影響220kV系統(tǒng)失電后1、2號(hào)脫硫變失去電源，1、2、4、7號(hào)機(jī)組增壓風(fēng)機(jī)失電，脫硫旁路系統(tǒng)打開(kāi)，仍可維持運(yùn)行。5號(hào)機(jī)組無(wú)增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行方式，脫硫旁路系統(tǒng)打開(kāi)，仍可維持運(yùn)行。3號(hào)機(jī)組有增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行方式，無(wú)脫硫旁路系統(tǒng)運(yùn)行，鍋爐將滅火。6、8號(hào)機(jī)組無(wú)增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行方式，無(wú)脫硫旁路系統(tǒng)運(yùn)行，鍋爐將滅火。按照目前國(guó)家對(duì)電廠脫硫系統(tǒng)取消旁路或鉛封環(huán)保政策規(guī)定要求，則220kV系統(tǒng)失電后，因1、2號(hào)脫硫變失去電源，將造成1～8號(hào)機(jī)組全部停機(jī)。3研究解決存在隱患問(wèn)題方案的論證3.1方案一電網(wǎng)系統(tǒng)解決方案：1號(hào)機(jī)組并入張家口地區(qū)220KV系統(tǒng),向張家口地方電網(wǎng)供電，將大唐國(guó)際張家口發(fā)電廠聯(lián)絡(luò)變壓器停運(yùn)。優(yōu)點(diǎn)：此方案無(wú)需投資，對(duì)大唐國(guó)際張家口發(fā)電廠一次電氣主接線系統(tǒng)不需要改造，同時(shí)保證了廠用電系統(tǒng)較高的可靠性。缺點(diǎn)：因220KV系統(tǒng)與500KV系統(tǒng)解列運(yùn)行，造成大唐國(guó)際張家口發(fā)電廠接入500KV系統(tǒng)的機(jī)組在啟、停過(guò)程中，6KV廠用電不能進(jìn)行并列切換。不可實(shí)施的原因：通過(guò)與電網(wǎng)公司多次協(xié)調(diào)與溝通，電網(wǎng)公司仍然不同意1號(hào)機(jī)組并入而且強(qiáng)調(diào)1號(hào)機(jī)組只能通過(guò)聯(lián)變接入500KV系統(tǒng)。目前張家口地區(qū)220KV電網(wǎng)的運(yùn)行方式不允許1號(hào)機(jī)組接入220KV系統(tǒng)，主要存在以下四個(gè)問(wèn)題：現(xiàn)220KV侯島雙回線在N-1的情況下就存在過(guò)載問(wèn)題，若再將1號(hào)機(jī)組并入220KV系統(tǒng)將進(jìn)一步加劇侯島雙回線的過(guò)載問(wèn)題；1號(hào)機(jī)組并入220KV系統(tǒng)將造成張家口地區(qū)電網(wǎng)短路容量超標(biāo)；1號(hào)機(jī)組并入220KV系統(tǒng)后將與內(nèi)蒙外送及張家口風(fēng)電共用一個(gè)萬(wàn)順通道，如1號(hào)機(jī)并入220KV系統(tǒng)將擠占內(nèi)蒙外送通道，現(xiàn)在萬(wàn)全主變已加裝過(guò)載聯(lián)切裝置；張家口地區(qū)工業(yè)用電多年未見(jiàn)增長(zhǎng)，全網(wǎng)總負(fù)荷約為100萬(wàn)千瓦，目前已有張熱兩臺(tái)30萬(wàn)，槐熱兩臺(tái)33萬(wàn)千瓦機(jī)組，此外，在張家口這片地區(qū)電網(wǎng)接有100萬(wàn)風(fēng)電，若大唐國(guó)際張家口發(fā)電廠1號(hào)機(jī)組并入200KV系統(tǒng)，機(jī)組出力將嚴(yán)重受限。3.2方案二把張家口發(fā)電廠用供電變壓器改接至500KV方案：利用220kV配電裝置現(xiàn)有位置擴(kuò)建500kV出線間隔,將目前接在220KV母線的2臺(tái)脫硫變、4臺(tái)啟備變更換為500KV變壓器改接在500KV母線供電。工程總投資費(fèi)用約18465萬(wàn)元：設(shè)備購(gòu)置費(fèi)14429萬(wàn)元，脫硫變2臺(tái)，1850萬(wàn)/臺(tái)，啟備變4臺(tái),1600萬(wàn)/臺(tái)(參考主變價(jià)格),500kV系統(tǒng)設(shè)備4329萬(wàn)。安裝工程費(fèi)1240萬(wàn)元，建筑工程費(fèi)1840萬(wàn)元，其他費(fèi)用956萬(wàn)元。優(yōu)點(diǎn)：可以解決大唐國(guó)際張家口發(fā)電廠現(xiàn)有重要公用負(fù)荷和脫硫負(fù)荷單電源供電問(wèn)題。缺點(diǎn)：需重新購(gòu)置新的500KV電壓等級(jí)的2臺(tái)脫硫變和4臺(tái)啟備變，工程投資大而且造成現(xiàn)有設(shè)備不能充分利用。不可實(shí)施原因：現(xiàn)500KV聯(lián)絡(luò)變布置在220KV與500KV配電裝置之間，阻礙500KV配電裝置擴(kuò)建，而且500KV聯(lián)絡(luò)變不能拆除，否則1號(hào)機(jī)組將無(wú)法送出。3.3方案三新增一臺(tái)聯(lián)絡(luò)變方案：為增強(qiáng)220kV系統(tǒng)運(yùn)行安全性，保證聯(lián)絡(luò)變退出運(yùn)行時(shí)不影響大唐國(guó)際張家口發(fā)電廠用電安全，增加第二臺(tái)容量為360000KVA的500KV/220KV聯(lián)絡(luò)變壓器，新增聯(lián)絡(luò)變與現(xiàn)有聯(lián)絡(luò)變壓器并列運(yùn)行。新增聯(lián)絡(luò)變進(jìn)出線利用220KV配電裝置位于第三個(gè)出線間隔的備用出線回路和位于500KV第三串的備用出線回路，通過(guò)在220KV備用間隔加裝2215開(kāi)關(guān)，在500KV第三串增設(shè)5033開(kāi)關(guān)，新增聯(lián)變220KV接入2215開(kāi)關(guān)間隔，新增聯(lián)變500KV接入5032、5033開(kāi)關(guān)間隔實(shí)現(xiàn)與220KV母線和500KV母線連接。此方案工程總預(yù)算為4800萬(wàn)元，其中設(shè)備購(gòu)置費(fèi)3637萬(wàn)元，主材料工程費(fèi)374萬(wàn)元,其它費(fèi)用789萬(wàn)元。優(yōu)點(diǎn)：1）改變大唐國(guó)際張家口發(fā)電廠現(xiàn)有220KV系統(tǒng)單臺(tái)聯(lián)絡(luò)變帶全廠公用系統(tǒng)重要負(fù)荷和8臺(tái)機(jī)組脫硫、脫硝負(fù)荷的單電源運(yùn)行方式，使大唐國(guó)際張家口發(fā)電廠220KV系統(tǒng)運(yùn)行方式符合《火電廠廠用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》。2）增加第二臺(tái)聯(lián)絡(luò)變后，當(dāng)任一聯(lián)絡(luò)變故障或退出運(yùn)行，不會(huì)對(duì)220KV系統(tǒng)及所帶負(fù)荷造成影響，增加了大唐國(guó)際張家口發(fā)電廠220KV系統(tǒng)運(yùn)行方式的靈活性和安全可靠性。3）新增聯(lián)變后，解決了大唐國(guó)際張家口發(fā)電廠現(xiàn)有聯(lián)絡(luò)變不能檢修的問(wèn)題，可以有效避免聯(lián)變因失修引起的故障。缺點(diǎn)：1）一大一小兩臺(tái)聯(lián)絡(luò)變并列運(yùn)行方式，在全國(guó)案例很少，缺乏足夠的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。2）工程總投資較大。需要說(shuō)明：為保證兩臺(tái)變壓器并聯(lián)后穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)根據(jù)進(jìn)兩臺(tái)變壓器并聯(lián)后負(fù)荷均衡、避免產(chǎn)生環(huán)流等影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)變壓器容量、阻抗選擇等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。3.4方案四新增兩臺(tái)聯(lián)絡(luò)變方案：在方案7的基礎(chǔ)上考慮新增聯(lián)絡(luò)變后，與原750000KVA聯(lián)變?nèi)萘肯嗖钶^大，運(yùn)行損耗較大。故在經(jīng)濟(jì)性與可靠性方面考慮將原有750000KVA聯(lián)變?cè)诟脑熘懈鼡Q為兩臺(tái)300000KVA變壓器，兩臺(tái)相同容量聯(lián)絡(luò)變并列運(yùn)行。此方案工程總預(yù)算為6654.76萬(wàn)元，其中設(shè)備購(gòu)置費(fèi)4820.85萬(wàn)元，安裝工程費(fèi)747.70萬(wàn)元，建筑工程費(fèi)161.64萬(wàn)元，其它費(fèi)用924.57萬(wàn)元。優(yōu)點(diǎn)：1）改變大唐國(guó)際張家口發(fā)電廠現(xiàn)有220KV系統(tǒng)單臺(tái)聯(lián)絡(luò)變帶全廠公用系統(tǒng)重要負(fù)荷和8臺(tái)機(jī)組脫硫負(fù)荷的單電源運(yùn)行方式，使大唐國(guó)際張家口發(fā)電廠220KV系統(tǒng)運(yùn)行方式符合《火電廠廠用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》。2）增加第二臺(tái)聯(lián)絡(luò)變后，當(dāng)任一聯(lián)絡(luò)變故障或退出運(yùn)行，不會(huì)對(duì)220KV系統(tǒng)及所帶負(fù)荷造成影響，增加了大唐國(guó)際張家口發(fā)電廠220KV系統(tǒng)運(yùn)行方式的靈活性和安全可靠性。3）新增聯(lián)變后，解決了大唐國(guó)際張家口發(fā)電廠現(xiàn)有聯(lián)絡(luò)變不能檢修的問(wèn)題，可以有效避免聯(lián)變因失修引起的故障。4）兩臺(tái)300000KVA容量變壓器并列運(yùn)行，空載損耗降低、不存在環(huán)流，改造方案更經(jīng)濟(jì)、更可靠。缺點(diǎn)：新增兩臺(tái)聯(lián)變方案實(shí)施后，現(xiàn)有聯(lián)變退出運(yùn)行，增加大唐國(guó)際張家口發(fā)電廠庫(kù)存量。并且現(xiàn)有聯(lián)變處于閑置、廢棄狀態(tài)，造成國(guó)有資產(chǎn)浪費(fèi)。4確定改造方案及設(shè)計(jì)4.1方案的確定通過(guò)對(duì)四種方案對(duì)比和結(jié)合張家口發(fā)電廠的實(shí)際情況，確定采用方案三作為研究對(duì)象。即在張家口發(fā)電廠變電站增設(shè)第二臺(tái)500kV/220kV聯(lián)絡(luò)變壓器，新增聯(lián)絡(luò)變與現(xiàn)有聯(lián)絡(luò)變壓器并列運(yùn)行。增加第二臺(tái)聯(lián)絡(luò)變后，使220kV系統(tǒng)由單一電源變成了雙電源系統(tǒng)，雙母線優(yōu)勢(shì)得以發(fā)揮，重要的負(fù)荷分列在四、五母線上，任一條母線故障，僅會(huì)影響該段母線所接負(fù)荷，不會(huì)對(duì)整個(gè)220kV系統(tǒng)及其他公用系統(tǒng)用電安全造成影響，當(dāng)任一聯(lián)絡(luò)變退出運(yùn)行，不會(huì)對(duì)1號(hào)機(jī)組運(yùn)行、220kV系統(tǒng)及所帶負(fù)荷造成影響。增加了220kV系統(tǒng)運(yùn)行方式的靈活性和安全可靠性。因而大大增強(qiáng)了廠用電源的可靠性，可以保障電廠運(yùn)行安全。兩臺(tái)聯(lián)絡(luò)變壓器容量均可保證在任一臺(tái)聯(lián)絡(luò)變退出后，可滿足1號(hào)發(fā)電機(jī)所發(fā)電量在滿足220kV母線負(fù)荷最小需求時(shí)的情況下，剩余電量約360MVA-50MVA=310MVA通過(guò)500kV系統(tǒng)送出需要。增加第二臺(tái)聯(lián)絡(luò)變壓器后，兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行，應(yīng)將新增360MVA變壓器標(biāo)幺阻抗選取與原750MVA變壓器標(biāo)幺阻抗值一致（以同一基準(zhǔn)容量和電壓）。以避免因容量相差較大，出現(xiàn)兩臺(tái)變壓器負(fù)荷比例不均勻造成一臺(tái)負(fù)荷過(guò)重，而另一臺(tái)負(fù)荷過(guò)輕情況發(fā)生。由于兩臺(tái)聯(lián)絡(luò)變壓器因容量相差較大，在設(shè)備選型及設(shè)計(jì)上應(yīng)考慮到不能有環(huán)流的產(chǎn)生。4.2方案的設(shè)計(jì)4.2.1電氣主接線的方案設(shè)計(jì)新增聯(lián)絡(luò)變進(jìn)出線考慮利用220kV配電裝置位于第三個(gè)出線間隔的備用出線回路和位于500kV第三串的備用出線回路，通過(guò)在220kV備用間隔加裝2215開(kāi)關(guān)，在500kV第三串增設(shè)5033開(kāi)關(guān)，新增聯(lián)變220kV接入2215開(kāi)關(guān)間隔，新增聯(lián)變500kV接入5032、5033開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)與220kV母線和500kV母線連接。新增聯(lián)絡(luò)變220KV系統(tǒng)接入不考慮接入旁路方案。4.2.2聯(lián)絡(luò)變壓器容量選擇設(shè)計(jì)新增變壓器容量按照220kV系統(tǒng)與500kV系統(tǒng)最大交換容量考慮。當(dāng)1號(hào)機(jī)組運(yùn)行和原有聯(lián)絡(luò)變退出時(shí)，1號(hào)機(jī)組扣除所帶220kV母線負(fù)荷最小總?cè)萘考s50MVA（容量為50MVA的1號(hào)脫硫變約1.5MVA和容量為63MVA的2號(hào)脫硫變壓器1.5MVA及1-4號(hào)啟動(dòng)變的公用負(fù)荷2MVA，1-4號(hào)啟動(dòng)變?nèi)萘糠謩e為40MVA、31.5MVA、40MVA、31.5MVA），多余的270MVA電量送入500kV系統(tǒng)。因此，新增聯(lián)絡(luò)變壓器容量采用360MVA。新增聯(lián)絡(luò)變電抗值按照2臺(tái)聯(lián)絡(luò)變并列運(yùn)行考慮，為使負(fù)荷分配均勻及避免環(huán)流，新增聯(lián)絡(luò)變電抗值和有載調(diào)壓分接范圍取應(yīng)一致。4.2.3短路電路計(jì)算及設(shè)備選擇設(shè)計(jì)根據(jù)1999年7號(hào)、8號(hào)機(jī)組改接500kV工程資料，電廠220kV系統(tǒng)遠(yuǎn)景短路等值電抗X1為0.24、500kV系統(tǒng)遠(yuǎn)景短等值電抗X2為0.0515，220kV系統(tǒng)與500kV系統(tǒng)間遠(yuǎn)景短等值電抗X12為0.2899(停電廠所有機(jī)變和聯(lián)變以1000MVA525kV230kV為基準(zhǔn))計(jì)算，1號(hào)發(fā)電機(jī)和1號(hào)聯(lián)絡(luò)變運(yùn)行時(shí)，220kV母線短路電流達(dá)到31.06kA。已接近220kV系統(tǒng)31.5kA短路水平。2013年5月7日華北電力調(diào)控中心繼電保護(hù)科給定的2013年電廠的等值電抗，220kV系統(tǒng)等值電抗X1為0.1672、500kV系統(tǒng)遠(yuǎn)景短等值電抗X2為0.0768,220kV系統(tǒng)與500kV系統(tǒng)間X12為2.9697(停電廠所有機(jī)變和聯(lián)變以1000MVA525kV230kV為基準(zhǔn))計(jì)算，1號(hào)發(fā)電機(jī)和1號(hào)聯(lián)絡(luò)變運(yùn)行時(shí)，220kV母線短路電流達(dá)到26.18kA。改造工程實(shí)施后，第2臺(tái)聯(lián)絡(luò)變投入運(yùn)行（即220kV系統(tǒng)與張家口地區(qū)220kV電網(wǎng)連接、1號(hào)機(jī)組和2臺(tái)聯(lián)變并列運(yùn)行），220kV整體短路容量將增加。按照7、8號(hào)機(jī)組改接500kV工程資料提供系統(tǒng)遠(yuǎn)景短路等值電抗計(jì)算，220kV母線短路電流達(dá)到34.269kA，已超過(guò)220kV系統(tǒng)31.5kA的短路耐受設(shè)計(jì)能力。以華北電力調(diào)控中心繼電保護(hù)科給定的2013年電廠的等值電抗計(jì)算，220kV母線短路電流達(dá)到29.916kA，已接近220kV系統(tǒng)31.5kA的短路耐受設(shè)計(jì)能力。當(dāng)1號(hào)機(jī)組退出運(yùn)行時(shí)，220kV母線短路電流達(dá)到34.33kA和26.861kA。當(dāng)220kV母線與地區(qū)220kV系統(tǒng)不直接連接時(shí)（即220kV系統(tǒng)阻抗為∞），則220kV母線短路容量最大不超過(guò)25kA（以7、8號(hào)機(jī)組改接500kV工程資料提供系統(tǒng)遠(yuǎn)景短路等值電抗計(jì)算）和19.1455kA（以華北電力調(diào)控中心繼電保護(hù)科給定的2013年電廠的等值電抗計(jì)算）。因此，本改造工程實(shí)施后，在220kV母線與張家口地區(qū)220kV系統(tǒng)直接相連接的正常運(yùn)行時(shí)，為限制短路電流可能超過(guò)220kV系統(tǒng)31.5kA的短路耐受能力，2臺(tái)聯(lián)絡(luò)變不能同時(shí)并列運(yùn)行。當(dāng)2臺(tái)聯(lián)絡(luò)變并列運(yùn)行時(shí)，對(duì)500kV系統(tǒng)的短路容量略有減小，因與張家口地區(qū)220kV系統(tǒng)不連接，僅是1號(hào)機(jī)組的短路容量，約1kA，小于張家口地區(qū)220kV系統(tǒng)直接相連接時(shí)的1.822kA短路容量（220kV系統(tǒng)1.1kA和1號(hào)機(jī)組0.722kA）。4.2.4總平面布置設(shè)計(jì)新增1臺(tái)500KV/220kV聯(lián)絡(luò)變壓器,布置在500kV配電裝置第三串出線側(cè)(即4號(hào)發(fā)電機(jī)-變壓器組進(jìn)線間隔串線路出線側(cè))，原規(guī)劃并聯(lián)電抗器布置位置。220kV及500kV出線利用站區(qū)220kV及500kV配電裝置原有出線架構(gòu)。事故油池布置在位于新增聯(lián)絡(luò)變改造工程500kV出線與沙南二線出線架構(gòu)間靠圍墻處的現(xiàn)沙南二線出線電抗器事故油池處。由于現(xiàn)有20m2的沙南二線出線電抗器事故油池不滿足新增聯(lián)絡(luò)變改造工程新增聯(lián)變儲(chǔ)油需要拆除進(jìn)行擴(kuò)建。受場(chǎng)地布置限制，220kV出線采用直埋電纜。站區(qū)新增600mmX600mm的電纜溝，電纜溝由新增聯(lián)絡(luò)變220kV出線間隔處向東北至站區(qū)圍墻內(nèi)，沿站區(qū)圍墻內(nèi)側(cè)至站區(qū)東向500kV配電裝置第三串出線側(cè)新建聯(lián)絡(luò)變壓器東北側(cè)。在廠區(qū)北角檢修材料庫(kù)處的電纜溝，由于廠區(qū)圍墻與檢修材料庫(kù)的間隔太小，此處的電纜溝沿著檢修材料庫(kù)與道路邊緣之間的間隔布置電纜溝。電纜溝總長(zhǎng)約350m。本改造工程為改造項(xiàng)目，利用原有場(chǎng)地和現(xiàn)有配電架構(gòu)，除220kV電纜溝由220kV間隔引出至圍墻側(cè)路段與220kV站區(qū)道路有一次交叉外，對(duì)升壓站區(qū)原有電纜溝道、道路不能有改動(dòng)和大的破壞。4.2.5220kV和500kV配電裝置布置設(shè)計(jì)本改造項(xiàng)目設(shè)備布置按照現(xiàn)有220kV和500kV配電裝置設(shè)備布置方式，現(xiàn)有220kV出線備用間隔前期沒(méi)有安裝出線設(shè)備，本次改造需要全部新上斷路器（2215開(kāi)關(guān)）及隔離開(kāi)關(guān)等設(shè)備。500kV第三串備用出線間隔需新增設(shè)一臺(tái)斷路器（5033開(kāi)關(guān)）及2組隔離開(kāi)關(guān)等設(shè)備以形成一個(gè)完整串。同時(shí)拆除原有棒式支持絕緣子2組，共6只。4.2.6新增聯(lián)絡(luò)變及配套裝置的繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置配置原則（1）新增聯(lián)絡(luò)變配置變壓保護(hù)裝置，共組屏4面。其中電量保護(hù)雙套配置，采用和原聯(lián)絡(luò)變保護(hù)裝置相同廠家的保護(hù)裝置，即保護(hù)A柜采用南京南自SGT756電量保護(hù)，保護(hù)B柜采用南京南瑞RCS978電量保護(hù)，保護(hù)C柜采用南京南瑞RCS978分相差動(dòng)保護(hù)以及RCS-974非電量保護(hù)。保護(hù)D柜配置220kV斷路器操作箱南瑞CZX-12R2以及斷路器失靈保護(hù)啟動(dòng)裝置RCS-974。（2）NCS控制系統(tǒng)配合目前NCS系統(tǒng)改造使用北京四方CSC-2000系列NCS系統(tǒng)，配置新增聯(lián)變測(cè)控屏一面，220kV斷路器測(cè)控屏一面，500kV新增斷路器及隔離開(kāi)關(guān)等設(shè)備測(cè)控裝置配置在原有第三串?dāng)嗦菲鳒y(cè)控屏以及4號(hào)機(jī)、新增聯(lián)變測(cè)控屏內(nèi)，測(cè)控裝置采用新NCS系統(tǒng)裝置型號(hào)。（3）220kV新增斷路器接入原有兩套母差保護(hù)中，但重新配置程序；500kV新增斷路器接入原有母線保護(hù)裝置中。（4）新增500kV斷路器配置500kV斷路器失靈保護(hù)裝置1套，短引線保護(hù)兩套（雙重化配置），采用南瑞RCS-921斷路器失靈保護(hù)，RCS-922短引線保護(hù)。（5）新增500kV斷路器需配置斷路器接口屏1面，用于新增斷路器及隔離開(kāi)關(guān)等設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視及操作控制，采用南瑞CZX-22R型。（6）新增聯(lián)絡(luò)變改造工程新增1面故障錄波器屏，用于新增聯(lián)絡(luò)變相關(guān)設(shè)備的故障錄波，采用武漢中元華電ZH-5型。（7）電量計(jì)量新增聯(lián)絡(luò)變改造工程新增1面遠(yuǎn)方電量計(jì)量屏，安裝聯(lián)絡(luò)變500kV側(cè)2塊表計(jì)（主、備），安裝220kV側(cè)2塊表計(jì)（主、備），配置電能量遠(yuǎn)方終端1臺(tái)。（8）保護(hù)屏柜布置新增聯(lián)絡(luò)變改造工程新增屏柜布置在網(wǎng)控保護(hù)室的備用屏位上。4.2.7其它輔助設(shè)施設(shè)計(jì)（1）交直流控制操作電源設(shè)計(jì)新增聯(lián)絡(luò)變改造工程工程低壓交流電源引自網(wǎng)控樓MCC備用回路。新增設(shè)備的控制操作電源接入原有UPS及直流系統(tǒng)備用回路。（2）過(guò)電壓保護(hù)及接地新增聯(lián)絡(luò)變改造工程設(shè)備已在原變電站防直擊雷保護(hù)范圍內(nèi)，不再另設(shè)避雷設(shè)施，為防止操作過(guò)電壓和侵入波過(guò)電壓，采用避雷器保護(hù)。升壓站已敷有完善的接地網(wǎng)，新增聯(lián)絡(luò)變改造工程設(shè)備接地直接與現(xiàn)有接地網(wǎng)連接即可，接地材料同現(xiàn)有地網(wǎng)材料采用60x6熱鍍鋅扁鋼。（3）照明及檢修新增聯(lián)絡(luò)變改造工程新增設(shè)備照明及檢修利用升壓站現(xiàn)有照明檢修網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)照度不夠使，增加必要的照明燈具，并接入附近現(xiàn)有照明檢修網(wǎng)絡(luò)。（4）電纜及電纜設(shè)施電纜選擇：220kV電纜選用單芯銅導(dǎo)體鎧裝電纜，根據(jù)短路符合選取電纜截面。低壓動(dòng)力電纜選用交聯(lián)聚乙烯絕緣銅芯電纜，絕緣水平為1kV。消防系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、不停電電源、事故保安電源及重要保護(hù)跳閘回路采用耐火電纜。對(duì)于全部在室外或一端在建筑物外敷設(shè)情況的電纜，選用耐低溫電纜。電纜通道及敷設(shè)方式：220kV電纜采用直埋敷設(shè)，水平布置，敷設(shè)在電纜溝內(nèi)填沙。新增聯(lián)絡(luò)變改造工程低壓控制電設(shè)利用電廠現(xiàn)有電纜設(shè)施纜敷。電纜防火：電纜防火主要采取以下措施：a每個(gè)間隔盡可能為獨(dú)立通道，電纜分開(kāi)或分隔敷設(shè)。b各建筑物通向外部的電纜通道出口處設(shè)置防火隔墻。c電纜主通道分支處設(shè)置防火隔板。d電纜和電纜托架分段使用防火涂料、阻燃槽盒、防火隔板或防火包等。e所有的電纜孔洞均使用防火堵料進(jìn)行封堵。f新增聯(lián)絡(luò)變改造工程改造完成后，對(duì)所有因改造破壞的原電纜封堵設(shè)施進(jìn)行修復(fù)。5主要設(shè)備采購(gòu)參數(shù)要求5.1主要設(shè)備采購(gòu)選擇原則（1）聯(lián)絡(luò)變壓器：采用三相自耦型有載調(diào)壓變壓器，容量：360MVA/500KV/220KV。（2）500kV配電裝置設(shè)備設(shè)備選型同電廠現(xiàn)有設(shè)備或相近設(shè)備。（3）220kV配電裝置設(shè)備設(shè)備選型同電廠現(xiàn)有設(shè)備或相近設(shè)備。5.2主要設(shè)備采購(gòu)參數(shù)要求（1）聯(lián)絡(luò)變壓器：采用三相自耦型有載調(diào)壓變壓器OPSFPZ11-360000/500360/360/90MVA550/242/38.5kVYn,a0,d11（2）500kV斷路器：罐式SF6550-PM-50550kV3150A50kA125kA泄漏比距≥31mm/kV（3）隔離開(kāi)關(guān)：GW12-500IIDW550kV3150A125kA帶一把接地刀，泄漏比距≥31mm/kV。GW12-500IDW550kV3150A125kA泄漏比距≥31mm/kV。（4）電容式電壓互感器：TYD3500/√3-0.005H500/√3/0.1/√3/0.1/√3/0.1kV泄漏比距≥31mm/kV。（5）氧化鋅避雷器：X10W5-444/995泄漏比距≥31mm/kV（6）220kV斷路器：瓷柱式SF6LW220W3150A40kA泄漏比距≥31mm/kV（7）隔離開(kāi)關(guān)：GW7-220DW三柱式252kV2500A80kA泄漏比距≥31mm/kV。GW7-220IIDW三柱式252kV2500A80kA泄漏比距≥31mm/kV。GW6-220GW252kV2500A80kA單柱式泄漏比距≥31mm/kV（8）電流互感器：LB-220W12x1250/5A（9）氧化鋅避雷器：Y10W5-200/496附放電記錄器泄漏比距≥31mm/kV6結(jié)論對(duì)變電站進(jìn)行局部改造設(shè)計(jì)，能夠使220kV系統(tǒng)由單一電源變成了雙電源系統(tǒng)，雙母線優(yōu)勢(shì)得以發(fā)揮，重要的負(fù)荷分列在四、五母線上，任一條母線故障，僅會(huì)影響該段母線所接負(fù)荷，不會(huì)對(duì)整個(gè)220kV系統(tǒng)及其他公用系統(tǒng)用電安全造成影響，當(dāng)任一聯(lián)絡(luò)變退出運(yùn)行，不會(huì)對(duì)1號(hào)機(jī)組運(yùn)行、220kV系統(tǒng)及所帶負(fù)荷造成影響。增