變電站設計方案論文

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1設計方案分析

2014年3月，基于與業主方多輪技術談判及現場踏勘成果，中水對外公司組織設計單位編制完成了《老撾500kV輸變電項目川壙-納塞通段可行性研究報告》，最終確定變電設計方案如下:

1.1變電站設備布置方案

目前老撾常見的變電站大多采用常規戶外布置，即變電站內的主要設備(如主變壓器、開關裝置等)安裝在露天場所。事實上，除了此類布置方案，最常見的另一種布置形式是氣體絕緣開關設備(GIS)布置。由于采用了SF6氣體作為絕緣介質，大大壓縮了絕緣所需的空間距離，GIS系統的空氣絕緣距離僅僅是戶外開關設備(AIS)系統必要空間的15%，且由于設備全部封裝于套管，其耐污性能較常規AIS設備要好。因此，GIS系統在場地較為狹窄、高污染地區具有較好的適用性，但該系統及其相關的土建、建筑成本大約是AIS系統的近2倍。因此，在進行系統選擇時，必須結合涉及的站址實際情況，通過技術經濟比較，合理予以選擇。對于空間限制地區(如城市中心、工業區等)或高污染地區，GIS系統是必要且合理的選擇。但對于空間條件較好、污染程度較低的地區，應該首選AIS系統。考慮到22kV開關柜比敞開式配電裝置設備價格約增加80%～90%，針對該項目，22kV側同樣采用敞開式配電裝置。

1.2主接線形式分析

500kV和230kV側電氣主接線，對雙母線接線、3/2接線和4/3接線三種常用接線形式進行了比較，結果見下頁表。從下表不難看出，針對該項目將作為老撾國家電網動脈這一定位，雙母線接線存在全站停電的致命缺陷，因此500kV系統不采用。目前國內變電站500kV側接線方式主要采用3/2或4/3斷路器接線。但4/3斷路器接線，只有當進出線回路較多時才能保證在一個元件檢修時系統不會開環運行。綜合線路的出線回路數和變電站的重要性，該項目500kV側接線采用3/2斷路器接線方式。對于230kV側電氣主接線的比較亦然。每臺主變22kV側均采用單母線接線，22kV進線側裝設總斷路器，各無功補償回路裝分斷路器。

1.3主變壓器選擇

該項目主變壓器采用單相自耦無勵磁調壓變壓器，每相額定容量250/250/80MVA，額定電壓525/槡3/230/槡3±2×2.5%/22kV，高壓-中壓阻抗12%，中壓-低壓阻抗30%，高壓-低壓阻抗46%，冷卻方式為自冷/風冷(ONAN/ONAF)，消防方式為排油充氮。

1.4其他主要電氣設備設計方案

a.高壓并聯電抗器。根據系統一次分析結果，在500kV豐沙灣變電站中有必要同期安裝并聯電抗器，以限制過電壓升高危及絕緣。因此，該項目將在500kV豐沙灣—端西線路的豐沙灣側同期安裝2臺500kV高壓電抗器。

b.低壓并聯電抗器。根據系統一次分析結果，在500kV豐沙灣及500kV端西變電站中低壓側有必要同期安裝低壓并聯電抗器，以平衡系統中的無功功率。因此，低壓并聯電抗器將并聯于主變低壓側。

c.低壓并聯電容器。根據系統一次分析結果，在500kV豐沙灣及500kV端西變電站中有必要同期安裝并聯電容器，以保持整個電網的無功平衡。電容器將并聯于主變壓器的低壓端(22kV側)。

d.接地系統。在新建的500kV豐沙灣站、端西站及擴建的230kV納塞通站中，地下接地系統將采用網狀形式妥善鋪設，形成可靠的散流接地網，以保證當發生任何接地故障時，故障入地電流在地中引起的電位提升，不會危及運行人員及相關電子設備、儀表的安全。變電站安裝的所有設備都將采用可靠的連接方式，有效地連接到接地系統。接地系統的接地電阻應符合IEC相關標準以及老撾國家標準。

e.相關災害對策:灰塵/鹽污染。變電站地區受灰塵污染影響的，應在設計時根據污染程度采取適當的對策。針對老撾實際情況，設計時不需特殊考慮鹽污染。考慮到該項目站址周邊無明顯的污染源，站址周邊環境良好，該工程考慮按照IEC標準中“輕度”的等級選擇設備爬電距離。設備爬電距離將為25mm/kV。雷電。該項目將在輸電線路進入變電站的一段線路上采取裝設避雷線、調整保護角等措施來降低雷電侵入波對變電站的危害。同時，變電站內還將同步建設避雷針、避雷線、屋頂避雷帶等設施，以有效防止直擊雷危害。洪水。該項目將結合水文地質分析，適當提高站址高程，以保證該站址高度位于洪水位之上，使項目建成后，變電站不受洪水威脅。火災。該項目在設計時充分考慮相關設備的防火間距要求，在室外設置主變事故排油系統、事故油池并配備主變壓器充氮滅火系統。在相關建筑物內配備足夠的滅火設施。同時，全站還將設置火災報警系統，當站內主要建筑、變壓器發生火災時，可與變電站微機綜合自動化及圖像監控系統進行數據通信、遠傳，同時通過火警電話通報火情，以便采用正確滅火的措施。地震。該項目在相關土建設計時，考慮采用合理的措施，提高相關建筑物、構架、支架的抗震性能。

f.環境考慮:噪音。該項目針對導線設備的絕緣水平進行了合理考慮，使相關設備的電暈水平控制在合理水平，不發出干擾噪聲。振動。該項目設計時通過合理選擇設備及導體，保證設備及相關構架、支架的振動在合理范圍內。環保。該項目在設計過程中，充分重視對所涉及自然環境的保護，通過合理選擇設備及導體，保證無線電干擾、電磁輻射等相關指標符合IEC及老撾相關標準。通風。變電站主控室、通信機房、蓄電池室、通信電源室、主控室、休息室、值班室和其他輔助建筑等在設計過程中均采用自然通風的方式。其中蓄電池室、電源室設置事故通風系統。

2結語

綜合對項目所涉及各變電站設計中不同設備、不同設計方案的技術及經濟性分析，最終確定:500kV豐沙灣變電站，本期建設1臺主變壓器，500kV、230kV、22kV三個電壓等級，500kV采用一個半斷路器接線，230kV采用一個半斷路器接線，22kV采用單母線接線。均采用敞開式設備。500kV端西變電站，本期建設1臺主變壓器，500kV、230kV、22kV三個電壓等級，500kV采用一個半斷路器接線，230kV采用一個半斷路器接線，22kV采用單母線接線。均采用敞開式設備。230kV納塞通變電站，本期擴建230kV兩個不完整串，主接線形式不變。目前上述方案已得到了老撾政府主管機構的認可，為該項目未來實施打下了基礎。

作者:胡劍波單位:中國水利電力對外公司