有3台主变的220kV变电所主接线方式

2022-09-10

电气主接线是构成一个变电所的重要环节和直观表现, 它的设计的合理与否直接关系到电网供电的可靠性, 影响着电网的安全稳定运行。随着地方经济的飞速发展, 各地区的电网负荷增长也非常迅速, 因此, 在有些地方的电网中可能会出现有3台主变运行的220kV变电所, 如何合理确定此类变电所的主接线方式, 是摆在我们面前的一个重要课题。

变电所的主接线方式应首先满足可靠性这个基本要素。本文中考虑的变电所主接线可靠性的具体要求如下。

(1) 开关检修时, 尽可能不影响或少影响对系统的正常供电。 (2) 任何单一元件故障或无故障跳闸时, 应尽可能保证正常设备的继续运行及主要负荷的安全供电。 (3) 尽量减小变电所全所停电的可能性。

主接线还应考虑到平时的调度运行、检修及扩建。只能满足正常情况安全运行的主接线不能称为合理的主接线。理想的主接线方案应既能满足调度运行中对各个设备的投运与检修, 又能兼顾扩建时的过渡方式。

1 高压侧接线方式探讨

1.1 对只有两条220kV出线的变电所

对于仅有两条220kV出线的变电所, 由于220kV开关间隔不多, 主接线不宜设计得过于复杂, 同时各个主变不应考虑接在同一条母线上, 以减小多台主变同时失电的可能性。故从各个方面综合考虑, 扩大内桥接线是一种相对合理的选择。扩大内桥接线中, 主变220kV侧不设开关, 仅有一套闸刀, 各主变间通过内桥开关连接, 以减小多台主变同时跳闸的几率。两个出线开关并联一跨条闸刀, 其作用是出线开关检修时可通过伴随停一台主变, 以一内桥开关代出线开关, 避免一线带三变的方式。

扩大内桥接线在正常运行中如两个内桥开关均合环, 则存在如下问题。

(1) 线路后备保护配合较困难, 且动作时间较长, 不满足稳定要求, 并且线路永久故障时出现一线带三变的方式, 线路重合闸因三台变压器涌流问题而不能投入。 (2) 线路开关与CT间存在保护死区问题, 对侧线路保护以Ⅱ段时间切除故障, 时间偏长, 也不满足稳定要求。 (3) 桥开关与其CT间死区发生故障时可能会引起全所失电。

为保证一条线路跳闸时相关主变的连续供电, 考虑到变压器励磁涌流问题, 一般220kV侧不设立备自投装置, 特殊情况可在两个内桥开关装设备用电源自投装置, 并且两台主变这一侧失电后220kV备自投装置只送一台主变, 另一台主变的负荷靠110kV备自投补救。为保证短时合环时可靠、快速切除故障, 在桥开关处应装设过流保护。

从上述分析可以看出, 扩大内桥接线的缺点显而易见, 由于不设主变开关, 在边上两台主变停役或投运操作时, 必须短时停一下线路, 操作起来相对复杂;当一条出线检修时, 不可避免地将出现一线带三变的情况。而且在保护的配置、备自投的实现等方面扩大内桥接线也有诸多不尽人意之处。

扩大内桥接线由于仅有两条220kV出线, 对设有3台主变的220kV变电所来说, 与系统的联络明显偏薄弱, 建议一般不采用此种接线方式。

1.2 有3条220kV出线变电所

有3条220kV出线的变电所, 由于增加了一个线路间隔, 变电所与系统的联络有所加强, 建议采用双内桥、线变组或单母三分段接线方案。

对于双内桥接线, 由于不设主变开关投资上相对较省, 但如正常方式下两个桥开关合环运行, 则与前述分析的扩大内桥接线有着相同的问题, 即线路后备保护配合较困难, 且动作时间较长, 不满足稳定要求, 同时在线路开关、桥开关与其相对应的CT间均存在保护死区问题。故建议两个桥开关正常为热备用, 线路保护为终端方式在两个内桥开关处装设备自投装置, 且中间一台主变只投入一套备自投装置。同时为保证短时合环时可靠、快速切除故障, 在桥开关处应装设过流保护。

从简化220kV系统一、二次接线和节约投资的角度考虑, 将上述双内桥接线中的两组桥开关去除, 220kV主接线简化为三组线变组的接线方式也是一种简明的设计思路, 此接线方式下线路保护为终端方式, 故障时靠110kV备自投补救。此接线方式对主变的容量必须有一定的裕度。

1.3 有4条及以上220kV出线变电所

4条及以上220kV出线变电所, 由于220kV间隔较多, 变电所在电网系统中的地位和作用也明显较强, 故220kV主接线应首先考虑双母线接线, 以保证运行上有较大的灵活性。为保证每台主变正常运行时接于不同的母线, 建议采用双母单分段接线方式。对于系统中相对地位不重要的此类变电所, 也可考虑采用单母三分段接线。

双母单分段一次接线比较正规, 供电可靠, 调度灵活, 进一步的扩建也较方便, 同时保护也可按正常配置, 但缺点就是相对来说投资较高。

2 中压侧主接线方案

对于含有3台主变的变电所, 其110kV侧的负荷一般较重, 出线也往往较多, 故不宜采用过于简单的主接线。

考虑3台主变接不同的母线, 比较简单的主接线是单母三分段接线。该接线方式简单明了, 投资相对较省, 保护也可按常规配置, 为提高供电可靠性, 两组110kV母线分段开关应装设备用电源自投装置。该接线方式的缺点是3台主变负荷不均时负荷调整相对较困难, 需要通过外部运行方式的调整来实现。

对于正常情况下主变110kV侧分列运行的变电所, 建议采用单母四分段接线。该接线投资比双母线接线省, 3台主变之间的负荷调整有一定的灵活性, 通过合理安排不同方式下3台主变下接的110kV出线, 一般可以做到3台主变负荷基本均衡。为提高供电可靠性, 中间这台主变的两组110kV开关和两组母分开关应装设备用电源自投装置。

3 低压侧主接线方案

一般情况下两台主变即可满足35kV侧正常供电要求, 且如果3台主变35kV并列运行则主变后备保护灵敏度不足, 因此从简化接线方式、节省投资的角度考虑, 第3台主变可不必再接至35kV母线, 35kV主接线可按其它含有两台主变的变电所同样的设计原则进行设计。

4 结语

综合以上分析, 我们对有3台主变的220kV变电所主接线的设计如下。

(1) 为保证一定的供电可靠性, 220kV出线至少应有三回。对于220kV出线为三回的变电所, 220kV主接线建议采用双内桥、线变组或单母三分段接线;对于220kV出线为四回及以上的变电所, 220kV主接线建议采用双母单分段接线。 (2) 110kV主接线建议采用单母四分段或双母单分段接线。 (3) 第3台主变不接至35kV母线, 35kV主接线按其它含有两台主变的变电所同样的设计原则进行设计。

摘要：地方经济的飞速发展带动了电网负荷的增长也非常迅速, 在有些地区的电网中可能会出现有3台主变的220kV变电所, 我们从运行角度分析各类主接线方案, 并提出含有3台主变的220kV变电所主接线的设计的一些建议。

关键词：220kV变电所,主接线方式,可靠性