變電站設(shè)計(jì)中須引起注意的幾個(gè)問(wèn)題

1、大眾用電 2009/7T echnical A pplication技 術(shù) 應(yīng) 用欄 目 助 理 編 輯/李 超 西安供電局高 鵬馬龍濤高紅杰西北電網(wǎng)有限公司馬江泓變電站設(shè)計(jì)中須引起注意的幾個(gè)問(wèn)題近年來(lái) , 隨著電網(wǎng)建設(shè)的高速發(fā)展 , 對(duì)變電站設(shè)計(jì)速 度和質(zhì)量的要求也越來(lái)越高 。 設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞將直接影 響到變電站投入后的安全運(yùn)行 。 下面筆者根據(jù)多年的工 作經(jīng)驗(yàn)對(duì)在設(shè)計(jì)中需要注意的問(wèn)題和容易忽視的細(xì)節(jié)進(jìn) 行了一些闡述 。1直流系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.1系統(tǒng)接線避免采用 2臺(tái)充電機(jī) 、 1組閥控蓄電池的接線方式 。某些變 電 站 的 典 型 設(shè) 計(jì) 中 的 直 流 系 統(tǒng) 采 用 了 2臺(tái) 充 電 機(jī) 、

2、 1組閥控蓄電池的接線方式 , 這種設(shè)計(jì)不太合理 。 2臺(tái) 充電機(jī) 、 1組蓄電池的設(shè)計(jì)是沿襲原來(lái)采用相控充電機(jī) 、 固定防酸蓄電池時(shí)的設(shè)計(jì)思想 , 殊不知設(shè)備情況已發(fā)生 了變化 。 原來(lái)的相控充電機(jī)可靠性不高 , 因此一般采用 2臺(tái)充電機(jī) ; 而固定防酸蓄電池造價(jià)高 、 壽命長(zhǎng) 、 可靠性高 , 所以一般采用 1組蓄電池 。 目前采用的高頻開關(guān)電源的 充電器為 N+1備份 , 且各模塊可脫離監(jiān)控單元獨(dú)立進(jìn)行 工作 , 充電機(jī)的可靠性已大大提高 。 而閥控蓄電池雖使用 安全 、 日常維護(hù)量小 , 但其可靠性和壽命明顯不如固定防 酸蓄電池 , 因此合理的設(shè)計(jì)應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)蓄電池的可靠性 。 應(yīng)采用雙

3、套充電機(jī) 、 雙組蓄電池而非雙套充電機(jī) 、 單組蓄 電池 。 為不增加投資 , 蓄電池的容量可選用原蓄電池容量 的一半 。 這樣本質(zhì)上為 2套直流系統(tǒng) , 2組蓄電池 、 2臺(tái)充 電機(jī) 、 2面饋線屏 , 正常運(yùn)行為分開運(yùn)行 , 充電機(jī)或蓄電池 檢修時(shí)并列運(yùn)行 。 系統(tǒng)方式靈活 , 每段母線上的充電機(jī)和 蓄電池可同時(shí)撤出系統(tǒng) 。 當(dāng)撤出系統(tǒng)后充電機(jī)和放電回 路可對(duì)本段母線的蓄電池進(jìn)行核對(duì)性充 、 放電 。1.2蓄電池的選用目前變電站的閥控蓄電池主要采用 2V 和 12V 2種 ,各有其優(yōu)缺點(diǎn) 。 2V 蓄電池的優(yōu)點(diǎn)是電池設(shè)計(jì)壽命長(zhǎng)并且 可靠性高 , 損壞 12節(jié)時(shí)可將其短接 , 不會(huì)對(duì)系統(tǒng)電壓

4、有 很大的影響 ; 缺點(diǎn)是造價(jià)較高 、 維 護(hù) 量 大 、 占 地 面 積 大 。12V 蓄電池的優(yōu)點(diǎn)是每組僅 18塊 (220V 系統(tǒng) , 維護(hù) 、 更 換都比較方便 , 造價(jià)比相同容量的 2V 電池低 , 結(jié)構(gòu)緊湊 , 占地面積小 ; 缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)壽命少于 2V 電池 , 損壞 12節(jié)對(duì)系統(tǒng)電壓影響較大 , 且不能短接 , 一般需更換 。 權(quán)衡利 弊 后 110kV 變 電 站 宜 采 用 2組 12V 、 100AH 的 蓄 電 池 ;330kV 及以上變電站宜采用 2組 2V 、 容量大于 300AH 的 蓄電池 。1.3放電回路蓄電池的核對(duì)性充 、 放電 , 對(duì)蓄電池的壽命和整個(gè)直流系

5、統(tǒng)的安全至關(guān)重要 , 是以后運(yùn)行過(guò)程中的一項(xiàng)長(zhǎng)期 、 經(jīng)常性的工作 。 為了日后的運(yùn)行維護(hù)方便 , 應(yīng)設(shè)計(jì)蓄電池 放電回路并帶有放電模塊 , 運(yùn)行中可將單臺(tái)充電機(jī) 、 單組 蓄電池撤出運(yùn)行進(jìn)行核對(duì)性充 、 放電 。 要求具有智能放電 功能 , 可根據(jù)單瓶截止電壓 、 整組截止電壓 、 放電時(shí)間等 參數(shù)設(shè)置放電的方式 。1.4饋線方式變電站直流網(wǎng)絡(luò)的饋線應(yīng)采用何種形式更為合理 ,筆者認(rèn)為 , 相比而言設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定比較合理 , 反措 的規(guī)定有些片面 。 330kV 及以上變電站一般設(shè)有保護(hù)小 室 , 采用輻射狀供電時(shí)的電纜敷設(shè)距離短 (電纜僅需從饋 線屏輻射到各保護(hù)小室的分電屏 , 再?gòu)姆蛛娖凛?/p>

6、射到各 保護(hù)裝置 , 且蓄電池的容量大 , 易滿足饋線網(wǎng)絡(luò)的多極 極差配合 。 因此在 330kV 及以上變電站采用輻射狀供電 方式較合理 。 110kV 變電站有多條 10kV 出線 , 且目前的 保護(hù)設(shè)計(jì)多為就地設(shè)計(jì) , 直流如采用輻射供電方式 , 電纜 用量多 , 造價(jià)高 。 反措中要求輻射供電是為了提高可靠 性 , 在輻射供電方式下如果 1條 10kV 出線保護(hù)的電源開 關(guān)越級(jí)跳閘 , 不會(huì)使上一級(jí)保護(hù)由于失去電源而不能動(dòng) 作 , 造成事故擴(kuò)大 。 其實(shí)只要對(duì)主變和母聯(lián)間隔的 10kV 開關(guān)進(jìn)行操作 、 保護(hù)電源單獨(dú)從直流饋線 , 其他 10kV 出線 仍采用傳統(tǒng)的環(huán)網(wǎng)供電就可很好地平

7、衡可靠性與造價(jià) 。 經(jīng)驗(yàn)薈萃 欄 目 助 理 編 輯/李超T echnical A pplication技 術(shù) 應(yīng) 用 2非有效接地系統(tǒng)的消諧措施的設(shè)計(jì)10kV 、 35kV 等非有效接地系統(tǒng)多采用電磁式電壓互感器 (TV , 因電磁式 TV 是 1個(gè)典型的非線性電抗 , 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地 、 分合閘等外界擾動(dòng)時(shí) , 就有可能因參數(shù)滿足諧振條件而產(chǎn)生鐵磁諧振 。 為了避免鐵磁諧振 , 應(yīng)設(shè)計(jì)消諧措施 。 目前的消諧措施有加裝一 、 二次消諧器 , 消弧線圈 , 采用勵(lì)磁特性好 TV 和抗諧振 TV 等 。 在采用中應(yīng)注意以下關(guān)鍵點(diǎn) :(1 一 、 二次消諧器能在一定程度上減少諧振的幅度 、吸收諧

8、振的能量 , 減少 TV 飽和 , 但不能預(yù)防諧振發(fā)生 。 此外一次消諧器對(duì)各相 TV 特性的一致性要求較高 , 如一致性不好則會(huì)產(chǎn)生零序電壓 , 發(fā)出虛假的接地信號(hào) 。 消弧線圈能消除單相接地時(shí)的間歇性弧光過(guò)電壓 , 減少 TV 飽和的幾率 , 對(duì)其它原因造成的 TV 鐵芯飽和也有一定的效果 ,可在一定程度上減少諧振 , 其效果優(yōu)于一次消諧器 。(2 防止 TV 的諧振除采用一 、 二次消諧器和消弧線圈等手段外 , 還可以從產(chǎn)生諧振的源頭著手 , 如采用勵(lì)磁特性好的 TV 、 抗諧振 TV 等 。 對(duì)于系統(tǒng)參數(shù)易產(chǎn)生鐵磁諧振的 35kV 系統(tǒng) , 其 TV 可設(shè)計(jì)為電容式 。(3 在同等條件

9、下采用勵(lì)磁特性好的 TV 不易發(fā)生諧振 。 為減少發(fā)生諧振的幾率 , 應(yīng)在 TV 的技術(shù)條件中增加對(duì)勵(lì)磁特性的要求 。 勵(lì)磁特性有 2個(gè)方面 :一是勵(lì)磁特性的一致性 , 二是勵(lì)磁特性的量值 。 目前國(guó)標(biāo) (GB1207-1997 和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) (DL/T726-2000 對(duì) 40.5kV 及以下的互感器勵(lì)磁特性暫無(wú)規(guī)定 , 國(guó)家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施 中對(duì)勵(lì)磁特性的量值有一些要求 。 對(duì)勵(lì)磁特性的控制措施主要有 2個(gè)方面 :一是改變互感器鐵芯的分布 , 使其不易出現(xiàn)飽和 ; 二是出廠前對(duì)互感器按 3臺(tái) (3個(gè)單相互感器 進(jìn)行配組 , 提高其一致性 。 技術(shù)條件中的具體要求如下 :一致性

10、要求各相 TV 在一次額定電壓下勵(lì)磁電流最大和最小值之比不超過(guò) 130%。 勵(lì)磁特性的量值要求在 1.9Um/姨 電壓下 , TV 的鐵芯磁通不飽和 。(4 采用一次消諧器應(yīng)注意幾個(gè)問(wèn)題 :TV 的中性點(diǎn)由直接接地改為經(jīng)消諧器接地后 , 其中性點(diǎn)最高電壓可達(dá)到數(shù)千伏 , 應(yīng)考慮一次 N 端子的對(duì)地和對(duì)二次端子間的絕緣要求 , 不能使用半絕緣的 TV 。 為防止在運(yùn)行中發(fā)出虛假的接地信號(hào) , 應(yīng)對(duì) TV 的一致性提出要求 。3防誤閉鎖設(shè)計(jì)防誤閉鎖設(shè)計(jì)的原則是以電氣聯(lián)鎖 、 設(shè)備自帶的機(jī)械聯(lián)鎖和測(cè)控閉鎖來(lái)實(shí)現(xiàn)間隔的防誤閉鎖 , 用微機(jī)閉鎖來(lái)補(bǔ)充實(shí)現(xiàn)邏輯關(guān)系復(fù)雜的跨間隔閉鎖 。 同時(shí)應(yīng)注意以下方面

11、:(1 需加深對(duì)防誤閉鎖的設(shè)計(jì)深度 。 很多變電站的初設(shè)乃至施工圖中對(duì)閉鎖的設(shè)計(jì)僅用 “ 全站采用微機(jī) 閉鎖 ” 等一語(yǔ)帶過(guò) , 既沒(méi)有整體設(shè)計(jì) , 也沒(méi)有閉鎖關(guān)系圖 紙 、 更沒(méi)有鎖具的安裝地點(diǎn)和安裝方式說(shuō)明 , 給施工和運(yùn) 行帶來(lái)不便 。 (2 電動(dòng)刀閘應(yīng)設(shè)計(jì)電氣聯(lián)鎖 , 不能因有微機(jī) 閉鎖而省略電氣聯(lián)鎖 。 (3 完善主變接地刀閘閉鎖條件 。 為檢修方便 , 一般在主變各側(cè)設(shè)計(jì)主變的接地刀閘 , 但往往該接地刀閘的閉鎖條件未考慮全面 , 僅考慮了本 側(cè)的開關(guān)或刀閘的狀態(tài) 。 主變接地刀閘的閉鎖條件應(yīng)為 :主變?cè)诶鋫溆脿顟B(tài) (主變各側(cè)隔離刀閘均拉開 才能合接 地刀閘 ; 主變各側(cè)接地刀閘均

12、拉開后才能操作各側(cè)的隔離 刀閘 。 主變接地刀閘如果是電動(dòng)刀閘 , 則應(yīng)將各側(cè)隔離刀 閘的輔助開關(guān)接點(diǎn)串入其電氣聯(lián)鎖回路 ; 如果為手動(dòng)操作 則需增加具有上述閉鎖條件的電磁鎖或微機(jī)閉鎖鎖具 。 4站用變間隔電流互感器 (TA 變比的選擇 設(shè)計(jì)人員往 往 重 視 對(duì) 主 變 10kV 側(cè) 開 關(guān) 間 隔 、 10kV 出線和電容器間隔的動(dòng)穩(wěn) 、 熱穩(wěn)的校驗(yàn) , 遺漏了對(duì)站用間 隔 TA 的穩(wěn)定性校驗(yàn) 。 對(duì)于所有 10kV 間隔的電流互感 器 , 遠(yuǎn)離電源方向的任一點(diǎn)發(fā)生短路 , 短路電流都會(huì)流過(guò) 該電流互感器 , 短路電流隨短路點(diǎn)離母線距離的增加而 減小 , 當(dāng)短路點(diǎn)發(fā)生在電流互感器接線端時(shí)

13、, 短路電流最 大 , 其值與母線短路電流基本一樣 。 因此 , 在選擇電流互感 器熱穩(wěn)定電流時(shí) , 可以取臨近的母線短路電流 。DL/T448-2000 電 能 計(jì) 量 裝 置 技 術(shù) 管 理 規(guī) 程 和 DL5137-2001 電測(cè)量及電能計(jì)量裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程 要 求 TA 額定一次電流 , 應(yīng)保證其在正常運(yùn)行中的實(shí)際負(fù)荷 電流達(dá)到額定值的 60%左右 , 至少也應(yīng)不小于 30%。 對(duì)于 站用間隔的 TA 變比的選擇 , 設(shè)計(jì)人員如僅按照站用變的 容量進(jìn)行設(shè)計(jì) , 往往選出的互感器變比很小 , 不能滿足動(dòng) 穩(wěn) 、 熱穩(wěn)定的校驗(yàn) 。 應(yīng)慎重選擇變比小于 200/5的 TA 。 5其它設(shè)計(jì)問(wèn)題的建議(1 GIS 、 10kV 封閉開關(guān)柜的母線容量應(yīng)盡量按照最 終規(guī)模的容量來(lái)考慮 。 GIS 、 10kV 封閉開關(guān)柜預(yù)留的擴(kuò)建 間隔盡量放到兩邊 。 (2 TV 操作過(guò)程中有一定的危險(xiǎn) , 在 操作過(guò)程中有可能因鐵磁諧振等原因產(chǎn)生操作過(guò)電壓 , 造成 TV 損壞 、 爆炸 。 為避免對(duì)人員