淺談500kv變電站交流系統(tǒng)改造

淺談500kv變電站交流系統(tǒng)改造摘要：本文概述了某500kV變電站的工作電源和應(yīng)急電源的配置情況，并從負(fù)荷改造和保護(hù)改造兩方面進(jìn)行了詳細(xì)分析，以期有所幫助。

關(guān)鍵詞:500kv變電站；交流系統(tǒng)；改造

隨著我國個(gè)方面的快速發(fā)展，對(duì)于變電站交流系統(tǒng)的要求也隨之逐漸增高。對(duì)于500kv變電站系統(tǒng)的改造應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況以及有關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行充分考慮，并在此基礎(chǔ)倆開展改善工作。

一、某500kv站現(xiàn)場(chǎng)用電源配置的概述

本500kV變電站站用電源是變電站內(nèi)部運(yùn)作負(fù)荷而長時(shí)間輸出的交流電源。若是占用交流電源停止供電工作，那么備用電源將承擔(dān)供電任務(wù)。與此同時(shí)，為了防止在停電正短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)威脅工作人員人身安全以及設(shè)備安全和大量負(fù)荷減少的不良情況，此500kV變電站內(nèi)還配備了應(yīng)急電源。應(yīng)急電源可以是快速自啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)或者交流不停電電源來提供。本站站用交流電源是從不相同的變壓器的低電壓一側(cè)引接到工作電源#1、#2中，要求引接兩回且兩工作電壓容量相同，然后再從本站外引接一回站用變電源#0且必須保證其可靠性。應(yīng)以本站內(nèi)所有的計(jì)算出的負(fù)荷用電的需求作為根據(jù)來進(jìn)行站內(nèi)電源的配置工作，使站內(nèi)電源的容量能支持本站正常工作。

（一）工作電源

首先在500kV變電站內(nèi)有三臺(tái)容量都是800kVA的站用變壓器，設(shè)置在中央配電室，中央配電室是380/220V。#3為#1提供站用變電源。工作電源I位于4.5kV主變壓器的一側(cè)。#2為#2提供站用變電源，工作II則位于34.5kV主變壓器的另一側(cè)?，F(xiàn)在500kV改造變電站內(nèi)已有#2及#3主變這兩臺(tái)主變壓器。而本站外的10kV電源為#0提供站用變電源，起到備用電源的作用。而采用10kV電壓等級(jí)來提供站外電源不僅能夠保障本站用電的可靠性，還因電壓等級(jí)較低而有效減少成本支出。對(duì)于本站內(nèi)的多種站用電源而需面臨的切換情況，在進(jìn)行切換站用電源時(shí)必須對(duì)工作電源和備用電源的關(guān)系進(jìn)行深入研究掌握。以本站的站用變接圖為例，在正常情況下站內(nèi)電源會(huì)是由工作電源#1、#2來提供。若是檢測(cè)到工作電源#1或工作電源#2出現(xiàn)電壓中斷的故障，會(huì)延時(shí)將備用電源#0進(jìn)行切換使用。當(dāng)工作電源維修完好之后，將會(huì)延時(shí)自動(dòng)切換到工作電源來進(jìn)行供電工作。500kV變電站有ATS自投、帶分段備自投以及不帶分段備自投這三個(gè)切換方案。本500kV改造變電站是采用的ATS自投方式。ATS自投方式相較于其他兩種方案來說，有很多優(yōu)勢(shì)，如：操作簡便、能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)投切，恢復(fù)供電的用時(shí)較少，不需要設(shè)計(jì)電氣閉鎖等，是500kV變電站的首選方案。

（二）應(yīng)急電源

應(yīng)急電源和正常電源間應(yīng)必須是并列運(yùn)行的關(guān)系。如果有特殊情況下，應(yīng)急電源和正常電源間進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)出現(xiàn)在短時(shí)間內(nèi)會(huì)并列時(shí)必須采取有效措施來保障運(yùn)行安全。以工作電源運(yùn)行出現(xiàn)中斷的時(shí)間來選擇切換應(yīng)急電源和備用電源。在切換時(shí)應(yīng)注意：一是若是自投裝置動(dòng)作所需時(shí)間能夠在允許停電的時(shí)間范圍內(nèi)，就可選擇自投裝置。二是若是允許停電的時(shí)間是用毫米來計(jì)算的，就應(yīng)用蓄電池靜止型不間斷電源來進(jìn)行供電。三是若是允許停電時(shí)間不小于15s，就可用快速自啟動(dòng)發(fā)電機(jī)組。

二、負(fù)電荷的改造

對(duì)于站內(nèi)電負(fù)荷最好使用站用電屏直配來進(jìn)行供電。若是比較重要的負(fù)荷應(yīng)該采用雙回路供電方式，也就是分別接在兩段母線上。在當(dāng)前的500kV變電站中三臺(tái)都是800kVA容量的站用變。據(jù)有關(guān)規(guī)范要求，若站用負(fù)荷大于50kVA，應(yīng)該用站用配電屏進(jìn)行供電，而小容量負(fù)荷最好采用集中供電站內(nèi)分供的方式。本次進(jìn)行交流改造的變壓站，在中央配電室有13面站用配電屏。本站的檢修以及照明等所用負(fù)荷是由380V交流母線直接提供，違背了當(dāng)前的有關(guān)要求，應(yīng)重新進(jìn)行分配。

（一）負(fù)荷連接方式的分配

當(dāng)兩段母線進(jìn)行相同的改造時(shí)，應(yīng)先將一段母線斷開并調(diào)整負(fù)荷，這個(gè)過程會(huì)耗費(fèi)比較長的時(shí)間，若是#1及#0站用變停止供電，#2站用變?nèi)绻霈F(xiàn)故障，將會(huì)導(dǎo)致站內(nèi)的用電無法供應(yīng)。應(yīng)提前做好直流系統(tǒng)以及UPS系統(tǒng)的檢查工作，保證其正常運(yùn)行。站內(nèi)發(fā)電機(jī)應(yīng)配備足量的柴油用以供電應(yīng)急，另外還可以配以應(yīng)急發(fā)電車來進(jìn)行供電。在對(duì)負(fù)荷進(jìn)行改造時(shí)應(yīng)深入分析負(fù)荷的供電方式。以負(fù)電荷停電的影響為依據(jù)，將其分為I類、II類以及III類，在對(duì)于重要部分負(fù)荷的供電可用雙電源。在進(jìn)行改造時(shí)，若其中一段母線出現(xiàn)停電情況，如負(fù)荷配置了雙電源可用另一個(gè)母線來進(jìn)行供電，而單電源并且不允許停電的負(fù)荷就用轉(zhuǎn)接方式來供電。也就是在一段母線的插接處，負(fù)荷增設(shè)線并延長到另一個(gè)母線。若是低電壓可直接帶電進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)接操作，并且要應(yīng)嚴(yán)格檢查在母線有無兩端合環(huán)開關(guān)。如果有必須進(jìn)行斷電操作，從而保證待停電母線停電的安全性。

（二）負(fù)荷改造的注意事項(xiàng)

在對(duì)500kV變電站的站用變進(jìn)行改造時(shí)應(yīng)該分期限和分區(qū)域來開展。為了保障改造工作的安全性，在進(jìn)行分期工作時(shí)必須提前進(jìn)行停電并驗(yàn)電工作，還需做好接地工作，可在施工區(qū)域設(shè)置掛牌以及遮擋欄桿，并有效隔離不工作區(qū)域。對(duì)于遮擋欄桿裝設(shè)，在進(jìn)行具體的圍網(wǎng)裝設(shè)時(shí)會(huì)出現(xiàn)在對(duì)圍網(wǎng)展開時(shí)不能將網(wǎng)捋順以及危險(xiǎn)標(biāo)識(shí)牌不能明顯區(qū)分正反面的情況，還會(huì)有工作區(qū)域雖然可以將其有效圍好，無法做好剩下圍網(wǎng)的收納及擺放。此外當(dāng)改造結(jié)束后進(jìn)行拆除時(shí)會(huì)出現(xiàn)剩下圍網(wǎng)不能很好地合并的情況。對(duì)圍網(wǎng)的問題應(yīng)采用紅外對(duì)射告警圍欄充分發(fā)揮其警示效果，從而使工作效率有效提高。

三、保護(hù)改造

（一）存在的具體問題

本500kV變電站交流系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，中央配電系統(tǒng)380/220VI段母線的供電電源為#1站用變。而中央配電系統(tǒng)380/220VII段母線的供電電源為#2站用變。將控制#1站進(jìn)線以及備自投屏站站用電源單元的工作模式設(shè)為固定電源1，而#2站則為固定電源2。#0站用變空載。若是其中一臺(tái)變壓器停止供電，另一臺(tái)廠用變壓器將會(huì)為這段母線提供電，也就是著兩臺(tái)廠用變壓器互相成為備用。明備用通常采用的模式是電源自動(dòng)切換，而暗備用則用手動(dòng)切換。II類負(fù)荷是由雙電源共同提供電，所以用的是電源手動(dòng)切換，而III類電荷如用于照明或者檢修等供電則采用單電源供電。但是自投自用會(huì)存在一定風(fēng)險(xiǎn)，若自投時(shí)的設(shè)備是處在故障狀態(tài)將會(huì)引起更多的故障，會(huì)帶來很大的不利影響。

（二）保護(hù)改造的具體措施

以改造變電站交流系統(tǒng)為依據(jù)，將#0站用變改成明備用，并將設(shè)置為手動(dòng)切換模式，也就是固定電源模式。對(duì)于此處的改造還應(yīng)同時(shí)升價(jià)增加動(dòng)作閉鎖ATS自投回路來保護(hù)#1、#2站用變零序過流。與此同時(shí)，還需增設(shè)站用變低壓側(cè)斷路器回路來對(duì)#1、#2、#0站用變進(jìn)行動(dòng)作跳的保護(hù)。以負(fù)荷分類特征為依據(jù)，I類負(fù)荷的供電應(yīng)用雙電源，并且電源切換的方式有明備用和暗備用之分。明備用也可以稱之為專用備用，專門設(shè)置一臺(tái)正常狀態(tài)下不運(yùn)行的變壓器，如出現(xiàn)運(yùn)行變壓器停止工作時(shí)將其投入使用。暗備用也可稱之為非專用備用變壓器，每臺(tái)變壓器都需以半負(fù)荷的狀態(tài)投入工作運(yùn)行中。當(dāng)處于正常狀態(tài)將有#1、#2站用變提供用電，#0站用變用于備用。采用ATS自投方式在#1、#2站用切換為#0站用變時(shí)會(huì)進(jìn)行動(dòng)作閉鎖來保護(hù)過流，以免變低饋線出現(xiàn)問題。若是因沒有閉鎖功能，變低饋線出現(xiàn)問題時(shí)，ATS自投在切換到#0站用變時(shí)會(huì)致使出現(xiàn)#0站用變跳閘的情況，會(huì)波及更廣的范圍。而在此時(shí)只依靠#2站用變來供電，如果#2站用變失電就會(huì)致使整個(gè)站點(diǎn)的交流系統(tǒng)停止供電工作，最終會(huì)因?yàn)楸菊緝?nèi)的兩臺(tái)站用變無法供電而構(gòu)成電力安全事件，造成巨大損失。所以，ATS自投增加閉鎖功能能有效保障切換的安全性。

四、總結(jié)

綜上，在對(duì)實(shí)際的500KV變電站內(nèi)交流系統(tǒng)的配置狀況以及存在的問題進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合改造的有關(guān)要求重新布置了低壓母線負(fù)荷并改造了ATS自投方式，從而為500KV變電站交流系統(tǒng)穩(wěn)定安全運(yùn)行提供有效保障。

參考文獻(xiàn)