(桂林丰源电力勘察设计有限责任公司广西桂林市541000)
摘要:现阶段,为实现智能电网全覆盖,湖南省全面开展电网建设工作。110kV变电站作为主要工程,直接影响着电网运行的质量,因此加强相关技术的研究,有着必要性。电气二次部分是变电站功能实现的重要部分,需要从设计到施工全过程,做好质量把控,以确保电网运行的安全稳定性。
关键词:110kV;变电站;电气二次;设计
电能是国民经济发展的主要动力来源,也是人们日常生活不可或缺的能源,工业生产中机器的旋转是由电能驱动的电动机带动的,农业生产中灌溉是由电能带动水泵来实现的,医疗器械的很大部分是由电能驱动的,日常生活中的照明、电视娱乐、甚至饮食起居都与电能息息相关。可以说如果没有电,社会将无法正常运转,因此电力系统的稳定性是重中之重。
1电气二次部分设计规范
按照《继电保护和安装自动装置技术规范》(GB14285-2006)和其它相关规范,110kV出线要设置微机线路保护装置,要具有接地距离保护以及接地方向保护等功能。同时按照电能计量技术规范相关规定,要在每个110kV出现间隔位置处布设主备表,同时要做好精度的把控,合理选择断路器端子箱等设备,合理设计接线方式,以确保电气二次部分的功能。
2变电站电气主接线的选择
2.1安全稳定
检修是否会对变电站供电造成影响;设备线路检修期间恢复电力供应所需要的时间以及造成的用电影响,对于重点单位的供电是否可以保持稳定。
2.2具有一定的抗风险能力
主接线正常运行时可以应对外界因素的影响,保持线路供电的稳定,科学地分配电力供应,应对设备检修等突发事件有相应的应急预案。
3110kV变电站电气二次部分设计要点
3.1合理选择主接线方式
开展110kV变电站电气二次部分设计,在选择主接线方式时,要做好以下要点的把控:①对于电气设备的主接线。在选择时,要从变电站特性角度考虑,并且需要结合线路实际情况,做好综合分析。②坚持简单的原则。在选择主接线时,要把控简单的原则,使用简单的线路,避免线路纠缠起来,影响供电系统运行的安全稳定性。
3.2做好设计分析
在进行110kV变电站电气二次部分设计时,要注重设计分析,以提出合理方案,可以从以下方面进行分析:①继电保护设计。变电站继电保护单元要和监控系统保持独立运行状态,以确保系统发生运行故障时,继电保护单元可以稳定运行。②跳合闸操作分析。110kV变电站运行时,能够实现对各类设备与开关的远程遥控,这需要确保二次回路的正确性以及可靠性。③后台监控设计。智能化变电站的后台监控系统,其主要是利用计算机装置,通过安装监控软件,采集五防信息与操作票信息等,实现变电站集成化运行以及无人值守。在二次设计时,要在监控系统设置专用的交直流供电,以保证供电系统运行的安全稳定性。④备自投设计。110kV智能变电站,其备自投采取的供电方式,主要包括以下方案:①母联分段供电。以分段开关为断开为前提,利用工作电源,为设备供电。在供电运行环节,两个电源互为备用。②双进线向单母线供电。1#线路为主进线,2#线路为备用。通常方案1为暗备用方式,方案2为明备用方式。在进行选择时,要从电压、电流、断路器等因素方面进行考虑,以确保方案的合理性。
4110kV变电站电气二次部分设计方案
以某110kV变电站为例,其电气主接线采取内桥接线方式,使用GIS设备作为配电装置,进线间隔1个,出线间隔2个,采取T接形式。现对此110kV变电站的电气二次部分设计,做以下分析:
4.1110kV电压回路
基于电压并列原理,电压回路多从Ⅰ段与Ⅱ段母线分别接出,包括电压回路与监视、电压并列回路等。Ⅰ段母线TV投入,是以线路开关、线路刀闸、线路互感器倒闸等的辅助接点均需要合上为逻辑条件。Ⅱ段母线TV并列,是以TV投入、桥开关、桥倒闸等的辅助接点均需合上为逻辑条件。
4.2备自动投入装置运行设计
按照动逻辑控制条件,可以将电源自动投入装置运行条件分为启动与闭锁。当满足启动条件但不满足闭锁条件时,则投动作出口。为了避免重复动作,要为各动作逻辑,设置1个充电计数器,当充满电后,开放出口逻辑。各项条件如下:①充电条件。没有任何闭锁条件;并非所有启动条件均满足。②充满电条件。满足充电基本条件;并且满足充电超过10s的条件,也就是充电完成10s后,动作充满电。③放电条件。满足任意一个闭锁条件;动作出口后。④动作条件。满足充满电条件;满足启动条件;不满足闭锁条件;满足延时T内充满电、满足启动条件、不满足闭锁条件。进线自投原理:进线Ⅰ与进线Ⅱ相互为彼此的备用。在运行的过程中,两个线路设置的电压互感器均处于有压状态,且两段母线也都有压。1DL与2DL其中有1个开关处于合位状态,另外1个处于分位,3DL处于合位。当工作线路失去电源后,在备用线路处于有压状态时,跳开工作线路,并且合上备用电源。为了避免PT断线出现自投误动,将线路电流,作为判断线路失压的依据。
4.3短路故障分析
在实际运行的过程中,运行故障多是因为短路故障造成的。造成短路故障,主要包括以下原因:①因为自然灾害或者天气因素等,极易造成线路损坏,进而造成短路故障。②外界因素。比如动物活动造成的线路破损,引发的短路故障。③人为因素。若线路设计不合理,极易造成质量问题,加之运维管理不到位,未能及时消除安全隐患,造成短路故障。为确保线路运行的安全稳定性,在设计的过程中,需要做好线路电流量计算,经过多次测试后,预测电流值,制定线路方案。
4.4进线保护分析
在110kV变电站系统运行的过程中,若电气设备发生故障,极易造成系统故障,影响系统运行。若电气设备故障,极易造成短路故障,影响系统运行。若电气线路故障,极易造成关联线路故障,引发大规模停电事故。基于此,在设计的过程中,要结合变电站实际情况,尤其是运行环境,合理预计短路电流,采取速断的方式,减少对线路的影响。在选择材料时,要使用高质量电线,以降低事故几率。
4.5网络结构设计要点
在网络结构设计中,根据实际情况将变电站划分为三个层次,包括过程层、网络层和架空层,各个层次需要结合实际特点进行设计。过程层的设计,可以用于区分传统变电站和变电站,故此,在变电站站控层网络设计中,综合考虑多种影响因素,选择最佳的设计方案,以此来满足变电站建设需求。
结论
综上所述,变电站电气二次设计中,由于二次设备结构较为复杂,为了确保二次设备可以安全稳定运行,应该根据实际情况加强电气二次设计质量控制,选择合理的电气设备和通信规约,推动变电站建设和发展。在进行110kV变电站电气二次部分设计时,要做好设计分析,包括继电保护设计分析与跳合闸设计分析等,合理选择主接线方式,制定有效的方案,以确保变电站运行的安全稳定性。
参考文献:
[1]杨利.110kV智能化变电站的电气系统设计[J].南方农机,2017,48(22):106.
[2]施莉.智能化变电站中电气二次设计的要点分析[J].中国设备工程,2017,26(22):135-136.
[3]李洪勤.装配式智能变电站电气二次设计方案研究标准[J].中国标准化,2017,11(02):142.
[4]张丽丽.500kV智能变电站一次设计及工程应用研究[D].山东大学,2016.