溫靜++李俊杰

摘 要：在智能變電站中，要合理配置動(dòng)力負(fù)荷和站內(nèi)照明，適當(dāng)減少變壓器的容量，并與二次設(shè)備艙的布置相結(jié)合。重點(diǎn)探討了配送式智能變電站站用電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：智能變電站；站用電系統(tǒng)；變壓器；電纜

中圖分類號(hào)：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.22.117

站用電系統(tǒng)作為變電站中非常重要的組成部分，主要功能是為站內(nèi)的檢修、照明等供電。在標(biāo)準(zhǔn)配送式的智能化變電站中，一般采用新技術(shù)替代二次設(shè)備站，即分散布置的二次預(yù)制艙。該二次預(yù)制艙應(yīng)用了具有視頻監(jiān)控系統(tǒng)的智能照明系統(tǒng)，因此站用電系統(tǒng)中出現(xiàn)了新特點(diǎn)。

1 優(yōu)化站用電負(fù)荷

在變電站中，一般的站用電負(fù)荷包括戶內(nèi)和戶外的照明負(fù)荷以及主變通風(fēng)冷卻負(fù)荷等，下面我們來具體了解一下。

1.1 戶內(nèi)和戶外照明負(fù)荷

如果是無(wú)人值班的變電站，那么戶內(nèi)的燈具基本上不會(huì)出現(xiàn)同時(shí)開啟的情況。在統(tǒng)計(jì)全站用電負(fù)荷時(shí)，要考慮到戶艙的照明，而戶內(nèi)照明中的總負(fù)荷要與相應(yīng)的修正系數(shù)相乘。

在戶外照明當(dāng)中，一般變電站會(huì)將低位投光燈和草坪燈設(shè)置在戶外，以滿足夜間照明的需求，這屬于一種連續(xù)的負(fù)荷。在無(wú)人值班的變電站中，僅在夜間有重大的故障搶修和巡視時(shí)才會(huì)進(jìn)行戶外照明。當(dāng)夜間需要故障搶修時(shí)，可利用照明控制箱開啟戶外的燈具。而在夜間巡視的時(shí)候，既可與視頻監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合，還可將外部控制回路添加到正常的照明回路中，使在戶外照明燈具中使用遠(yuǎn)程控制的想法得以實(shí)現(xiàn)。

1.2 主變通風(fēng)冷卻負(fù)荷

主變通風(fēng)冷卻負(fù)荷主要為主變冷卻風(fēng)機(jī)提供電力，在站用電負(fù)荷當(dāng)中，它是非常重要的負(fù)荷，要求能夠可靠、連續(xù)地供電。在這里，可考慮同時(shí)運(yùn)行4臺(tái)主變，將所有的風(fēng)機(jī)全部打開。這個(gè)負(fù)荷也屬于經(jīng)常性、連續(xù)性的負(fù)荷。

2 優(yōu)化配電裝置的供電方法

在配電裝置中的加熱負(fù)荷、開關(guān)隔離和斷路器的操作中，可以選用以下兩種供電的方式：輻射供電和環(huán)形供電。下面來深入探討和對(duì)比這兩種供電方式的應(yīng)用價(jià)值。

2.1 應(yīng)用價(jià)值

應(yīng)用輻射供電時(shí)，要在各配電裝置的場(chǎng)地中設(shè)置專用的配電箱，配電箱的電源要一路運(yùn)行，一路備用。因?yàn)檩椛涫降墓╇娦枰溆门潆娤?，所以比較傳統(tǒng)的變電站會(huì)習(xí)慣應(yīng)用環(huán)形供電網(wǎng)路。而隨著變電站規(guī)模的不斷擴(kuò)大，配電裝置的面積會(huì)不斷增大，為確保在環(huán)形供電網(wǎng)絡(luò)末端出現(xiàn)短路時(shí)斷路器依舊靈敏，就必須增大電纜的截面，這給電纜的敷設(shè)施工帶來了很大的不便。應(yīng)用環(huán)形供電網(wǎng)絡(luò)，要在其環(huán)網(wǎng)的中心位置設(shè)置刀開關(guān)，并以開環(huán)的形式運(yùn)行。

2.2 兩種供電方式的對(duì)比

以500 kV配電裝置場(chǎng)地為例，對(duì)兩種供電方式進(jìn)行對(duì)比。其中，接地、隔離開關(guān)的負(fù)荷為160 W/390 V，斷路器的負(fù)荷為1 100 W/230 V，斷路器加熱后的負(fù)荷為650 W/230 V，互感器的負(fù)荷為50 W/230 V。

2.2.1 環(huán)形供電

該配電裝置場(chǎng)地有5個(gè)完整的串，以此形成2個(gè)環(huán)形的供電網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)其中一條母線出現(xiàn)故障的時(shí)候，就要立即斷開與母線所連接的3個(gè)斷路器，再分析互感器和斷路器中的加熱負(fù)荷，其中，總需負(fù)荷為17.8 kW，而環(huán)形供電網(wǎng)中電纜的長(zhǎng)度是400 m，則：

. （1）

. （2）

式（1）（2）中：I為負(fù)荷電流；P為總操作負(fù)荷；U為額定電壓，為380 V；S為電纜的截面積，為33.87 mm2；L為電纜的長(zhǎng)度，為410 m。

脫扣器的靈敏程度需要滿足：

Id≥1.5Iz. （3）

式（3）中：Id為電纜末端的短路電流；Iz為電流脫扣器整定值。

隨著電纜長(zhǎng)度和負(fù)荷的不斷增加，要想確保脫扣器的靈敏程度，就必須增大電纜的截面。如果在全站500 kV的配電裝置場(chǎng)地中應(yīng)用環(huán)形供電網(wǎng)絡(luò)，那么其電纜的截面積就需要3×95+1×50=335 mm2，而這么大的電纜截面會(huì)直接造成施工難度的劇增。

2.2.2 輻射供電

將每串配電裝置預(yù)制艙中的交流分電柜指引到場(chǎng)地的匯控柜中，這時(shí)，每個(gè)回路都只需為一臺(tái)斷路器供電，其總負(fù)荷為5.38 kW，最大供電長(zhǎng)度為60 m，所以就只需要選取3×16+1×10=58 mm2的電纜，電纜長(zhǎng)度在10～62 m之間不等，一共需要1 300 m。

應(yīng)用輻射供電電纜后，雖長(zhǎng)度有所增長(zhǎng)，但電纜的截面非常小，所以施工難度不大。而應(yīng)用輻射供電方式后，電源都是來源于二次設(shè)備艙當(dāng)中，所以二次設(shè)備艙中的負(fù)荷有所增長(zhǎng)，站用電柜到二次設(shè)備艙當(dāng)中的電纜必須要加粗。雖然這種情況會(huì)導(dǎo)致部分費(fèi)用增加，但其綜合造價(jià)還是明顯比環(huán)形供電低。應(yīng)用輻射供電的方式，每個(gè)回路都只靠一個(gè)匯控柜來供電，但應(yīng)用環(huán)形供電網(wǎng)絡(luò)需要與很多匯控柜串接，其供電可靠程度比輻射供電要低。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，要想優(yōu)化500 kV標(biāo)準(zhǔn)配送式智能變電站站用電系統(tǒng)，就要與二次預(yù)制艙相結(jié)合，將其中的接地、隔離開關(guān)的負(fù)荷、斷路器以及匯控柜等負(fù)荷選用輻射供電的方式，降低電纜工程和電纜截面的造價(jià)，并降低電纜施工難度。

參考文獻(xiàn)

[1]陳斌，李海烽，劉蘇琴.500 kV標(biāo)準(zhǔn)配送式智能變電站站用電系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].江蘇電機(jī)工程，2015（01）.

[2]翟利民.山西臨汾220 kV曲沃智能變電站工程項(xiàng)目后評(píng)價(jià)研究[D].北京：華北電力大學(xué)，2014.

〔編輯：王霞〕