劉文傳

（國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司營(yíng)口供電公司，遼寧 營(yíng)口 1 1 5 1 0 0）

2 2 0 k V智能化變電站供電構(gòu)想

劉文傳

（國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司營(yíng)口供電公司，遼寧 營(yíng)口 1 1 5 1 0 0）

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)逐漸趨于智能化，而變電站作為電網(wǎng)的最基本的組成部分，智能變電站也將逐漸取代傳統(tǒng)變電站的位置。它能夠收集電網(wǎng)內(nèi)部的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并執(zhí)行相應(yīng)的命令，使設(shè)備工作狀態(tài)、模式以及電力調(diào)度實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)統(tǒng)一，確保電網(wǎng)可以穩(wěn)定且高效的運(yùn)作。本文介紹了智能化變電站供電項(xiàng)目的背景，分析并計(jì)算了其可靠性，最后也提出了智能化變電站供電構(gòu)想以及方案。

智能化變電站；背景；可靠性；構(gòu)想；方案

隨著電氣時(shí)代的到來，電力對(duì)各個(gè)城市的發(fā)展至關(guān)重要，各城市的電網(wǎng)電壓對(duì)其發(fā)展以及提高城市的現(xiàn)代化程度都有著深遠(yuǎn)的影響?，F(xiàn)如今，我國(guó)城市電網(wǎng)的輸電電壓等級(jí)主要有5 0 0 k V以及2 2 0 k V。然而，在使用三級(jí)電壓供電過程中，2 2 0 k V變電層級(jí)較小，從而暴露出了較為嚴(yán)重的問題，比如變電設(shè)備容量重復(fù)建設(shè)而且有較大的網(wǎng)損，目前這些問題還沒有得到解決。我國(guó)現(xiàn)有的電網(wǎng)距離部分地區(qū)較遠(yuǎn)，因此在運(yùn)輸電力時(shí)便會(huì)加大損耗，同時(shí)也會(huì)降低供電的可靠性，所以，為了優(yōu)化電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)并提高供電的可靠性，建立2 2 0 k V的變電站十分必要。

1 項(xiàng)目背景概況

自2 1世紀(jì)以來，各個(gè)國(guó)家對(duì)電網(wǎng)的智能化都十分重視，已經(jīng)上升到國(guó)家戰(zhàn)略的高度。智能化電網(wǎng)需要做到發(fā)電、運(yùn)輸、配電、調(diào)度以及用電的智能化。電網(wǎng)智能化的關(guān)鍵就是變電站的智能化，目前，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的變電站智能化較高，技術(shù)也比較先進(jìn)，而且大部分發(fā)達(dá)國(guó)家的變電站都已經(jīng)能夠做到無人值守，都由調(diào)度中心統(tǒng)一的控制，一旦有事故發(fā)生，調(diào)度中心就會(huì)以最快的速度直接進(jìn)行處理。

我國(guó)已經(jīng)基本做到了變電站的遙測(cè)、遙信、遙控以及遙調(diào)四種功能，大部分變電站也已經(jīng)做到了無人值守，相關(guān)技術(shù)以及裝備也已經(jīng)處于國(guó)際領(lǐng)先水平?？偠灾覈?guó)已經(jīng)可以自主完成變電站的智能化，缺陷就是智能化程度不高，要趕上發(fā)達(dá)國(guó)家的腳步，還有一定的發(fā)展空間。

2 變電站可靠性的分析與計(jì)算

2.1 可靠性要求

選擇最優(yōu)的變電站分析計(jì)算方式以及運(yùn)行方式，首先需要明確幾個(gè)可靠性原則，通常情況下，變電站有三種供電可靠性原則：首先，如果沒有遇到停電等緊急問題，變電站必須保證最少存在一條線能夠保持正常供電；其次，變電站需要有多條線能夠保證正常供電；最后，變電站輸出電線必須保證供電連續(xù)且正常。

2.2 確定好預(yù)想的故障和事件集合

在滿足變電站可靠性要求的條件下，我們還應(yīng)該確定好預(yù)想的故障以及事件集合。研究表明，除了要考慮發(fā)電機(jī)、變壓器、母線以及斷路器等一次設(shè)備，而且需要考慮如果繼電器等保護(hù)裝置沒有正常動(dòng)作從而產(chǎn)生的不良影響，此外，還要考慮是否對(duì)主變壓器的開關(guān)采取了相關(guān)的保護(hù)措施。

如果繼電保護(hù)裝置發(fā)生了錯(cuò)誤的動(dòng)作，它就會(huì)與斷路器的錯(cuò)誤工作串聯(lián)在一起，因此在計(jì)算的過程中，必須要將誤動(dòng)率以及串聯(lián)關(guān)系與斷路器的誤動(dòng)率加到一起。一旦母線的差動(dòng)保護(hù)也出現(xiàn)異常現(xiàn)象，同樣也要將串聯(lián)關(guān)系和母線的短路故障率加到一起。

在配置繼電保護(hù)裝置過程中，必須注意如果設(shè)備失靈是否會(huì)影響配置等問題，假如一臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)故障，其他兩臺(tái)設(shè)備就會(huì)相繼出現(xiàn)問題，一臺(tái)設(shè)備將會(huì)處于檢修狀態(tài)。變電站可靠性計(jì)算最為重要的問題就是當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障或者故障組合時(shí)，能夠做出科學(xué)的判別，是否會(huì)引發(fā)類似負(fù)荷點(diǎn)停電的問題。這里所提到的故障問題能夠歸納為負(fù)荷停電問題的集合。

一般情況下，求故障集合的方法有兩種，分別是最小路集法和最小割集法，就是列舉出所有能夠影響變電站供電可靠性的故障以及不符合可靠性原則的故障。最小路集法就是指將變電站的電氣接線圖轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)圖，使用網(wǎng)絡(luò)等工具，搜索網(wǎng)絡(luò)的輸入節(jié)點(diǎn)到輸出節(jié)點(diǎn)這一段內(nèi)容，進(jìn)而得到所有的最小路。根據(jù)最小路集法能夠得到最小割集，然后又可以根據(jù)最小割集判斷設(shè)備的故障，從而得到變電站供電回路出現(xiàn)問題的根本原因，之后根據(jù)設(shè)備可靠性準(zhǔn)則的參數(shù)，計(jì)算變電站的運(yùn)行方式，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)可靠性準(zhǔn)則。

2.3 供電可靠性指標(biāo)

時(shí)間概率量是供電可靠性的一個(gè)重要指標(biāo)，當(dāng)變電站正常工作的過程中，概率通常指的是供電的可靠率以及變電站的可用率，能夠滿足可靠性準(zhǔn)則，使其能夠長(zhǎng)時(shí)間保持可靠的狀態(tài)，變電站在可靠狀態(tài)下工作的時(shí)間與工作總時(shí)間的比例，這就屬于時(shí)間概率量。反之，若變電站違背了可靠性準(zhǔn)則，在故障狀態(tài)下的概率就叫做不可靠率或者不可用率。變電站因?yàn)槌霈F(xiàn)問題從而導(dǎo)致的年平均停電時(shí)間叫做電力不足的平均時(shí)間，是由于變電站出現(xiàn)故障而不能滿足可靠性原則，從而導(dǎo)致對(duì)用戶不能正常供電的平均時(shí)間。

如果變電站的電量不能達(dá)到期望值，那么就會(huì)引起單位時(shí)間內(nèi)變電站無法滿足可靠性原則等問題，從而引發(fā)用戶停電或缺電的現(xiàn)象。我們一般根據(jù)設(shè)備的靈敏度來評(píng)估其可靠性，通過分析變電站靈敏度，我們能夠更方便且直觀地監(jiān)測(cè)設(shè)備的可靠性，如果變電站供電的可靠性受到影響或者其可靠性出現(xiàn)薄弱的環(huán)節(jié)，可以通過分析靈敏度而及時(shí)得知，然后再采取措施加強(qiáng)設(shè)備可靠性的管理。

3 2 2 0 k V智能化變電站供電構(gòu)想與方案

3.1 供電電壓及接入方案的選擇

供電電壓采用2 2 0 k V，配電設(shè)備選用的是G I S設(shè)備，低壓配電裝置選用的是開關(guān)柜，如此不僅可以減少占地面積而且還能夠提高供電的可靠性，此外，還能夠減少運(yùn)行維護(hù)的次數(shù)。主要技術(shù)方案選用《國(guó)家電網(wǎng)公司輸變電工程通用設(shè)計(jì)1 1 0（6 6）-7 5 0 k V變電站分冊(cè)》2 2 0 A 1-2（3 5）方案。

3.2 變電站規(guī)模

我國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《化工企業(yè)供電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》中提出：“二級(jí)負(fù)荷最好通過雙回電源線路供電，如果負(fù)荷較小而且使用雙回電源困難較大時(shí)，也能夠使用單回專用電源線路供電。”“當(dāng)存在兩臺(tái)主變壓器的條件下，應(yīng)該保證任意一臺(tái)斷開時(shí)，另一臺(tái)主變壓器能夠長(zhǎng)時(shí)間正常過載能力情況下，滿足一、二級(jí)負(fù)荷的供電，從而保證全廠主要裝置不致停產(chǎn)?！备鶕?jù)以上要求，變電站設(shè)計(jì)規(guī)模如圖1所示。

3.3 電氣主接線設(shè)計(jì)

電氣主接線的設(shè)計(jì)要根據(jù)電網(wǎng)中的地位、區(qū)域站的規(guī)劃容量、末端荷載特性、線路分布情況以及變壓器等設(shè)備的總數(shù)和特點(diǎn)來確定的。電氣主接線主要包括進(jìn)線回路和出線回路兩部分，包括有匯流母線和無匯流母線兩種。2 2 0 k V側(cè)設(shè)計(jì)4路出線，遠(yuǎn)景6路出現(xiàn)，北向走線，工程設(shè)計(jì)初期只上#1變壓器2 2 0 k V側(cè)進(jìn)線G I S間隔設(shè)備。#2和#3主變壓器的設(shè)置是為了長(zhǎng)遠(yuǎn)打算，主接線簡(jiǎn)圖如圖2所示。

圖1 變電站的規(guī)模

圖2 主接線簡(jiǎn)圖

4 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展進(jìn)步，電力已經(jīng)成為各個(gè)領(lǐng)域發(fā)展的基礎(chǔ)，各行各業(yè)對(duì)電能質(zhì)量的要求也越來越高?，F(xiàn)如今，新型工業(yè)化不斷進(jìn)步，這對(duì)于電力系統(tǒng)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及電氣主接線形式都有著深遠(yuǎn)的影響，同時(shí)它也是推進(jìn)電網(wǎng)發(fā)展的不竭動(dòng)力。智能化變電站是電網(wǎng)的必然趨勢(shì)，目前已經(jīng)上升到國(guó)家戰(zhàn)略的高度，智能變電站直接決定電網(wǎng)的發(fā)展，因此，形成技術(shù)先進(jìn)且經(jīng)濟(jì)合理的變電站設(shè)計(jì)方案，對(duì)智能化變電站的建設(shè)有重要的意義。

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