周志超，丘文千

(浙江省電力設(shè)計(jì)院，杭州 310012)

1 概述

電氣主接線是變電站電氣設(shè)計(jì)的首要部分，電氣主接線的確定對(duì)變電站本身的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，并且對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。因此，必須正確處理好各方面的關(guān)系，全面分析有關(guān)因素，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，合理確定主接線方案。本文以某特高壓站為例,通過選擇合理的接線方式，對(duì)接線的可靠性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行定量比較，并結(jié)合運(yùn)行靈活性定性分析，對(duì)不同接線的適用情況進(jìn)行了論述。

2 電氣接線方式選擇

某特高壓變電站位于電網(wǎng)送端，是實(shí)現(xiàn)北電南送的區(qū)域500 kV電源的匯集點(diǎn)，將集400萬千瓦的地區(qū)電源通過特高壓電網(wǎng)送出，且與本地500 kV電網(wǎng)無直接電氣聯(lián)系。變電站遠(yuǎn)景規(guī)模裝設(shè)2組3000 MVA主變，本期安裝1組，500 kV出線4回，2個(gè)雙回路分別接至2個(gè)電廠，本期出線2回。

根據(jù)DL/T5218-2005《200～500 kV變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》，變電站的電氣主接線應(yīng)根據(jù)該變電站在電力系統(tǒng)中的地位，變電站的規(guī)劃容量、負(fù)荷性質(zhì)、線路、變壓器元件總數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)等條件確定。并應(yīng)綜合考慮供電可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、投資少和便于過渡或擴(kuò)建等要求。

目前國(guó)內(nèi)500 kV電氣主接線的設(shè)計(jì)和運(yùn)行較為成熟，一個(gè)半斷路器接線由于可靠性高，運(yùn)行靈活、操作方便成為最常用的500 kV電氣主接線方式，但考慮本變電站的作用地位、出線規(guī)模以及負(fù)荷性質(zhì)等，可以在滿足安全可靠的前提下選擇較為簡(jiǎn)單的電氣主接線方案，本文提出3個(gè)500 kV電氣主接線方案進(jìn)行比較(見圖1)。

圖1 比選方案

方案1：常規(guī)的一個(gè)半斷路器接線方案。按遠(yuǎn)景規(guī)模4回出線、2組主變，構(gòu)成3個(gè)完整串，共使用9臺(tái)斷路器。

方案2：雙斷路器接線方案。4回出線經(jīng)雙斷路器接至2組母線，2組主變經(jīng)隔離開關(guān)連各接至1組母線。本方案共使用8臺(tái)斷路器。

方案3：簡(jiǎn)化接線方案。設(shè)2組母線，出線經(jīng)斷路器接至母線，同名回路接入不同母線，主變壓器經(jīng)隔離開關(guān)連接母線，2組母線通過聯(lián)絡(luò)隔離開關(guān)相連，正常運(yùn)行時(shí)母線聯(lián)絡(luò)隔離打開。本方案共使用4臺(tái)斷路器。

3 可靠性分析

500 kV電氣主接線可靠性可以用出線和主變的停運(yùn)頻次(次/年)和停運(yùn)時(shí)間(小時(shí)/年)來表征。

中電聯(lián)電力可靠性管理中心發(fā)布的2000～2004年輸變電設(shè)備可靠性參數(shù)[1]和國(guó)家電網(wǎng)公司2008年輸變電設(shè)施可靠性指標(biāo)分析報(bào)告中2005～2008年輸變電設(shè)備可靠性參數(shù)[2]反映了我國(guó)目前500 kV高壓電氣設(shè)備的可靠性水平。本文綜合兩者的數(shù)據(jù)，推薦計(jì)算用數(shù)據(jù)如下(斷路器故障率參數(shù)中已包含了隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器的影響)：

斷路器計(jì)劃?rùn)z修時(shí)間取80 h，檢修周期取49.2次/百臺(tái)年；

斷路器故障檢修時(shí)間取40 h，故障率取2.75次/百臺(tái)年；

母線計(jì)劃?rùn)z修時(shí)間取50 h，檢修周期取為31.98次/百段年；

母線故障檢修時(shí)間取6 h，故障率取0.293次/百段年；

線路故障率取0.173次/百公里年，本工程線路按100 km考慮。

本文利用“表格法”填表計(jì)算，各方案計(jì)算結(jié)果列入表1。

表1 各方案主接線可靠性的計(jì)算結(jié)果

通過對(duì)表1中各個(gè)方案的可靠性指標(biāo)進(jìn)行分析可知：方案1線路、主變的可靠性指標(biāo)均衡，都能保證較高的可靠性水平，且具有規(guī)范性好、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，適用于一般情況。但對(duì)于本案例的實(shí)際，方案1本期由于連接支路較少，需要增加跨條或采用角形接線過渡；方案3的主變可靠性指標(biāo)優(yōu)于方案1，2，但出線的可靠性指標(biāo)較差，這個(gè)方案比較適合500 kV內(nèi)部無穿越功率，主要是保證主變的高可靠性的電氣主接線，如本變電站由500 kV向1000 kV送電，主變故障停運(yùn)將影響電能的輸送，而變電站與電廠連接的500 kV線路均為雙回路線路，在失去單回500 kV線路時(shí)，不影響電能的輸送；方案2的出線的可靠性指標(biāo)優(yōu)于方案1和3，主變的可靠性指標(biāo)低與方案3和1，這個(gè)方案比較適合500 kV系統(tǒng)存在穿越功率，要求保證線路有高可靠性的電氣主接線。

4 經(jīng)濟(jì)性分析

方案1需斷路器9臺(tái)，隔離開關(guān)18組，電流互感器9組，母線電壓互感器2組；方案2需斷路器8臺(tái)，隔離開關(guān)18組，電流互感器8組，母線電壓互感器2組；方案3需斷路器4臺(tái)，隔離開關(guān)11組，電流互感器4組；同時(shí)方案2，3由于接線簡(jiǎn)化，繼電保護(hù)設(shè)備相應(yīng)減少，二次回路設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單。總體上方案3設(shè)備投資最小，方案2次之。以GIS設(shè)備為例，方案3相比方案1可以節(jié)省4340萬元，相比方案2可以節(jié)省3648萬元。

5 運(yùn)行靈活性

方案1正常時(shí)兩組母線和全部斷路器都投入工作，從而形成多環(huán)形供電，運(yùn)行調(diào)度靈活。為節(jié)省投資，本期可以采用角形接線，但遠(yuǎn)景擴(kuò)建改接較復(fù)雜。

方案2每回出線帶2臺(tái)斷路器，運(yùn)行方式非常靈活。為節(jié)省投資，本期也可以采用角形接線，遠(yuǎn)景擴(kuò)建過程中不會(huì)造成較長(zhǎng)時(shí)間開環(huán)運(yùn)行的問題，改接較為簡(jiǎn)單。

方案3適用與單方向功率輸送，運(yùn)行方式比較單一，適合與單方向潮流輸送。本期2回出線分別接入2條母線，母線通過隔離開關(guān)相連，主變經(jīng)過隔離開關(guān)與母線連接，遠(yuǎn)景擴(kuò)建非常方便。

6 結(jié)語

常規(guī)的一個(gè)半斷路器電氣主接線都能保證連接支路都有較高的可靠性水平，且具有規(guī)范性好、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，適用于一般情況。但對(duì)于本案例的實(shí)際情況，主接線連接支路較少，電能輸送方向穩(wěn)定，特別要求保證主變的高可靠性。根據(jù)以上分析比較，本文中提出的簡(jiǎn)化接線方案能滿足供電可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、投資少和便于過渡或擴(kuò)建等方面要求，可作為推薦方案。

[1]中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)[0L].http：//www.cec.org.cn

[2]國(guó)家電網(wǎng)公司2008年輸變電設(shè)施可靠性指標(biāo)分析報(bào)告.