1000kV特高壓變電站一次設(shè)計及繼電保護

李再冉

摘要：1000kV特高壓變電站電氣一次系統(tǒng)及繼電保護運維對提高電力系統(tǒng)的運行能力有著十分重要的作用。因此，在1000kV特高壓變電站繼電保護中，首先要制定出科學(xué)合理的保護措施，其次針對于不同的系統(tǒng)設(shè)備給予不同形式的保護，從各方面提高電力系統(tǒng)及設(shè)備的運行能力。本文將針對變電站一次設(shè)計及繼電保護開展分析。

關(guān)鍵詞：1000kV特高壓變電站;電氣一次系統(tǒng);繼電保護

中圖分類號：TM63文獻標識碼：A

引言

1000kV特高壓變電站繼電保護系統(tǒng)可以保護一次系統(tǒng)的使用和運行，對我國電力企業(yè)的發(fā)展起著關(guān)鍵性作用，因此電力企業(yè)的相關(guān)工作人員要增強對1000kV特高壓變電站繼電保護系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性，為我國的電力企業(yè)的發(fā)展做出有益的貢獻。

1、概述

隨著電力消耗規(guī)模的不斷擴大，這就亟需投入大量的電力資源?；陔娏ω摵芍行碾x電力生產(chǎn)區(qū)域比較遠的原因，因此需要挖掘遠程傳輸電力的能力。特高壓電網(wǎng)具有很多解決此問題的優(yōu)點，如輸電容量大、輸電距離遠、線路損耗小、單位廊道面積大、經(jīng)濟效益好等等。對于我國西電東送來說已經(jīng)成為一個不可或缺的關(guān)鍵手段。特高壓電網(wǎng)的開發(fā)建設(shè)，不但可以將大電網(wǎng)市場的功能充分的調(diào)動起來，并提高輸電效率，而且可以將西部地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展有效地促進提高。

特高壓電網(wǎng)在投資方面的計劃在2010年8月12日在大眾視野中出現(xiàn)。以此將籌備建立越來越多的特高壓變電站，特高壓變電站為特高壓電網(wǎng)的中心，面對高安全性和可靠性的要求，項目實施范圍大、施工籌建的人數(shù)要求大，協(xié)調(diào)資源區(qū)域?qū)?，電力身上肩負著傳輸和轉(zhuǎn)換的重要職責。當發(fā)生故障的概率變大時，可能導(dǎo)致很長一段時間、范圍廣的停電事故。將對人民生活和國家經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生非常糟糕的影響?；谔馗邏鹤冸娬窘ㄔO(shè)也需考慮環(huán)保因素，施工十分復(fù)雜。

作為基數(shù)大、長及遠距離輸變電或小范圍內(nèi)電網(wǎng)的強互連的初始項目的開端，其依據(jù)是遵循特高壓電網(wǎng)的構(gòu)成原則以及特高壓電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢。使在跨省區(qū)域500kV電網(wǎng)中形成長距離（500km）、大范圍（5GW）上下、低能損輸變電特高壓（1000kV）骨干電網(wǎng)成為可能。其建設(shè)可行性的依據(jù)是得益于傳輸電能容量和范圍的持續(xù)增長，以及中國電負載的快速增加。面對特大城市高壓超高壓輸電線路的增多，其變電站的數(shù)量也競相增長，在此過程中會出現(xiàn)一系列問題，如環(huán)境保護、景觀協(xié)調(diào)、節(jié)省費用等問題。尤其是特高壓輸變電的發(fā)展受到了變電站占地條件的限制，則唯一可取的辦法選擇特高壓電網(wǎng)。

2 1000kV特高壓變電站一次系統(tǒng)的設(shè)計要點

2.1加強系統(tǒng)設(shè)計論證

對于1000kV特高壓變電站一次系統(tǒng)設(shè)計，變電站總體結(jié)構(gòu)是設(shè)計重點，因此應(yīng)分析站址的水文條件、氣象條件及地址條件，以提高選址的合理性。根據(jù)水平年、負荷水平、潮流方式、功率因數(shù)及電壓控制范圍等確定接入系統(tǒng)，對變電站總體結(jié)構(gòu)進行設(shè)計論證，同時將變電站位置、系統(tǒng)作用、運行要求、發(fā)展規(guī)模、負荷分級、主變臺數(shù)、電壓等級以及系統(tǒng)備用容量等納入考慮和論證范圍，以保證變電站設(shè)計的可靠性和可行性。

2.2重視變壓器的選擇

變電站中的變壓器可實現(xiàn)不同電壓等級之間的功率交換和功率輸送，若選用不當，不僅影響電氣主接線和配電裝置，還會造成經(jīng)濟損失，因此要結(jié)合區(qū)域用電原始資料和未來發(fā)展規(guī)劃對新增負荷和出現(xiàn)回路數(shù)進行科學(xué)預(yù)測，并從變壓器相數(shù)、繞組數(shù)、連接組別、調(diào)壓方式及冷卻方式等方面確定規(guī)格型號。為保證可靠供電，建議至少設(shè)置兩臺變壓器，以免因檢修或故障引發(fā)大面積、長時間停電。

2.3優(yōu)化電氣接線形式

電氣主接線形式設(shè)計水平不僅影響變電站和整個電力系統(tǒng)運行的安全性和經(jīng)濟性，而且很大程度地決定了配電裝置、電氣一次設(shè)備及電氣二次設(shè)備的選型，所以需格外重視和具體分析。電氣主接線形式主要有兩種：第一種是雙母線接線及其分段接線，雖然靈活性好，可靠性高，但操作和保護復(fù)雜;第二種是單母線接線及其分段接線，雖然操作方便，但靈活性和可靠性難以保障。所以，設(shè)計時應(yīng)從可靠性、靈活性及經(jīng)濟性綜合權(quán)衡，選擇最優(yōu)設(shè)計方案。

3、1000kV特高壓變電站繼電保護運維措施

3.1 1000kV變壓器的保護運維措施

一般而言，在變電站的繼電系統(tǒng)保護中，過程層對變壓器的保護形式均是采用了分布式的保護運維結(jié)構(gòu)。也就是說，一般情況下，當變壓器開啟工作狀態(tài)時，則系統(tǒng)會立啟動差動保護裝置，而后隨之啟動后備保護裝置。而1000kV特高壓變電站的變壓器保護運維模式則不同于一般的變壓器保護，在1000kV變壓器啟動工作狀態(tài)時，可以同時實現(xiàn)差動保護與后備保護機能，使其可以得以雙重的保護。另外，對變壓器的保護運維還要注意以下幾點要求，即：確保變壓器的周圍無積水和雜物，檢查和完善變壓器的防侵蝕措施，如果變壓器的灰塵較多時，要進行及時的清理，定期對變壓器元件進行檢查，檢查變壓器的聲音是否存在異常、溫度及濕度是否達到標準要求。

3.2對隔離刀閘的保護運維措施

首先來講，隔離刀閘的主要作用是在對電氣一次設(shè)備進行檢查時隔離電壓，同時保證需要檢修的設(shè)備與工作狀態(tài)下的設(shè)備之間保留斷點。另外，隔離刀閘在改變電氣設(shè)備運行狀態(tài)時可以完美在配合斷路器實現(xiàn)倒閘的操作。因此，對隔離刀閘的保護運維需要注意以下幾點要求，即：因為隔離刀閘是沒有滅弧裝置的，因此不能用接通或是斷開負荷電流的方式進行保護。另外，隔離刀閘的類型十分多，在對其進行保護運維時應(yīng)按照不同的需求進行保護。最后，隔離刀閘是1000kV特高壓變電站電氣開關(guān)應(yīng)用最為廣泛的一種裝置，它自身的工作原理及結(jié)構(gòu)是十分簡單的。但由于隔離刀閘的使用量較大，對其工作狀態(tài)下的可靠性要求相對較高，因此要定期更換隔離刀閘內(nèi)部的元件，保證隔離刀閘能夠始終處于工作狀態(tài)中。

3.3線路的保護運維措施

在1000kV特高壓變電站繼電保護運維中，必須要首先保證變電站的運行狀態(tài)與繼電保護系統(tǒng)實時相連。同時，要求在保護中，變電站的線路間隔之間要與設(shè)備的監(jiān)控裝置相連接，從而實現(xiàn)變電站的系統(tǒng)終端與Goose網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進行實時的數(shù)據(jù)交換及信息的交流。

3.4變電層的繼電保護運維措施

除了上述的繼電保護外，變電層的繼電保護也是十分重要的。通常來講，變電層的繼電保護均采用的是后備式和集中式的保護系統(tǒng)。采用這兩種保護措施對變電層進行繼電保護，更有利于實現(xiàn)變電站的自動調(diào)節(jié)與實時在線監(jiān)控保護功能。

結(jié)束語

隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，我國各個地區(qū)的人們對供電的需求越來越高，特別是1000kV特高壓變電站電氣一次系統(tǒng)及繼電保護運維的關(guān)注度越來越高。因為電力系統(tǒng)中變電站一次系統(tǒng)和繼電保護運維的運輸安全和運輸質(zhì)量是靠變電站繼電設(shè)備實現(xiàn)的。從最近幾年的發(fā)展情況來看，變電站在我國大部門地區(qū)已經(jīng)取得很好的經(jīng)濟效益，因此變電站的建設(shè)和運行是我國的電力企業(yè)發(fā)展推動力。

參考文獻

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