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『叄』 國家電網公司110KV變電站典型規范中電容器組的電壓等級是10KV還是35KV
摘要：該文介紹了海陽市110kV望石變電站典型設計的情況，包括電氣主接線、短路水平、設備選型、過電壓保護及接地、站用電和照明、計算機監控系統、保護裝置的配置等，並總結了變電站典型設計帶來的經濟效益和社會效益。
關鍵詞：110kV變電站；典型設計
傳統的110kV變電站主要以戶外設計和安裝為主，佔地面積大，且設備容易被腐蝕，尤其在高污穢地區，還極易造成污閃事故的發生。為了建設堅強電網，發揮規模優勢，提高資源利用率，提高電網工程建設效率，國家電網公司在2005年提出「推廣電網標准化建設，各級電網工程建設要統一技術標准，推廣應用典型優化設計，節省投資，提高效益」。典型設計堅持以「安全可靠、技術先進、保護環境、投資合理、標准統一、運行高效」的設計原則，採用模塊化設計手段，做到統一性與可靠性、先進行、經濟性、適應性和靈活性的協調統一。
海陽市供電公司積極響應國家電網公司的號召，積極推廣110kV變電站典型設計。本文就海陽市供電公司110kV變電站典型設計的應用實例予以闡述，以說明推廣典型設計的重要意義。
1 110kV變電站典型設計應用實列
海陽市供電公司2006年開始採用110kV變電站典型設計，到目前為止，已經完成3座110kV變電站的設計、建設工作。從實際效果來看，具有較好的經濟效益和社會效益，下面以110kV望石變電站為例對典型設計進行分析。
110kV望石變電站位於海陽市新建的臨港產業區，該區域規劃面積較小，但是電力負荷較為集中。該區域包括以萊福士造船廠在內的多個用電大戶正在興建中，而山東核電設備製造公司已經投產。根據該區域負荷預測及用電負荷性質，海陽市供電公司按照安全可靠、技術先進、投資合理、運行高效的原則，結合該站用電負荷集中、土地昂貴、臨近海邊（Ⅳ級污穢區）、電纜出線多等客觀事實，對110kV望石變電站作了如下設計。
該站為半戶內無人值班變電站（半戶內布置方式即除主變壓器以外的全部配電裝置，集中布置在一幢主廠房的不同樓層的電氣布置方式），變電站主體是生產綜合樓，除主變壓器外所有配電裝置均安裝在綜合樓內。以生產綜合樓和主變壓器為中心，四周布置環形道路，大門入口位於站區東南角，正對生產綜合樓主入口。綜合樓共兩層，一層為10kV配電裝置室、電容器室、接地變壓器室及主控室，二層為110kV GIS室。
1.1 電氣主接線
變電站設計規模及主接線。通過負荷資料的分析，考慮到安全、經濟及可靠性，確定110kV變電站主接線。電氣主接線圖如圖1所示。通過負荷分析和供電范圍，確定變壓器台數、容量及型號，該設計中主變壓器總容量為2×50MVA（110/10.5kV），一期（共兩期）設計為1×31.5MVA（110/10.5kV），採用雙繞組油浸自冷有載調壓變壓器。110kV出線共2回，一期1回，採用內橋接線方式。10kV出線共24回，一期24回，採用單母線分段接線方式。無功補償電容器為2×6000（3000+3000）kvar，分別接入10kV兩段母線上。
圖1 110kV望石變電站主接線圖
各級電壓中性點接地方式。110kV側直接接地，由於主變壓器10kV側沒有中性點，而10kV側全部採用電纜出線，電網接地電容電流較大，故採用了站用電與消弧線圈共用的接地變壓器。
1.2 短路電流水平
根據終期（共兩期）雙繞組自冷變壓器的容量、空載損耗、負載損耗、短路阻抗等相關參數，考慮電網遠景規劃，按照三相短路驗算，並套用《國家電網公司輸變電工程典型設計110kV變電站分冊》中110kV變電站典型設計（方案B-1），確定110kV電壓等級的設備短路電流為kA，10kV電壓等級的設備短路電流為31.5kA。
1.3 主要電氣設備選擇
考慮城市噪音控制，選用雙繞組低損耗自冷變壓器，採用YNd11接線組別。因站址臨近海邊，空氣濕度大及鹽鹼度高，故110kV設備採用六氟化硫封閉式組合電器，斷路器額定電流為2000A，額定開斷電流為31.5kA。10kV設備選用N2X系列氣體絕緣開關櫃，N2X開關櫃採用單氣箱結構，每個開關櫃獨立一個氣箱，氣箱內安裝免維護的三工位開關和固封極柱式真空斷路器，通過插接方式與其他元器件組合，實現和滿足不同的主接線方式。該開關櫃分成三個間隔：高壓密封間隔，低壓控制間隔，電纜和TA間隔。斷路器為真空斷路器，主變壓器及分段迴路額定電流為3150A，額定開斷電流為31.5kA；出線迴路額定電流為1250A，額定開斷電流為20kA。
1.4 過電壓保護及接地
110kV及35kV設備全部選用金屬氧化物避雷器，並按照GB 11032-2000《交流無間隙金屬氧化物避雷器》之規定進行選擇。按照防直擊雷原則進行理論計算，在主建築屋頂安裝避雷帶及避雷針，用以保護主建築物及主變壓器。按照DL/T 621-1997《交流電氣裝置的接地》的規定進行電氣設備接地，主接地網由水平接地體和垂直接地體組成復合接地網，將建築物的接地與主接地網可靠連接，接地埋深0.8m。接地網實測電阻為0.43Ω。
1.5 站用電和照明
變電站遠景採用2台乾式接地變壓器500/10.5-80/0.4，每台總容量為500kVA，其中站用電額定容量為80kVA。兩台接地變壓器分別經斷路器接入10kV＃4、＃5母線上。站用電為380/220V三相四線制中性點直接接地系統，站用變壓器低壓側採用單母線分段接線。室外照明採用投光燈，室內工作照明採用熒光燈、白熾燈，事故照明採用白熾燈。事故照明為獨立的照明系統。
1.6 計算機監控系統
計算機監控系統為分層分布式網路結構，能完成對變電站所有設備的實時監視和控制。電氣模擬量採集採用交流采樣，保護動作及裝置報警等重要信號採用硬節點方式輸入測控單元。系統具備防誤閉鎖功能，能完成全站防誤操作閉鎖。具有與電力調度數據專網的介面，軟、硬體配置能支持聯網的網路通信技術及通信規約的要求。全站設有一套雙時鍾源GPS對時系統，實現整個系統所有裝置的時鍾同步。監控系統可對110kV及10kV斷路器、隔離開關、主變壓器中性點接地開關、主變壓器分接頭、無功補償裝置、站用電源、直流系統、UPS系統等多方面進行監控。操作控制功能按分層操作設計，達到了任何一層的操作、設備的運行狀態和選擇切換開關的狀態都處於計算機監控系統的監控之中。
1.7 保護裝置的配置
整個保護系統全部選用微機型保護裝置。主變壓器保護包括差動保護和後備保護，在主控室集中組屏安裝。10kV保護測控裝置採用保護測控一體化裝置，裝設在成套開關櫃上，10kV線路保護具有低周減載功能。另外，10kV系統還具有小電流接地選線功能。
1.8 直流系統
直流系統額定電壓為220V，設單組閥控式鉛酸免維護蓄電池組和雙套冗餘配置的高頻開關電源充電裝置，並設置一套微機型直流接地自動檢測裝置。蓄電池容量為100Ah。該系統還配置一台UPS，容量為3kVA，UPS系統為站內計算機監控系統、保護裝置、通信設備等重要二次設備提供不間斷電源。
1.9 圖象監控系統和火災探測報警系統
大樓入口處設置攝像頭；主控室、電容器室、接地變壓器室以及各級電壓配電裝置室均安裝室內攝像頭；主變壓器區安裝室外攝像頭。監控信號通過光纜傳送到調度主站，用以完成變電站全站安全及設備運行情況的監控。
站內配置一套火災報警系統。火災報警控制器設置在主控樓內。當有火災發生時，報警系統可及時發出聲光報警信號，顯示發生火災的地點，並通過通信介面和光纜，將信息最終傳至調度端。
2 結束語
該典型設計的變電站與常規室外布置變電站相比具有以下優點。第一，土地佔用面積不足常規變電站的三分之一。第二，該站臨近海邊，屬高污穢地區。所有配電設備均室內布置，尤其是110kV及10kV配電設備全部採用氣體絕緣全密封開關設備，有效地防範了污閃事故的發生。第三，配電設備檢修周期長，供電可靠性高。第四，採用接地變壓器，很好地解決了10kV電纜出線引起的電網接地大電容電流。第五，具備了無人值班的條件，實現了變電站無人值班。
應用110kV變電站典型設計，能大大提高生產效率，同時也對110kV變電站建設標准、設備規范、節約土地及資源消耗等方面有著重要意義。