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摘要：在区域电网电力系统的电能传输的过程中，由于孤立电网运行的特点， 220kV变电站发挥着枢纽变电站的作用，它为整个电力系统的安全、稳定运行提供保障的基础，分析在区域电网系统中的220kV 枢纽变电站一次系统具有极其重要作用和意义。文章主要对区域电网220kV枢纽变电站一次系统进行探析，为类似变电站技术工作提供技术参考。
关键词：区域电网； 220kV；枢纽变电站；一次系统
前言
在区域电网的建设中，220kV枢纽变电站是电力系统中的核心电力设施之一，它承担着区域电网电力系统电压变换、接受和分配电能、对电压进行调整等电力系统核心功能，同时也能控制电力系统潮流的流向，从而对整个电力系统的安全稳定与经济运行产生重要影响。由于区域电网网架结构薄弱，采用孤网运行方式，存在电源容量小，系统稳定性差，用电负荷特殊等问题，为保证电力系统的安全稳定和高效运转，有必要对变电站的一次系统进行分析。
1. 220kV枢纽变电站主变压器
根据现有电力系统的调查分析和电力系统中长期电力负荷需求预测以及潮流分析结论，结合本区域电网规划建设情况，通过分析典型设计方案，计算变电站需要的变电容量，查阅相关行业标准与技术要求，选择主变压器的容量为2×180MVA。
变电站设三个电压等级，分别为220kV、110kV、10kV，所选择的主变压器为三绕组变压器，型号为SFSZ11-180000/220，接线组别YN,yn0，d11，额定电压比230/115/10.5，阻抗电压百分比分别为Ud（1-2）=14%，Ud（1-3）=23%，Ud（2-3）=8%。
主变中心点接地方式为：220kV及110kV侧采用经隔离开关和保护间隙接地方式，10kV侧采用不接地方式。
2. 220kV枢纽变电站电气主接线
2.1主接线的基本要求
2.1.1可靠性
枢纽变电站中电气主接线的可靠性是满足整个区域电网电力系统稳定运行的根本条件，影响电气主接线可靠性的主要方面包括各种电气设备元件的可靠性参数、主接线方式、电网系统结构，如断路器、隔离开关、母线、继电保护装置等电气设备元件的可靠性。电气主接线应满足电气设备检修时减少对区域电网系统供电的影响，设备和线路故障检修时，减少停电用户的数量和停电时间，以保证对重要用户的供电。
2.1.2灵活性
枢纽变电站中主接线正常运行时可以根据调度的要求灵活的改变运行方式，达到调度的目的，而且在各种事故或设备检修时，能尽快地退出设备，切除故障，停电时间最短、影响范围最小，并且在检修时可以保证检修人员的安全。
2.1.3经济性
主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上，还应使投资和年运行费用小，占地面积最少，使其发挥最大经济效益。
2.2枢纽变电站的几种主接线方式
影响变电站的电气主接线选择结果的要素有变电站在区域电网系统中所处的环境和地位、负荷的性质、出线回路数、区域电网结构等。主接线代表变电站电气部分的主体结构结线方式，同时还是电力系统网架结构中不可替代的组成部分，它与电力系统的运行可靠性、电气设备的选择、各电压等级配电装置布置、继电保护配置及安全自动装置的设计、主要电力负荷的特性及分布情况等方面都有着密切的联系。
2.2.1单母线接线及单母线分段接线
（1）单母线接线。单母线接线的每一回路都通过一台断路器和一组母线隔离开关接到这组母线上，这种接线方式的优点是简单清晰，设备较少，操作方便和占地少。缺点是供电可靠性低。
（2）单母分段接线。用分段断路器对单母线进行分段，可以提高供电可靠性和灵活性；当一段母线发生故障，通过分段断路器切除故障段母线，减少停电范围，缺点是母线故障或检修时，仍有停电回路。
2.2.2双母线接线及双母线接线分段接线
（1）双母线接线。双母接线就是布置两组母线可同时相互进行备用的电气主接线方式。利用母线联络断路器将两组母线互相联系在一起。它的主要特点有供电可靠、调度灵活、便于扩建等。
（2）双母线分段接线。为使母线故障的停电范围进一步缩小，可应用双母分段接线，把工作母线分为两段，每一段工作母线利用各自的母联断路器与备用母线相连，把出线回路以及电源在两段工作母线上均匀地分布。双母接线分段接线具有更高的可靠性，当其中一段工作母线出现故障后，通过继电保护的作用下，退出故障段母线运行，将故障段母线所连的回路切换到备用母线上，即可恢复供电。缺点是增加了断路器数量，增加占地面积，投资有所增加，但不仅具有双母线各种优点，并且任何时候不会造成非故障回路停电，有很高的可靠性和灵活性。
2.3枢纽变电站电气主接线选择结果
电压等级： 220/110/10kV
各电压侧出线回路数如下：
220kV：14回，接线方案：双母线分段接线
110kV：8回，接线方案：双母线接线
10kV：12回，接线方案：单母分段接线
3.主要配电装置的型式
3.1短路电流计算
按2030年系统容量水平设置计算条件，计算结果如下表：
3.2电气总平面布置
区域电网枢纽变电站的主变压器布置在变电站中区，220kV和110kV配电装置采用户内GIS双列布置，分别布置在站区北侧及东侧，其中220kV和110kV 出线线路电压互感器采用户外敞开式常规布置，10kV配电装置采用户内双列布置；10kV电容器组和电抗器采用户外常规布置。
3.3主要配电装置型式
母线采用三相共箱式主母线，额定电流3150A；220kV SF6断路器采用三相联动分相操作机构，额定电压252kV，额定电流3150A，额定开断电流50kA（3S）；220kV 隔离开关额定电压252kV, 额定电流3150A，额定开断电流50kA（3S）；220kV电流互感器额定变比2×2000/1A; 220kV电压互感器变比220/0.1/0.1/0.1/0.1kV。110kV SF6断路器采用三相联动共箱式操作机构, 额定电压145kV，额定电流3150A,额定开断电流40kA（3S）；110kV 隔离开关额定电压145kV, 额定电流3150A，额定开断电流40kA（3S）；110kV电压互感器变比2×1200/1A，110kV电压互感器变比110/0.1/0.1/0.1/0.1kV。电容器组无功补偿装置容量2×（4×8Mvar），串联电抗器电抗率5%和12%；并联电抗器容量2×（2×10Mvar）；
4.继电保护和自动装置
变电站采用计算机监控系统，按无人值班设计。 通过计算机监控系统实现全站电气设备的就地及远方控制、测量、信号和调节要求，分就地、站内远动、远方遥控三种方式。同时只有一种控制方式有效，五防内置于监控后台系统。
5.防雷保护与接地
变电站共设置14支25m∽30m构架避雷针作为变电站直击雷防护装置，考虑雷电波入侵，在各电压等级级母线、出线、无功补偿装置、站用电等处装设金属氧化物避雷器。避雷器选型满足《交流电气装置过电压保护及绝缘配合》要求，接地系统的跨步电压和接触电势满足规程规范要求。
6.结束语
文章对区域电网220kV枢纽变电站一次系统分析，归纳了区域电网枢纽变电站一次系统技术的要点，列举案例，对区域电网建设同类型220kV枢纽变电站技术工作具有一定的参考意义。
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论文作者:文元利
论文发表刊物:《基层建设》2015年15期
论文发表时间:2015/9/23
标签：母线论文; 接线论文; 变电站论文; 电网论文; 枢纽论文; 区域论文; 电压论文; 《基层建设》2015年15期论文;