变电站线路变压器组接线方式探讨论文_刘斌

变电站线路变压器组接线方式探讨论文_刘斌

(内蒙古大板发电有限责任公司 内蒙古赤峰市 025150)

摘要:线路变压器组接线方式是变电站主接线的最简单形式。本文详细阐述了变电站线路变压器组的接线方式。

关键词:线路变压器组接线;单母线接线;桥式接线

线路变压器组是一种简单清晰、占地少、投资省、继电保护配置简单、设备维护量小的接线方式,当一条线路故障,对应的一台变压器停运,对供电可靠性有一定影响,适用于终端变电站。

一、线路变压器组接线

线路变压器组接线是一种最简单的接线方式,其特点是设备少、投资省、操作简便、宜于扩建。同时,线路变压器组由于接线的简化,减少了所有电器的数量,因而减少了故障的可能性,从而提高了工作的可靠性。同时,也简化了配电装置的结构、节约了建设投资、减少了占地面积。

二、变电站主接线基本形式

1、母线接线。1)单母线接线。所有电源进线和引出线都连接于同一组母线上。单母线接线适用于出线回路少的小型变配电所,一般供三级负荷,两路电源进线的单母线可供二级负荷。2)分段单母线接线。①两路电源一用一备时,分段断路器接通运行。②两路电源同时工作互为备用时,分段断路器则断开运行。3)双母线接线。每个回路经断路器和两组隔离开关分别接到两组母线上。适用于有大量一、二级负荷的大型变配电所。4)双母线带旁路接线。双母线带旁路接线就是在双母线接线的基础上,增设旁路母线,其特点是具有双母线接线的优点,当线路(主变压器)断路器检修时,仍有继续供电,但旁路的倒换操作比较复杂,增加了误操作的机会,也使保护及自动化系统复杂化,投资费用较大,一般为了节省断路器及设备间隔,当出线达到5个回路以上时,才增设专用的旁路断路器,出线少于5个回路时,则采用母联兼旁路或旁路兼母联的接线方式。

2、无母线的主接线。1)线路-变压器组单元接线。其接线简单,设备少,经济性好,适于只有一台主变压器的小型变电所。2)桥式接线。它能实现电源线路和变压器的充分利用。3)多角形接线。其是将断路器和隔离开关相互连接,且每一台断路器两侧都有隔离开关,由隔离开关之间送出回路一种电气主接线的连接方式。

三、线路变压器组接线及适用场所

《城网导则》关于线路变压器组接线规定表明:线路变压器组接线适用于终端变电站,省却断路器的线路变压器组应配置远方跳闸装置,包括传送信号的通道。对于110 kV及以上的架空线且中性点接地的系统,当通道有困难时,也可采用带接地刀闸的快分刀闸来实现远方跳闸。上一级断路器跳闸后,快分刀闸打开,隔离故障。顾名思义,线路变压器组包含变压器供电的线路及变压器两部分,即“线路+变压器”。

线路变压器组接线方式,实质上是从简化继电保护和简化供配电系统一次接线角度出发,把给变压器供电的线路及变压器当作系统内的一个整体考虑,可省却变压器高压侧断路器及其继电保护中间环节的一种简约供配电系统主接线形式。也即是说,就是线路、变压器的过负荷、短路及变压器非电量保护驱动上级断路器跳闸,实现保护。

线路变压器组的变压器高压侧(即变压器侧)应设置维修隔离开关,维修隔离按《城网规范》及《城网导则》规定可采用断路器、负荷开关及带快速接地开关的隔离开关。规范规定了能断开负荷电流就可以,断路器分断能力远高于负荷开关,可作为变压器端维修断电开关,但一般不建议采用断路器这种价格较贵的开关。

线路变压器组接线的属性,决定了给变压器供电的线路没有分支线路,即变压器上级电源对变压器是采取放射式供电的。

线路变压器组接线方式按用户与电力系统间的关系可分两种情况:第一种为用于由电力公司所属的变电站供电的用户总降压变电所;第二种为用于由用户的总降压变电所或配电所供电的最末级电压等级的用户终端变电所。

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用户的总降压变电所是用户第一级变电所,当主变压器及供电线路组成线路变压器组时,远方断路器及继电保护在电力公司所属的上一级站内,故障跳闸需驱动电力公司变配电站出线断路器,并监测用户变压器故障情况。若用户站距上级电站线路较短,电源进线采用常规线路保护时的灵敏度已达不到规范要求,此时将采用线路纵联差动主保护,并建立差动保护通信通道。进线需要差动保护情况下,若某一用户变电站有一台主变或虽有两台主变但变压器一次侧并没有切换需要时,既然有了差动保护通信通道,就可与电力公司探讨实现线路变压器组保护方式,进而省去变压器高压侧断路器而以高压负荷开关等代之,降低断路器及相应继电保护的建设费用,但这种方式必须经电力公司同意,通常不容易实现。

用户终端变电所是用户所属供电系统的最末级,由于用户的总降压站或配电所与用户终端变电所属于同一用户管理,此时应首先考虑利用线路变压器组接线方式。只要上级站采用放射式供电的情况下,均可采用线路变压器组接线方式。

以此类推,当用户终端不仅有变压器还有少量的高压电动机时,也可采用类似的“线路+电动机组”的接线方式,能简化系统接线,工程实践中也经常采用。对终端变电所,当变压器台数比较多且布置分散,同时线路较长时,应在配电级数满足要求时设二级配电所后再采用线路变压器组接线方式,以减少电缆投资。

四、对线路变电器组接线方式分析比较

1、《工业与民用供配电设计手册》中关于线路变压器组接线方式有下列说明:①接线最简单、设备及占地最少。②变压器故障或检修时,线路停止供电,任一元件故障或检修,需整个配电装置停用。③适用于对二级负荷以下的供电,一回电源线路和一台变压器的小型变电站。

2、《电力工程电气设计手册-电气一次部分》称这种接线方式为“变压器一线路单元接线”,并明确其优缺点如下:①接线最简单,设备最少,不需高压配电装置。②线路故障或检修时,变压器停运;变压器故障或检修时,线路停运。

3、比较两本设计人员熟悉并常用的设计手册,对线路变压器组接线方式关于优缺点及适用范围问题大同小异:①两本手册对这种接线方式的优点意见相同,能使设备最少,用地最小,进而投资最省。②两本手册对其缺点也有基本一致的意见。这种接线方式不够灵活,例如,对终端变电站有2台变压器时,每台变压器均为线路变压器组接线方式与变压器高压侧采用内桥接线或单母线分段加母联的接线时相比较,此时线路变压器组接线下任何线路及主变故障或检修时,相对应的变压器及线路均需要停止运行,而采用内桥接线或单母线分段加母联接线时就可实现线路或变压器切换,进而减少因高压供电线路故障时的停电范围。

但实际上设计断路器数量最多的是用户终端变电站高压侧,即10 kV侧断路器。对给一级、二级及三级负荷供电的10 kV变电所,若2台变压器并且2路双重电源供电,2台变压器均采用线路变压器组接线,实际上也不需要10 kV侧切换电源,重要负荷均为变压器二次侧切换或最末级配电箱处自动切换就可以。针对终端变电所大可不必太顾虑切换灵活问题。

线路变压器组接线方式用于终端10 kV变电所时,能使系统接线简单可靠,投资最省,适用于常见所有10 kV终端变电所。对变电所高压侧有切换要求或有配出或有穿越功率时,应采用桥接线、母线接线等其它接线方式。

五、结语

综上所述,变电气主接线方式主要有单母线接线、单母线分段接线、桥形接线、多角形接线、双母线接线、双母线分段接线、线路变压器组接线等多种方式。同时,线路变压器组接线方式具有接线简洁、继电保护配置简单、设备维护量小的特点,可节省工程投资,有着广泛的应用前景。

参考文献:

[1]中国电力企业联合会.GB50613城市配电网规划设计规范[S].北京:中国计划出版社,2014.

[2]中华人民共和国国家电网公司.Q/GDW156城市电力网规划设计导则[S].北京:中国电力出版社,2014.

[3]中国航空规划设计研究总院有限公司.工业与民用供配电设计手册[M].北京:中国电力出版,2016.

论文作者:刘斌

论文发表刊物:《河南电力》2019年1期

论文发表时间:2019/9/2

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