500kV变电站建设技术研究论文_王磊1,杜刚2

500kV变电站建设技术研究论文_王磊1,杜刚2

(1国网安徽省电力有限公司经济技术研究院 安徽合肥 230000;2国网安徽省电力有限公司建设分公司 安徽合肥 230000)

摘要:随着全社会现代化建设进程的加快,人民的用电需求也日益增加。超高压高电压输电技术因其传输功率大、覆盖面积广、线路损耗低等特点,成为了电网进行大范围、高需求供电的首要选择。超高压变电站作为输电供电的中转系统,其发展建设直接决定了电网整体结构的优劣以及用户的用电质量。因此,对于超高压变电站建设技术研究的意义重大。本文以500kV超高压变电站为例,分别对其选址、网络结构以及可行性等方面展开了技术研究,

关键词: 500kV超高压变电站;建设技术;选址;系统结构;可行性研究

1 引言

近年来,随着全社会用电需求的不断攀升,我国电网的规模也在持续扩张,配电结构从国家到地区层层联结、环环相套其复杂程度达到了前所未有的高度。针对重大城市市中心或工业产业园区等符合需求量较大的地区,500 kV高压变电站开始陆续投人建设。500kV变电站作为地区内供电枢纽,合适的建设选址有利于优化电网整体框架、缓解高负荷地区供电压力。本文针对500kV超高压变电的建设技术进行研究,从变电站选址、结构以及可行性等方面入手并展开讨论,为当前500kV变电站建设方案的制定提供一定的参考。

2.500kV变电站选址原则

根据我国目前电网结构,含有500kV变电站的输电线路通常为:发电厂生产电能输送到500kV电网,随后电能经由500kV输电线路送至500kV变电站,电能经过站内变压器降压再由200kV输电线路并入200kV电网。可见,500kV超高压变电站在电能输送的过程中起到关键的承接作用。500kV超高压变电站选址原则主要有以下几点:

(1)简化区域网架结构

全国大部分地区的电力系统由于用电需求的攀升,在没有合理规划的情况下,电网结构在进行了各种线路升级、设备更新之后已经变得错综复杂,这种复杂的供电网络一旦发生故障不仅牵连巨大,而且对于故障点的排查工作也很难进行。因此,在保障500kV超高压变电站能进行安全可靠完成区域变电任务的前提下,应合理选择安装地址,在不增加供电网络复杂性的同时,还要尽可能的去简化当前网络结构,使区域内核心供电线路的脉络更加清晰。

(2)局部短路电流较大区域应优先选择

现代化的区域供电系统间联系紧密,一旦局部设备发生短路现象,系统中的短路电流将急剧升高,对网内其它设备的安全运行造成影响。500kV变电站的投入对缓解短路电流异常升高的现象有着明显的作用,因此在对变电站进行选址时,短路电流频繁超标的区域应进行优先考虑,优先保障“重灾区”的有效供电,能极大得提升整片区域电网的安全供电。

(3)建设地址应有稳定的电源支撑

500kV作为超高压设备在正常运行时需要电能充足,供电稳定的就地电源进行支撑。为保证电网对用户进行持续有效的供电,500kV超高压变电站需要时刻保持正常工作,变电站一旦发生停滞现象将中断整片区域内的电能传输。因此就需要建设地址处应有能满足变电站正常工作需求的电量的接入电源,为电网系统供电可靠性提供保障。

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3 500kV变电站网络结构

超高压变电站通常根据三层两网模式设计,三层包括站控层、间隔层以及过程层;两网是站控层网络与过程层网络,而间隔层的网络通讯则可在站控层或过程层中实现。

站控层网络设备包括站控层中心交换机和间隔交换机。站控层中心交换机连接数据通信网关机、监控主机、综合应用服务器、数据服务器等设备间隔交换机链接间隔内的保护、测控和其他智能电子设备。间隔交换机与中心交换机通过光纤连成同一物理网络。两种交换机负责对变电站中各种保护装置,监控装置所发出的实时信息进行传输,共同构成双重化星型连接的网络,这种双重网络能确保在其一工作繁忙时,另外的网络作为后备补偿,且网络带宽及地址的设定都会确保关键信息的传输万无一失,保证变电站网络的可靠性。

过程层网络同样是由GOOSE网和SV网共同构成的双重网络结构。GOOSE网用于间隔层和过程层设备之间的状态与控制数据交换。GOOSE网一般按电压等级配置,220kV以上电压等级采用双网,保护装置与本间隔的智能终端之间采用GOOSE点对点通信方式。SV网用于间隔层和过程层设备之间的采样值传输,保护装置与本间隔的合并单元之间也采用点对点的方式接入SV数据。

4.500kV变电站可行性研究

一般针对500kV变电站的可行性研究会从理论计算与经济性两方面展开。

理论性计算包括根据供电网络结构对网络潮流进行计算,区域内最大短路电流计算以及电网暂态稳定性计算等,而计算数值来源于对区域内网络的故障进行模拟,通过对常见故障进行穷举的方法,模拟出故障发生时网内潮流的变化,并结合相关理论公式进行计算对变电站的鲁棒性进行评估。

经济性方面则需要考虑在实际的变电站建设过程中变电站的建筑工程费用,设备成本,对原先线路及设备的改造费用以及变电站未来一段时间的经济效益等等,然后在根据区域供电需求权衡得出变电站的实际建造规模。此外,由于今年来国家对于社会基础设施建设的大力扶持,电力行业相关基建的补贴也在逐年提高,经济性指标仅作为变电站可行性研究中的一个辅助标准,主要的可行性还是依靠理论计算来决定。

5 结束语

随着全社会现代化建设进程的加快,电力作为各行各业的能源支柱,在其重要性不断提升的同时需求量也在与日俱增。500 kV变电站作为电力输送中的枢纽单位,是确保各单位安全有效用电的重要设施。因此,针对其建设技术的研究就显得尤为关键。本文选取了500kV超高压变电站建设技术中的三个重要方面:选址、网络结构、可行性分析,进行了简要的介绍与分析,其中针对变电站的网络结构建设与可行性分析,行业中已经形成了一套成熟的操作流程,所以选址就成为了变电站建设技术中最为关键的一环,需要通过多方面的计算与评估来进行决策。

参考文献:

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[5] 程明, 李春霆. 探讨500kV变电站的智能化改造技术研究[J]. 电子制作, 2016(z1):143-144.

论文作者:王磊1,杜刚2

论文发表刊物:《电力设备》2018年第22期

论文发表时间:2018/12/6

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