220kV变电站电气主接线图设计

《工业控制计算机））２０１７年第３０卷第５期　１４７　２２０ｋＶ变电站电气主接线图设计　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｍａｉｎ　Ｗｉｒｉｎｇ　Ｄｉａｇｒａｍ　ｏｆ　２２０ｋＶ　Ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ　高　祯　欧　洋　李连强　（青岛大学自动化与电气工程学院，山东青岛２６６０７１）　摘要：考虑到２２０ｋＶ变电站在实际生活中的重要作用，主要针对的是２２０ｋＶ变电站电气主接线图的设计研究，以一个　中小城市为前提，在考虑了变电站与用户的使用安全、经济因素、环境因素、变电站的选择、接线种类以及各种安全隐患等　因素后，并严格按照国家标准设计了变电站接线图，具有一定的实际价值。主接线图选择了２２０ｋＶ、１１０ｋＶ与１０ｋＶ三个符　合实际使用的变压等级，有多个接线方案最后选择最合适的一种方案，并对各个等级分别进行了介绍。　关键词：２２０ｋＶ变电站，电气接线图，分析设计　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｒｏｌｅ　ｏｆ　２２ＯｋＶ　ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｒｅａｌ　ｌｉｆｅ．ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｓ　ｍａｉｎｌｙ　ａｉｍｅｄ　ａｔ　２２０ｋＶ　ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｗｉｒｉｎｇ　ｄｉａｇｒａｍ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｓｔｕｄｙ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｔａｋｅｓ　ａ　ｓｍａｌｌ　ｃｉｔｙ　ａｓ　ａ　ｐｒｅｒｅｑｕｉｓｉｔｅ　ｔｏ　ｃｏｎｓｉｄｅｒ　ｔｈｅ　ｕｓｅ　ｏｆ　ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｕｓｅｒ　ｓａｆｅｔｙ。ｅｃｏｎｏｍｉｃ　ｆａｃｔｏｒｓ，ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｆａｃｔｏｒｓ．Ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ，ｗｉｒｉｎｇ　ｔｙｐｅｓ　ａｎｄ　ａ　ｖａｒｉｅｔｙ　ｏｆ　ｓｅｃｕｒｉｔｙ　ｒｉｓｋｓ　ａｎｄ　ｏｔｈ—　ｅｒ　ｆａｃｔｏｒｓ　ａｎｄ　ｉｎ　ｓｔｒｉｃｔ　ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｎａｔｉｏｎａｌ　ｓｔａｎｄａｒｄ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ　ｗｉｒｉｎｇ　ｄｉａｇｒａｍ　ｈａｓ　ｓｏｍｅ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｖａｌ—　ｕｅ．Ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｗｉｒｉｎｇ　ｄｉａｇｒａｍ　ｉｎ　ｔｈｅ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｓｅｌｅｃｔｅｄ　２２０ｋＶ，１　１　０ｋＶ　ａｎｄ　ｔ　０ｋＶ　ｔｈｒｅｅ　ｉｎ　ｌｉｎｅ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ａｃｔｕａｌ　ｕｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｌｅｖｅｌ，　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｈａｓ　ａ　ｎｕｍｂｅｒ　ｏｆ　ｗｉｒｉｎｇ　ｏｐｔｉｏｎｓ　ｔｏ　ｃｈｏｏｓｅ　ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ　ｏｐｔｉｏｎ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｇｒａｄｅｓ　ａｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：２２０ｋＶ　Ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ，ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｗｉｒｉｎｇ　ｄｉａｇｒａｍ，ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｄｅｓｉｇｎ　２２０ｋＶ变电站作为生活中常用的供电设备，其设计与设备现　由《电气设计手册》可知１　１０ｋＶ以上选择中性点直接接地，　今也发展相对成熟，随着经济的发展其建设规模也得到较大程度　因此２２０ｋＶ与１　１０ｋＶ选择直接接地的方式，３５ｋＶ不选择此接　的增长。为了更方便地管理变电站，对设计者的设计提出了相应　地方式，主变压器接地方式可选择ＹＮ／Ｙｎ０／ｄ一１　１。　的要求［』］：考虑设计的经济因素，能够降低运行成本，符合国家设　２所用电气接线的设计　计规范，方便日常维护维修，具有较快的工作效率。变电站的设计　２．１　２２ＯｋＶ侧接线选择　要具有一定的适应能力，能够正常应对当地各种极端情况，还要　（１）单母线接线　保证占地面积相对较小以满足逐渐紧张的土地需求，将噪声等有　优点：接线清晰简单，经济方便。　害影响降到最低。当然最重要的是变电站要采用灵活的接线方　缺点：不够灵活，一旦设备检修会造成大面积停电。　式，这样不但在工作受到阻碍或维修时能够将损失减少到最小，　（２）单母线分段接线　还能适应不同时期电网的发展，不断更新设备增加使用年限。在　优点：首先具有单母线的优点，其次在设备检修时可分段检　变电站设计时最重要的是变电站主接线图的设计，与各电器的选　修，非检修部分仍可正常工作，更加灵活。　择遵循以上设计原则。本文中详细介绍了接线、用电器与发电机　缺点：与单母线相比不够经济。　的选择原则，变电站的设计依据　基本原则与维护原理　。变电　（３）双母线接线　站的安全问题也至关重要，刘小高提出解决避雷器的安全问题距　优点：供电安全，依次检修每组母线时可以保证不停电，最　离　，潘楠提出电压互感器之间常见的故障与原因＿６］。近年来为了　重要的是可采用隔离开关进行轮换操作来检修故障的母线，并　解决能源危机，变电站也得到了不断发展，例如智能变电站就逐　且不耽误给用户供电。也可以采用备用母线，当故障母线进行检　渐得到人们的关注。智能变电站对智能设备、电子互感器等新兴　修时且不会造成大规模停电。　电子设备提出了更高的要求。并且相对于传统的变电站，智能变　缺点：花费较大，并且采用了隔离开关使电路更加复杂，在　电站采用的智能设备在继电保护上，结构产生了巨大的变化，对　隔离开关倒换操作时容易造成误操作，因此要在隔离开关与断　用电保护提供了最新的保证，具有重要意义ｌ７］。智能变电站先进、　路器之间加连锁装置。　可靠、集成、低碳、环保，以全站信息数字化、通信平台网络化、信　结论：考虑到２２０ｋＶ侧接线枢纽变电站，安全可靠是首要　息共享标准化为基本要求，自动完成了信息采集、控制、保护等功　条件，方案一与二具有不安全因素，所以采用双母线接线方式。　能。以此为发展点已有许多学者做出了突出贡献［８－９］。　２ｌ２　１１０ｋＶ侧接线设计　１主变压器的选择　（１）单母线接线　以中小城市为考虑前提且保证用电安全，因此选用两台变　优点：接线清晰简单，经济方便。　压器，当一台变压器停止工作时由另一台变压器供电仍可保证　确定：不够灵活，一旦设备检修会造成大面积停电。　大部分用户的正常用电。　（２）具有分段断路器与旁路母线接线的单母线接线　容量：１２０ＭＶＡ　优点：接线较为简单，并且与单母线相比安全性能更为可　型号：ＳＦＰＳＺ７－１２００００　靠，更加灵活，在检修电路时可不必中断该回路。　容量比：１０Ｏ／１００／５０　缺点：不够经济，投资大。　变比：２２０／１２１／１１　（３）双母线接线　卒载损耗（ｋｗ）Ｉ负载损耗（ｋｗ）　空载电流（％）　Ｕｌ一２％　Ｕｌ一３％　Ｕ２—３％　优点：供电安全，依次检修每组母线时可以保证不停电，最　１１８　Ｊ　４２５　Ｏ．８　１４　２３　７　重要的是可采用隔离开关进行轮换操作来检修故障的母线，并　１４８　２２０ｋＶ变电站电气主接线图设计　且不耽误给用户供电。也可以采用备用母线，当故障母线进行检　修时且不会造成大规模停电。　和３５ｋＶ电压，１　１０ｋＶ处为具有分段断路器与旁路母线接线的　单母线接线，在３５ｋＶ电压处为单母线接线并接入用电负荷，具　缺点：花费较大，并且采用了隔离开关使电路更加复杂，在　体接线图如图２所示。　隔离开关倒换操作时容易造成误操作，因此要在隔离开关与断　ｉＩ压避缝　路器之间加连锁装置。　结论：考虑到供电的可靠性与经济性方，案二更符合要求。　其一１｛叭ｌ＿．－。ｌ　＼　、　ｌ　因此选择具有分段断路器与旁路母线接线的单母线接线。　凰　●　Ｉ１、ｌ　２．４　３５ｋＶ侧接线设计　（１）单母线分段接线　优点：首先具有单母线的优点，其次在设备检修时可分段检　修，非检修部分仍可正常工作，不影响供电，更加灵活。　缺点：与单母线相比不够经济。　（２）双母线接线　优点：供电可靠，可以在不停电的前提下轮流检修每一组母　校，当其中一组母线故障时可采用隔离开关进行轮换操作迅速　恢复供电，也可以采用备用母线，当故障母线进行检修时且不会　造成大规模停电。　图２电气接线图　４结束语　缺点：花费较大，并且采用了隔离开关使电路更加复杂，在　隔离开关倒换操作时容易造成误操作，因此要在隔离开关与断　本文的设计方案运行灵活，不但在维修时不影响供电，而且　路器之间加连锁装置。　相对简单操作，最大程度上避免了误操作，使危险因素降到最　结论：虽然方案二具有较高的稳定性，但是投入太高不够经　低。今后将进一步研究引入智能系统的变电站设计。　济，并且方案一也具有较高的安全稳定性比较符合供电要求且　经济实惠，因此选择方案一。考虑到３５ｋＶ侧电气接线后直接跟　参考文献　【１］梁鹏ｌ２２０ｋｖ变电站设计【Ｊ］．电子制作，２０ｔ４（２２）：１７３—１７４　用电设备因此考虑每段由７条回路如图１所示：　［２］朱岚．探讨２２０ｋＶ变电站设计［Ｊ］．城乡建设，２０１０（５）　’　ＷＬ　［３］周绍奎，严子斌．关于２２０ｋＶ变电站设计与研究［Ｊ］．通讯世界，２０１５　。４　ｌ　ｆ　（１）：７４－７５　［４］刘晓苏Ｉ２２０Ｋｖ变电站变压器的运行原理及维护分析［Ｊ］．现代工业　经济和信息化，２０１４，１　１（２１）：７０—７１　［５］刘小高．２２０ｋＶ变电站避雷器与主变压器之间距离的校验［Ｊ　ＪＩＪ　西　，———）Ｌ　——ｒ——）＾一缸缸　电业，２０１３（１２）：１０２－１０４　［６］潘楠．２２０ｋＶ变电站电压互感器的常见故障及原因分析［Ｊ］．企业技　｛ｑＦ　术开发，２０１５，３４（１　１）：８８—８９　ＱＦ　［７］孟伟杰，陆兴．２２Ｏｋｖ智能变电站设计关键问题分享［Ｊ］．电力与能　源，２０１３，３４（５）：４８２—４８５　Ｓｌ　图１　３５ｋＶ侧电气接线图　［８］刘青胜，潘卓，周燕飞．虹桥２２Ｏｋｖ智能变电站设计与应用［Ｊ］．信息　安全与技术，２０１１（１１）：６１—７７　３主电气接线图　［９］黄均恒．２２０ｋＶ智能变电站设计与自动化系统分析研究［Ｊ］城市建　在选择各等级电压的接线种类、安全性能与经济性能后，综　设理论研究，２０１５（１９）　合考虑设计了变电站电气主接线图，从２２０ｋＶ侧接如高压，　ｉ收稿日期：２０１７．１．１５ｌ　２２０ｋＶ处为双母线接线，接线出来后再由变压器分别接１１Ｏｋｖ　（上接第１４４页）　［Ｊ］．计算机应用与软件，２０１５，３２（１）：１２８—１３１　提供了更快的连接速度，更高的事务吞吐量，提升了复制速度，带来　【２］郭玉江．基于ＨＴＭＬ５的跨平台移动内容管理系统的设计与实现【Ｄ］．　了内存和其他增强功能，从而实现更高的性能和更强的可管理性。　杭州：杭州电子科技大学，２０１５　４结束语　［３］Ｂｒａｄ　Ｄａｙｌｅｙ著，王肖峰，郑凯．ＡｎｇｕｌａｒＪＳ开发秘籍［Ｍ］．北京：清华　通过对ＷｅｂＡｐｐ的开发和应用可以发现，ＷｅｂＡｐｐ相对于　大学出版社，２０１５　原生Ａｐｐ在某些方面仍有不足，在用户体验方面仍有优化的空　［４］黄悦深．基于ＨＴＭＬ５的移动ＷｅｂＡｐｐ开发［Ｊ］．图书馆杂志，２０１４　间，但开发成本低、跨平台和维护方便仍是其巨大的优势。　（７）：７２－７７　在移动应用快速发展的今天，移动病房ＷｅｂＡｐｐ应用能弥　［５］袁南星基于ＨＴＭＬ５＋ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ的移动用户环境自适应［Ｊ］．电脑　与电信，２０１５（１２）：４４－４６　补医院现有信息系统在移动端的不足，在家庭、医院和养老院等　［６］李汝佳，胡婧．基于Ｎｏｄｅｊｓ的异步非阻塞服务器研究［Ｊ］．Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　场所能够扮演重要的角色。　Ｓｃｉｅｎｃｅｋｓ＆ｋｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，２０１３，０３（３）：１９１—１９４　［７］Ｄｉｃｋｅｙ　Ｊ　Ｗｒｉｔｅ　ｍｏｄｅｒｎ　ｗｅｂ　ａｐｐｓ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ＭＥＡＮ　Ｓｔａｃｋ【Ｍ］　参考文献　Ｐｅａｃｈｐｉｔ　Ｐｒｅｓｓ，２０１　５　［１］陆晨，冯向阳，苏厚勤．ＨＴＭＬ５　ＷｅｂＳｏｅｋｅｔ握手协议的研究与实现　［收稿Ｅｌ期：２０１７．１．９】