变电站设计方案论文

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1设计方案分析

2014年3月，基于与业主方多轮技术谈判及现场踏勘成果，中水对外公司组织设计单位编制完成了《老挝500kV输变电项目川圹-纳塞通段可行性研究报告》，最终确定变电设计方案如下:

1.1变电站设备布置方案

目前老挝常见的变电站大多采用常规户外布置，即变电站内的主要设备(如主变压器、开关装置等)安装在露天场所。事实上，除了此类布置方案，最常见的另一种布置形式是气体绝缘开关设备(GIS)布置。由于采用了SF6气体作为绝缘介质，大大压缩了绝缘所需的空间距离，GIS系统的空气绝缘距离仅仅是户外开关设备(AIS)系统必要空间的15%，且由于设备全部封装于套管，其耐污性能较常规AIS设备要好。因此，GIS系统在场地较为狭窄、高污染地区具有较好的适用性，但该系统及其相关的土建、建筑成本大约是AIS系统的近2倍。因此，在进行系统选择时，必须结合涉及的站址实际情况，通过技术经济比较，合理予以选择。对于空间限制地区(如城市中心、工业区等)或高污染地区，GIS系统是必要且合理的选择。但对于空间条件较好、污染程度较低的地区，应该首选AIS系统。考虑到22kV开关柜比敞开式配电装置设备价格约增加80%～90%，针对该项目，22kV侧同样采用敞开式配电装置。

1.2主接线形式分析

500kV和230kV侧电气主接线，对双母线接线、3/2接线和4/3接线三种常用接线形式进行了比较，结果见下页表。从下表不难看出，针对该项目将作为老挝国家电网动脉这一定位，双母线接线存在全站停电的致命缺陷，因此500kV系统不采用。目前国内变电站500kV侧接线方式主要采用3/2或4/3断路器接线。但4/3断路器接线，只有当进出线回路较多时才能保证在一个元件检修时系统不会开环运行。综合线路的出线回路数和变电站的重要性，该项目500kV侧接线采用3/2断路器接线方式。对于230kV侧电气主接线的比较亦然。每台主变22kV侧均采用单母线接线，22kV进线侧装设总断路器，各无功补偿回路装分断路器。

1.3主变压器选择

该项目主变压器采用单相自耦无励磁调压变压器，每相额定容量250/250/80MVA，额定电压525/槡3/230/槡3±2×2.5%/22kV，高压-中压阻抗12%，中压-低压阻抗30%，高压-低压阻抗46%，冷却方式为自冷/风冷(ONAN/ONAF)，消防方式为排油充氮。

1.4其他主要电气设备设计方案

a.高压并联电抗器。根据系统一次分析结果，在500kV丰沙湾变电站中有必要同期安装并联电抗器，以限制过电压升高危及绝缘。因此，该项目将在500kV丰沙湾—端西线路的丰沙湾侧同期安装2台500kV高压电抗器。

b.低压并联电抗器。根据系统一次分析结果，在500kV丰沙湾及500kV端西变电站中低压侧有必要同期安装低压并联电抗器，以平衡系统中的无功功率。因此，低压并联电抗器将并联于主变低压侧。

c.低压并联电容器。根据系统一次分析结果，在500kV丰沙湾及500kV端西变电站中有必要同期安装并联电容器，以保持整个电网的无功平衡。电容器将并联于主变压器的低压端(22kV侧)。

d.接地系统。在新建的500kV丰沙湾站、端西站及扩建的230kV纳塞通站中，地下接地系统将采用网状形式妥善铺设，形成可靠的散流接地网，以保证当发生任何接地故障时，故障入地电流在地中引起的电位提升，不会危及运行人员及相关电子设备、仪表的安全。变电站安装的所有设备都将采用可靠的连接方式，有效地连接到接地系统。接地系统的接地电阻应符合IEC相关标准以及老挝国家标准。

e.相关灾害对策:灰尘/盐污染。变电站地区受灰尘污染影响的，应在设计时根据污染程度采取适当的对策。针对老挝实际情况，设计时不需特殊考虑盐污染。考虑到该项目站址周边无明显的污染源，站址周边环境良好，该工程考虑按照IEC标准中“轻度”的等级选择设备爬电距离。设备爬电距离将为25mm/kV。雷电。该项目将在输电线路进入变电站的一段线路上采取装设避雷线、调整保护角等措施来降低雷电侵入波对变电站的危害。同时，变电站内还将同步建设避雷针、避雷线、屋顶避雷带等设施，以有效防止直击雷危害。洪水。该项目将结合水文地质分析，适当提高站址高程，以保证该站址高度位于洪水位之上，使项目建成后，变电站不受洪水威胁。火灾。该项目在设计时充分考虑相关设备的防火间距要求，在室外设置主变事故排油系统、事故油池并配备主变压器充氮灭火系统。在相关建筑物内配备足够的灭火设施。同时，全站还将设置火灾报警系统，当站内主要建筑、变压器发生火灾时，可与变电站微机综合自动化及图像监控系统进行数据通信、远传，同时通过火警电话通报火情，以便采用正确灭火的措施。地震。该项目在相关土建设计时，考虑采用合理的措施，提高相关建筑物、构架、支架的抗震性能。

f.环境考虑:噪音。该项目针对导线设备的绝缘水平进行了合理考虑，使相关设备的电晕水平控制在合理水平，不发出干扰噪声。振动。该项目设计时通过合理选择设备及导体，保证设备及相关构架、支架的振动在合理范围内。环保。该项目在设计过程中，充分重视对所涉及自然环境的保护，通过合理选择设备及导体，保证无线电干扰、电磁辐射等相关指标符合IEC及老挝相关标准。通风。变电站主控室、通信机房、蓄电池室、通信电源室、主控室、休息室、值班室和其他辅助建筑等在设计过程中均采用自然通风的方式。其中蓄电池室、电源室设置事故通风系统。

2结语

综合对项目所涉及各变电站设计中不同设备、不同设计方案的技术及经济性分析，最终确定:500kV丰沙湾变电站，本期建设1台主变压器，500kV、230kV、22kV三个电压等级，500kV采用一个半断路器接线，230kV采用一个半断路器接线，22kV采用单母线接线。均采用敞开式设备。500kV端西变电站，本期建设1台主变压器，500kV、230kV、22kV三个电压等级，500kV采用一个半断路器接线，230kV采用一个半断路器接线，22kV采用单母线接线。均采用敞开式设备。230kV纳塞通变电站，本期扩建230kV两个不完整串，主接线形式不变。目前上述方案已得到了老挝政府主管机构的认可，为该项目未来实施打下了基础。

作者:胡剑波单位:中国水利电力对外公司