110KV智能GIS變電站設(shè)計

1、110KV智能GIS變電站設(shè)計摘要：隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，110 千伏電壓等級電網(wǎng)逐步完善，110 千 伏變電站建設(shè)規(guī)模大幅增加。根據(jù)新的設(shè)計理念，合理規(guī)劃、優(yōu)化設(shè)計、土地壓 縮和合理利用，以及技術(shù)經(jīng)濟方案的合理性，已經(jīng)成為越來越重要的指標。因此 在設(shè)計過程中，先進的設(shè)計亮點、設(shè)計思路、設(shè)計理念、設(shè)計案例等。需要廣泛 借鑒和吸收，從而達到優(yōu)化 110 千伏變電站設(shè)計的目的。關(guān)鍵詞：llOkV；智能變電站；電氣設(shè)計；一、GIS變電站的優(yōu)點節(jié)約土地、占地面積小、技術(shù)先進、運行可靠。GIS變電站解決了隔離開關(guān) 的運行可靠性難題。在 AIS 變電站內(nèi)戶外高壓隔離開關(guān)是受環(huán)境和氣候影響最大 的電氣設(shè)備

2、之一。由于惡劣的條件，幾年過去后，風、雨、雪、霜、太陽、熱、 灰塵、鹽霧、污穢、鳥蟲等環(huán)境和氣候條件，容易導致隔離開關(guān)發(fā)生機械或電氣 故障，接觸表面積灰污染，腐蝕，復合膜的表面接觸電阻增加，溫度太高。根據(jù) 操作經(jīng)驗，戶外隔離開關(guān)的工作電流如果額定電流為 70%，一般會過熱。隨著設(shè) 備的老化和電力負荷的增加，隔離開關(guān)所造成的停電事故不斷發(fā)生，并在上升， 威脅到電力系統(tǒng)的運行安全。GIS采用全SF6密封的隔離開關(guān)，從根本上避免了 大氣條件對觸頭的影響，可保證在長期運行中不會因接觸電阻升高導致觸頭過熱 解決了隔離開關(guān)的運行可靠性。維護方便。GIS基本屬于免維護設(shè)備，檢修周期 長、維護工作量小。設(shè)備一

3、般僅要求57年進行一次預(yù)防性實驗。斷路器和隔 離開關(guān)的操動機構(gòu)都可以進行整體更換，一次設(shè)備可分相整體更換。二、實際設(shè)計應(yīng)用時需要注意和完善的地方1.結(jié)合地區(qū)特點進行優(yōu)化設(shè)計?？梢越Y(jié)合應(yīng)用地區(qū)特點進行優(yōu)化，例如在農(nóng) 村地區(qū)所用變電站方案基礎(chǔ)上，可以擴大其內(nèi)橋接線，配電裝置采用GIS,并調(diào) 整其總平面布置，若變電站選址在偏遠的農(nóng)村地區(qū)，為了簡化出線和走廊方向， 便于架空出線，可以將 10kV 開關(guān)室布置成 L 型的一層建筑；再如小城市城區(qū)所 用變電站方案，為了優(yōu)化城市變電站整體性能，其形式可采用全戶內(nèi)布置，若變 電站的選址在市郊附近，在不考慮噪聲和外觀的情況下，可以采取在變電室屋頂 布置GIS,在

4、戶外布置主變的方案。2.110kV電壓互感器的優(yōu)化。傳統(tǒng)設(shè)計方案中l(wèi)lOkV電壓互感器設(shè)置在電源 側(cè)，而110kV變電站多為終端變，110kV接線以內(nèi)橋為多，習慣在橋兩側(cè)經(jīng)隔離 開關(guān)裝設(shè)電壓互感器,這樣對于保護、計量、測量、電源自投等都帶來好處。對 于擴大內(nèi)橋接線的優(yōu)化方案，為了有利于自投電源的檢測，可將一組電壓互感器 加設(shè)在雙橋中間。3.110kV無功補償容量的優(yōu)化。按照國網(wǎng)110kV變電站設(shè)計準則，10kV 無功補償?shù)娜萘啃钁?yīng)是主變?nèi)萘康?030%，每臺主變變壓器配備2組補償裝置, 分別用2臺開關(guān)柜對其進行控制，所配容性無功補償裝置對于110kV變電站而言, 其主要作用是對變壓器的無功損耗

5、進行補償，并非主要針對負荷側(cè)的無功損耗進 行補償，而且配備無功補償裝置后，當主變壓器承載達到最大負荷時，其高壓側(cè) 的功率因數(shù)需大于0.95。以主變?nèi)萘繛?0MVA為例，按其容量20%配置，其無功 補償容量應(yīng)為10MVar，電容應(yīng)配置4008+6012kVar,單只電容器容量334kVar。此 外，在設(shè)計準則里要求需在每組電容器上串聯(lián)增設(shè)電抗率為5%或12%的電抗器， 以限制涌流。4變壓器室散熱通風及GIS室內(nèi)行車設(shè)置。全戶內(nèi)布置的城市變電站中，應(yīng) 重視變壓器室的散熱通風，在分析其自然通風的熱量傳導和流動機理的同時，應(yīng) 兼顧變壓器自身結(jié)構(gòu)、變壓器室高度以及其進排風口面積之間的關(guān)系。三、新技術(shù)在智

6、能化變電站的應(yīng)用1.電氣設(shè)備絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)。絕緣監(jiān)測是指在電氣設(shè)備運行中使用，正常 信號和異常信號，包括電壓、電流、局部放電、介質(zhì)損耗、漏電流和電容設(shè)備等 信號來監(jiān)測設(shè)備的絕緣狀態(tài)。基于監(jiān)測信號的特征參數(shù)，現(xiàn)代智能處理技術(shù)可以 反映電氣設(shè)備絕緣的運行工況，從而實現(xiàn)現(xiàn)場測試運行的電力設(shè)備或?qū)崟r監(jiān)測與 診斷的不間斷的狀態(tài)。具有較強的真實性，靈敏度高，體現(xiàn)了及時的特點。2.SF6密度微水監(jiān)測系統(tǒng)：微水與密度在線監(jiān)測裝置主要用于封閉式組合電 器各氣室SF6氣體的微水、密度、溫度等參數(shù)的監(jiān)測，該裝置已普遍應(yīng)用于 llOkV及以上電壓等級的GIS氣室SF6氣體的監(jiān)測。根據(jù)氣室SF6氣體的狀態(tài)信 息，可以

7、實現(xiàn)開關(guān)狀態(tài)的診斷功能。在線監(jiān)測及診斷的任務(wù)是了解和掌握設(shè)備的運行狀態(tài)，包括采取各種檢測、 測量、監(jiān)視、分析和判別方法，結(jié)合系統(tǒng)的歷史和現(xiàn)狀，考慮環(huán)境因素，對設(shè)備 運行狀態(tài)進行評估，判斷其處于正?；蚍钦顟B(tài)，并對狀態(tài)進行顯示和記錄， 對異常狀態(tài)作出報警，以便運行人員及時處理，并為設(shè)備的故障分析、性能評估、 合理使用和安全工作提供信息和準備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。實現(xiàn)開關(guān)絕緣的狀態(tài)檢修，減少 停電時間和節(jié)省管理維護成本，提升變電站安全生產(chǎn)的智能化管理水平。所有斷路器及母線氣室分別加裝微水與密度傳感器，傳感器配置三通，三通 接口與GIS廠家對接。3.當GIS內(nèi)部發(fā)生局部放電時，能激勵起1 GHz以上的超高頻電

8、磁信號。由 于GIS具有同軸諧振腔結(jié)構(gòu)，使得超高頻電磁波信號在GIS內(nèi)部傳播時衰減較小, 因此可以方便的用超高頻探頭接收。由于GIS外殼良好的屏蔽作用，外部信號很 難進入GIS內(nèi)部，即使少量的干擾信號進入GIS，其頻率也遠低于超高頻 (3003000 MHz)的范圍。因此，在超高頻的范圍內(nèi)提取局部放電信號時，大大 減少了外界干擾信號。通常采用內(nèi)置式局放傳感器，安裝檢測方便，靈敏度更高。 當GIS設(shè)備內(nèi)部有局部放電信號產(chǎn)生時，系統(tǒng)通過采集局部放電產(chǎn)生的超高頻電 磁信號，對數(shù)據(jù)自動進行分析處理，及時對局部放電類型及放電位置進行識別、 記錄。從而向用戶實時提供設(shè)備的局放狀態(tài)，以便及時制定檢修方案。通常每個斷路器氣室加裝1個局放傳感器、每個主母線氣室加裝1個局放傳 感器；每個局放傳感器內(nèi)置數(shù)據(jù)采集處理裝置，并將局放數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號， 通過數(shù)據(jù)電纜連接到局部放電監(jiān)測IED, IED進行數(shù)據(jù)匯總分析后通過RS485通 訊方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_?？傊?/p>