隋淼++王宪强
摘 要：220kV变电站设计是系统性的工作，以主接线设计、计算机监控系统设计、防雷设施等内容为主，其中，电气主接线设计、设备的选择、计算机监控系统和供电稳定性相关，故需全面分析设计方案，进而保证供电质量。下面，本文将从以下几点阐述。
关键词：220kV变电站；电气设计；电源接线；计算机监控系统
中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）07-0165-01
为满足电力系统接入要求，用户终端变电站应采用安全可靠的自动化技术及设备。采用合理的接线形式。无论是信息的采集，还是数据的处理，都由计算机监控设备完成，变电站是在通信技术、计算机技术基础上建立的，通过自动装置、微机保护等技术的有效结合，从根本上实现现代化管理、提高经济效益，保证变电站可靠运行。
1 220kV变电站工程概况
乌努格吐山220kV变电站是用户终端变电站，包括：220kV开关室、35kV及10kV开关室、变压器室、电容器室、所用变室、直流电源室、控制室等基础性设施。变电站轴线长度为68.25米，跨度为22.80米，高度为15.30米，是两层的框架结构。220kV的配電室、控制室设置在二层，35kV及10kV配电室、电容器室、所用变及直流电源室设置在一层。220kV电源进线为2回。
2 220kV变电站电气部分设计概述
2.1 电气主接线的基本要求
（1）保证供电质量。电力生产过程中，安全、可靠是相对首要的工作，停电不仅能增加电能损失总量，还能加大各部门的经济损失，情况严重时还会危害人身健康、机械设备等。因此，变电站的主接线需保证供电安全、可靠。从另一方面来讲，频率、电压的可靠稳定性、安全性是控制电能质量的主要标准，主接线应在不同运行方式下满足相应需求；（2）具有经济性。220kV变电站电气主接线的设计过程中，应在满足安全供电的情况下，尽可能的减少设备数量，并加大占地面积的控制力度，在条件允许的基础上一次设计，从而更好发挥经济效益；（3）灵活性、方便性。220kV变电站电气主接线除要满足正常用电外，还要在变电站系统运行期间加大观察力度，便于及时发现系统故障，制定行之有效措施处理。同时，还需根据以往的工作经验适当调度，选择相对灵活、简便的运行方式，尽最大限度的缩短停电时间，削减影响范围；（4）扩展性。220kV电变站电气主接线设计过程中需留有一定的余地，不但要充分考虑最终接线能否实现，还要兼顾分期、过渡接线的可行性。
2.2 设计电气主接线
（1）分析选取主接线。220kV变电站电气主接线是由断路器、隔离开关、变压器等部分组成的，将此作为标准分配电能。变电站中的主接线和电源的电压等级、回路数等各种因素相关，明确变电站主接线选取相对合适的电气设备，设置合适的配电装置。变电站电气设计期间，主接线的设计是合理设计变电站的主要工作，同时，还应结合变电站地址、线路、元件总数等确定主接线，并综合考量供电的安全性、操作的灵活性等要求，保证变电站电气部分的合理设计。
（2）选取的主接线方案。220kV变电站通常使用双母带旁路母线接线模式，和双母线相比，可靠性相对较高，设置隔离开关、断路器，加大了变电站系统设计资金的投入力度。但从实际情况来讲，做为用户终端变电站采用单母线分段接线，对电能供应的可靠性及灵活性即可满足矿山电力需求又节约投资。本工程220kV出线回路为6回室内布置SF6封闭式组合电器，220KV进线采用架空进线方式，变压器馈出线采用GIS引线筒与主变压器220KV油气套管连接。中低压35kV及10kV侧亦采用单母线分段接线，出线回路为6回及32回室内布置中置式移动开关柜。
（3）选取合适的变压器。在对变电站主变容量进行确定时，应在变电站负荷性质、远近期负荷容量上考虑，对于具备重要性负荷的变电所来讲，若其中一台主变停止工作，其余的变压器容量在规定时间内，应保证其为一、二级负荷供电。220kV主变压器的选取考虑采场及尾矿负荷较大且距离相对远一些，附近选厂负荷较近。针对这种情况，在对220kV变压器电气部分进行设计时，选用三绕组变压器，容量比采用100：50：100。并严格按照相应标准、规范，更好预防单相接地情况的发生。本工程设计的220kV变电站高压侧采用的中性点直接接地系统，中低压侧采用中性点绝缘系统。
2.3 设计站用电接线及其设备电源接线方案
（1）设置电源数量、容量。变电站电源是保证设备正常运行的电源，通常在两个以内，接入方式主要包括这样两种形式：第一种，母线侧引入形式；第二种，主变低压侧引入形式。本220kV变电所设置了两个工作电源，由于配备了两个主变压器，可将其分别连接到每台主变压器10kV母线上。一般来讲，变电站所使用的所用变容量处于均等状态，根据所计算出的负荷总量适当选取。（2）设置站用电接线。220kV变电站站用电接线根据检修、运行等相关要求，结合变电站的具体情况，科学、合理的使用成熟、先进性的技术和设备，保证所设计的电气系统满足变电站高效可靠运行的需求。设置两路电源备自投装置。形成单母线分段站用电供电系统。
220kV变电站所使用的电负荷为变压器风冷却装置，直流系统充电设备、照明设备为主。通常来讲，变电站配备两台站用变压器，由变电站的10kV低压母线引入，站用电变压器二次侧设置为中性点直接接地的TN-S系统。
2.4 配置计算机监控系统
（1）系统构成。通常情况下，220kV变电站计算机监控系统主网采用双以太网分布式结构，微机继电保护状态监测系统分成三层：一是主控层，也就是微机继电保护状态监测系统中的监控中心，由2套远动工作站、2套操作员工作站、2套前置系统、1套工程师站、1套五防站组成。变电站设置当地后台监控装置，承担着整个220kV变电站的监控任务，该层收集了220kV变电站现场运行的相关信息，从而及时发现现场运行中存在异常的地方，并将收集的信息传递给通信管理层，为220kV变电站的正常运行提供了保证；二是通信管理层，该层主要负责信息的处理与传递，保证信息能够在220kV变电站中能够快速传递，从而当发现220kV变电站存在故障时，能够快速进行处理；三是现场控制层（间隔层），在通信管理层下发相关控制信息时，现场管理层会按照相关信息执行，从而快速的解决其中存在的故障。并在站控层及网络失效情况下，独立完成就地监控功能。
（2）系统功能。220KV变电站的线路、母线、母联均装设两套不同原理微机主后备保护及微机故障滤波器；主变微机保护采用双套不同原理的差动保护及双后备保护、单套变压器非电量保护。每套差动及后备保护公用一组保护级电流互感器的二次绕组。主变失灵电流回路与主变压器故障录波器电流回路共用。主变主保护设置了瓦斯保护、差动保护；后备保护设置了变压器过流保护，在220KV侧设置了复合电压闭锁方向过电流保护、复合电压闭锁过流保护，220KV侧装设非全相保护动作时限跳220KV侧断路器，35KV、10KV侧装设带二时限复合电压闭锁过流保护。220KV侧中性点直接接地设置两段零序过流保护，220KV侧中性点经间隙接地装设反应零序电压和间隙放电电流的零序电流电压保护并经0.3-0.5秒时限动作于断开变压器各侧断路器，变压器各侧装设带时限过负荷保护动作于信号；装设一套采集变压器瓦斯、压力释放阀、冷却系统故障及变压器油温、油位过高，过低的开关量输入装置。
3 结语
变电站是传输电能的主要通道，只有从根本上改变相对传统的控制模式、设计模式，才能更好满足现代化的电力系统设计、社会发展需求。本文通过对220kV变电站电气部分、计算机监控系统进行设计得知，根据变电站的实际情况设计符合标准的保护装置，并将主变压器作为基础设计主接线，以保证电能的正常使用，提高变电站经济效益。
参考文献
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