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风电基地升压站110kV电气主接线方式优化

2022-09-07 18:15:04

张建超

摘要:随着我国经济的不断快速发展和人民生活水平的进一步提高,对变电站的供电能力提出越来越高的要求。加上国家提倡加快城网和农网的建设和改造,更好拉动内需的发展需要,使得llOkV变电站的建设速度非常快。我国的风电升压站一般是110KV 的电站,在接线的时候,弊端比较多,使用的成本消耗大,因此要对这种接线方式进行优化,即扩大单元线路变压器组接线方式,这种方式在降低成本上有一定的效果。

关键词:风电基地;升压站;110KV 电气主接线

全国上下所有的工业、服务业,甚至是农业的发展都离不开电力的支持。因此我国要不断的完善电力供应系统,以满足国民经济的高速发展,切合我国的国情。我国现在开始大力开发风能资源,而在各地规划风电基地,尤其是我国风资源较丰富的地区建设的风电基地数量持续上升。所有的风电基地都具有共同的特点,风能资源比较好,而且每一年基地运行的时间达到8000h以上,可利用的小时数超过2500h。国家在建设基地的时候,比较重视基地的位置,而一般情况下,基地的位置都是在电网的末端,一个基地通常都是有十几座风电场组成,而基地中建立的110KV接线的方式却是选择用一个半断路器进行接线。

一、风电场升压站主变压器及主接线方式选择

主变压器是风电场升压站的主要设备,通过提高外送风电电压,减小线路上输送的电流,降低线损。主接线方式即高压电气设备之间的相互连接关系,结合风电场的装机容量等基本情况,选择了风电场升压站主变压器型号以及主接线方式。风电场升压站主变压器的选择主要考虑一下方面:主变容量、主变台数、主变电压等级、主变接线方式等。风电场出力特性不同于火力发电厂出力特性,如风电场功率因数通常较高、一般不处于满发状态,这些特性决定了风电场升压站主变的选择不同火力发电厂。另一方面,风电场与火电厂相比地理位置更为偏远、环境条件更为恶劣,多位于西北、西南等地区,其主变的选择同样要考虑当地环境特点,避免主变因环境原因在运行中出现问题。

(1)主变容量的确定。风电场升压站主变压器容量的确定,首先要考虑风电场的远景规划及分期开发规模,综合确定主变压器的安装台数和容量。风电场本期工程装机容量为50MW,根据风电场运行特性,风电场实发功率一般小于应发功率,选择主变容量时,可选择风机总装机容量。此外,考虑到风电场功率因数通常接近于1,故可以不计功率因数对变压器容量的放大,风电场升压站变压器容量可以不必设置较大裕度:

(2)主变型号的确定。变压器的调压方式一般可以分为:有载调压和无励磁调压。风电场主要配置双馈风机,其具有有功输出无功输出解耦、具有一定出口电压支撑能力,故对于风电场外送升压站主变压器调压方式上的选择上,变压器电压等级及变比的选择上,升压站主变是风电外送的首端,接入电压等级为110kV,考虑到外送线路的压降损耗,通常将升压站主变电压提高5%。

二、110KV 电气主接线方式

某风电基地是某地区建设的风电项目之一,项目位于该地区北部,该基地下设的风电场,对基地的计划容量是2.4GW,希望在一段时间内能够达到3GW,该项目分工期完成。

1、初步方案。在工程中,我们可以使用的接线方案有两种,一种是单母线接线;另外一种是扩大单元线路变压器组。而这两种接线方式都是经过仔细分析的,下面我们就要从不同的角度对这两种方案进行比较,看哪个方案更合适在升压站中使用。

2、故障成本分析。主要对110KV输电线路110KV母线、主变故障及断路器失灵状况下,接线方式故障成本运行分析,在各种故障方式下,两种主接线方案故障成本相同。

3、电气主接线优化

(1)在110KV电气主接线的方案中,主变间隔可以使用两套完全不同的设备,一个设备是进线隔离开关以及双接线隔离开关,另外一个是断路器在综合考虑了一些条件后,为了节省运行以及维护设备的费用,只使用进线隔离开关。这样就可以让电气的主接线实现优化。

(2)共用一组避雷器及线路电压互感器。在电气上明确的规定了组合电器接线的位置上要安装避雷针等设备,但是为了能够满足计量的要求,并且对设备进行保护,就要在110KV 進线的位置上安装电压互感器。再经过上文优化了HGIS 开关后,与该组合共用一个高压空气套管,在电气布置上也加强了优化,使用的土地面积也比优化前的要少。

(3)110KV 智能设备。使用一个智能设备,这个设备是指一次性的设备,这个设备由三部分组成,一个是HGIS 本体的设备,一个是传感器;另外一个就是智能的组件。其中电流互感器一般都是数字数而且有两部分组成,一部分是常规互感器;另外一部分是合并单元。主变的HGIS 设备是由线路以及主变组合设备构成,在每一个间隔TA 上使用的二次卷数目为六卷,这六卷中其中四卷是用于保护作用,而剩下的两卷作为计量测量工作。而且每一个间隔的位置上都要配置合并单元,数目为两台,这两台合并单元要接入到计量卷中,线路TV上要设置保护卷和计量卷,根据功能分别接入到合并单元中,这样就可以在电压数字转化的时候,实现计量以及测量的转化。在两个主变间隔的位置上,要设立两套智能的设备,每一套避雷设备上都要配置检测设备状况的监测装置。

随着我国电力系统的不断发展,需要改进的地方也越来越多。只有设计出一套综合性的变电站电气主接线,才能够满足多方面的需求。对升压站中的两种接线方式进行探讨与比较,在比较中发现单元线接线方式比较简单、成本较低,无论是投入、运行维护还是拆除上,花费的资金都比较少,因此在110KV 升压站中可以使用。在优化中取消多余的隔离开关,共同使用一组避雷器,这样大大的减少了成本,提高国家电网的综合水平。这对于保障国家经济平稳运行也有重要的作用。我相信我们国家的电路系统必将更上一层楼,综合实力也必将得到进一步的提升。

参考文献

[1]李莉平.浅析110变电站电气一次主接线设计[J].通讯世界,2018(23):178.179.

[2]张同谦.110kV智能变电站电气设计的要点分析[J].科技致富向导,2017(27):86.

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