某110kV变电站设计存在问题及改进办法.docx

    某110kV变电站设计存在问题及改进办法    Summary：变电站是电网的一个重要组成部分，担负着控制电流流向、转换电压、分配电能等重要作用变电站的设计施工质量不仅关系到增压站的用电安全，而且关系到整个管道系统的安全生产问题，总结分析110kV变电站在设计施工过程中的常见问题可以有效的提高增压站变电所的平稳安全运行，对天然气管道系统的安全生产有着十分重要的意义Keys：110kV变电站；设计；问题；解决办法引言：众所周知，变电站是整个电能传输的枢纽，变电站运行的可靠和安全直接关系到用户生产安全和整个电网的安全运行随着天然气公司对电力需求的不断增加以及对电能质量要求的不断提升，笔者结合自身实际工作经验以及近年来对110kV变电站的研究，对其中的设计施工问题进行分析，并提出解决办法1概述某增压站110kV变配电所电源引自220KV变电站所内共分三个电压等级，分为110kV配电装置、10kV配电装置及380V站用配电装置，110KV采用户内GIS布置在配电楼内，1、2#主变按户外布置，其它设备均布置在室内图一某增压站电气系统一次图本变配电所于2015年4月投产，经过投产及一段时间的生产运行，发现存在一些设计及施工问题。

现将这些问题及改进措施一一罗列出来，希望能抛砖引玉，希望各位专家不吝赐教2电气系统设计存在的问题及改进办法2.1110kV系统设计问题2.1.1在设计图纸中，没有设计110kV线路备自投保护在设计说明书中指出：110kV系统的正常运行方式分为两种：1、两条进线运行，110kV、10kV、380V分列运行；2、一条110kV线路运行，另一条110kV线路热备用，110kV系统合母联运行，10kV、380V分列运行我们分析在事故情况下，运行线路因为线路故障跳闸，而线路保护只有重合闸动作合此跳闸线路如线路存在永久故障，则运行线路会保护动作跳开，这时变电所就会失去电源导致全所失电而全所失电的危害有如下几点：1、增加运行人员处理事故的难度，全所停电必须先查清楚原因后，将所有负荷切除，整个过程会导致巨大经济损失2、可能导致压缩机组的损坏，由于全所失电，MCC中电机会全部停电，虽然有高位油箱等系统保护，但油系统、仪表风系统、循环水系统停运会导致压缩机缺油运转从而损坏泵的轴承改进方法：设计并加装线路备自投保护，此保护加装后，当出现运行线路跳闸时，另一条热备用线路就会自动投入运行这样做一是不会导致全所失电，缩短了事故处理的时间。

二是低压电机不会停转，保证了站场所有辅助系统（循环水系统，仪表风系统，润滑油系统）的正常运行，不至于造成更大的事故2.1.2当地供电电力部门给定的计算书存在以下方面问题：2.1.2.1未进行我站内系统短路电流计算；仅在南瑞变电站综保协议1.2中出现保护定值：油城变短路容量按无穷大考虑，涪陵增压站110kV变电站110kV侧最大运行方式短路电流为11.1kA，10kV侧最大运行方式短路电流为26.8kA.改进办法：因为没有线路阻抗标幺值，系统短路容量等关键数据，我暂未计算校验短路电流是否正确在工程招标全阶段就需要确认是由设计院还是地方电力公司进行计算2.1.2.2涪陵增压站内的保护投入如下所示：1、线路光纤差动保护；2、线路距离保护；3、零序过流保护后备保护这之中存在的问题是1、如果线路光纤差动保护故障，当线路出现短路时，无法快速切除故障，只能后备保护线路距离保护动作，导致短路电流持续持续时间为长达3S，会造成线路应力过大，温度过高而损坏设备改进办法：需要进行保护时间配合及保护范围的校验，这也需要在招标阶段就做出确认现阶段建议委托设计院进行保护的相关计算及校验2.210kV系统设计存在问题2.2.110kV系统中存在的主要问题也是无备自投功能，无此功能会导致的问题如下：10kV系统正常运行方式为两段母线分列运行，一段母线停电后，靠运行处理故障，需要2小时，导致天然气企业因憋压而停产。

改进方法：设置备自投功能，当10kV母线及以下系统没有故障时，停电母线会备自投成功而恢复供电，对生产运行造成的干扰较小低压380V因自投成功，辅助生产系统基本不受影响2.2.210kV系统的保护定值过电流I段保护设置是厂家给定的默认值10kVI、II段母线带有四台高压变频电机的移相变这四台高压变频器是增压站最重要的负荷，但保护的设置相对简单，只有差动保护，电流I段保护未做整定计算，一旦这段电缆短路，而差动保护未正常动作，后备保护则应该是过电流I段保护动作，而此过流保护未做校验，如果时间不匹配，会造成站内10kV进线开关、电缆或变压器的损坏解决方法：委托设计院进行保护定值的校验，确保二次保护正确及时动作，以保护主设备在运行过程中不会受到损坏2.3380V系统设计存在问题2.3.1低压配电系统设置“三选二”功能，使低压系统无法进行并列操作，这样的设计是不正确的在于：1）根据变压器并列运行的四个条件：（1）、接线组别相同2）、变比差值不超过±0.5%3）、短路电压值不超过±10%4）、两台变压器容量比不超过3：1此变电所的低压变压器是完全满足条件的，所以不存在条件不具备的原因2）根据GB50052-2009《供配电系统设计规范》规定，3.0.2：一级负荷应由双重电源供电，当一电源发生故障时，另一电源不应同时受到损坏。

而低压负荷如润滑油泵负荷就是一级负荷，按规范要求不能同时失电两路电源无法并列运行时，当其中一路电源在切换电源时短时，必须先停电再送电而出现短时失电的情况，无法满足规范要求解决方法：在进线开关柜及母联开关柜上增加一付“三选二”功能投入/退出压板，只要退出“三选二”功能，就允许并列操作这样做一是实现不需要停负荷合闸的要求，满足了一级负荷的电源要求二是因为需要投入压板，杜绝了电气运行人员在送电过程中可能出现的误操作2.3.2低压配电系统没有设计备自投功能，关于备自投功能，本文在高压部分已经做论述，一级负荷如果没有此功能，就是没有双重电源进行供电，显然不符合上述规范要求解决方法：增加此功能3结语随着经济社会的不断发展，电能已经成为不可或缺的动力资源，天然气管道公司对电能的需求不断加大，对电能质量的要求也非常高，只有科学合理地对变电站系统工程进行设计和施工，才能有效提高电力系统的安全性、可靠性以及运行效率因此，笔者结合本次涪陵增压站投产运行经验，阐述了110kV变电站设计施工中较为常见的问题，并提出并实施了相关整改的措施，希望能为天然气公司所有110kV及以下电压等级的变电站的设计、施工、运行更好地进行提供借鉴。

Reference：[1]GB50052-2009《供配电系统设计规范》[2]《工业与民用配电设计手册》第三版[3]张建涛.110kV变电站运行常见问题分析[J].科技传播，2012，20：45[4]《低压厂用电保护的整定配合》鲍雅萍继电器[5]《GB50054-2011低压配电设计规范》  -全文完-。