500kV变电站采用110kV电压等级供电应用研究

500kV变电站采用110kV电压等级供电应用研究

【摘要】本文针对江苏电网发展的实际情况，结合系统规划及变电站实际工程条件，开展500/220/110kV变电站与500/220kV母子站优化比选，500kV变电站采用110kV电压等级供电应用研究。

【关键词】500kV变电站；500/220kV母子站；110kV电压等级供电

1概述

随着江苏经济不断发展，负荷发展继续增加，土地资源日益稀缺，全社会环保意识日趋加强，站址选择越来越困难，需研究在有限的区域内增加对各电压等级电网的供电能力。本文结合系统规划及变电站实际工程条件，开展500/220/110kV变电站与500/220kV母子站优化比选，500kV变电站采用110kV 电压等级供电应用研究。

2和500/220kV母子站的优化比选应用研究

2.1初步比较

若500kV变电站主要降压容量在220kV，同时周围还有不少的110kV负荷需求，一般是建成500/220kV母子变电站，由子站220kV变电站向110kV供电，该类变电站是常规的500kV变电站与220kV变电站共用220kV部分的叠加。若采用500/220/110kV变电站替代500/220kV母子站，由500kV变电站本体直接向110kV电压等级供电，两个变电站的初步对比情况见附表1。

2.2需要研究的主要问题

采用500/220/110kV变电站替代500/220kV母子站，经过简单的对比，在简化电压等级和接线型式、节约占地面积等技术上有一定的优势，但还需研究如下几个主要问题：

2.2.1500/220/110kV变压器设备是否可以生产？经向ABB等变压器公司咨询，厂家技术生产此类变压器是没有问题的。500/220/110kV的变压器可做成单相自耦变压器，为限制谐波，低压侧需做成三角型接线，但110kV电压等级一般均为星型接线，因此500/220/110kV变压器生产时需多做一个线圈，将低压侧110kV三角型接线变换为星型接线，为单相自耦四绕组变压器。造价约比常规的500/220/35kV变压器高出10%。

2.2.2110kV无功补偿装置是否可以生产？经向国内主要电容器和电抗器厂咨询，110kV无功补偿装置生产没有任何问题。110kV并联电容器和电抗器已在晋东南-南阳-荆门等特高压工程的1000/500/110kV变电站中应用，有完整的技术规范，较为成熟。

2.2.3低压110kV采用何种接线型式？目前220kV变电站向110kV电压等级供电，110kV侧一般采用的是双母线接线。而由于500kV变电站在整个电网中具有重要地位，可靠性要求更高，同时考虑每台主变低压侧110kV不仅接有无功，还接有出线。因此建议500/220/110kV变电站低压110kV采用双母线双分段接线。与500/220/110kV变电站直接相连的110kV变电站作为重要的系统电源，为提高其可靠性，建议采用双母线接线，可靠性高的设备。

2.3主要参数的分析计算

采用500/220/110kV变电站替代500/220kV母子站，其高压侧500kV和中压侧220kV设备主要参数与常规的500kV变电站基本相同，主要是确定其低压侧110kV设备参数。现就500/220/110kV变电站，对其主变容量选择、主变阻抗选择、无功补偿容量选择等主要参数进行分析计算。

2.3.1主变容量选择

鉴于目前常规110kV设备的制造水平，最大额定电流按4000A控制。主变按1.3倍短时过载考虑，以此反算500/220/110kV变电站110V侧最大主变容量，并留有一定裕度，选取主变110kV侧最大额定容量为500MV A，因此500/220/110kV主变三侧容量比可选择为3×（334/334/170）。

2.3.2主变阻抗的选择

江苏地区针对电网密集程度日益加大，电气距离和电气强度日趋紧密的现实情况，突出采用高阻抗变压器（主要是500/220kV主变）以限制500kV变电站220kV母线的短路电流水平，从而达到控制整个分区220kV短路电流水平的目的。该方法取得了良好的效果，并在近期的规划建设中得以充分应用。因此，建议500/220/110kV变压器按照高阻抗变压器进行选择，高中短路阻抗20%，高低短路阻抗61%，中低短路阻抗38%。

2.3.3无功容量的选择

500/220/110kV变电站无功补偿采用的是110kV电容器或电抗器，在1000/220/110kV特高压变电站工程中，已广泛应用110kV电容器或电抗器，设备较为成熟。

分组容量的选择，主要是按投切一组补偿设备引起所接母线电压的变动值不超过额定电压的2.5%控制。计算可得500/220/110kV变电站单组无功容量不宜超过130MV A。

2.4经济分析及比较

采用500/220/110kV变电站替代500/220kV母子站，通过和母子站简单的经

济比较，了解500/220/110kV变电站的大概投资情况。经济比较中未计及工程量相同部分的费用。

2.5小结

采用500/220/110kV变电站替代500/220kV母子站，通过以上分析可得出如下结论：

（1）新设备具备生产条件。采用500/220/110kV变电站替代500/220kV母子站，用到的2种新设备：500/220/110kV变压器和110kV无功补偿装置，经向设备厂商咨询，新设备的生产均没有问题，而且大容量的110kV电容器和电抗器已在特高压工程中应用，有完整的技术规范，已较为成熟。

（2）技术上是占优势的。采用500/220/110kV变电站替代500/220kV母子站，既实现了110kV电压等级供电需求，又简化了电压等级和接线，同时还节约占地面积。技术条件比较表详见附表1。

（3）经济上略占优势。通过经济分析及比较，设备的一次性投资基本相当，500/220/110kV变电站还相对稍高，而考虑到变压器电能损耗等，综合起来500/220/110kV变电站相对500/220kV母子站经济上略占优势。经济条件比较表详见附表2。

（4）鉴于500kV变电站的重要性，建议500/220/110kV变电站低压110kV 采用双母线双分段接线，主变110kV侧通过分段开关可并列运行。与500/220/110kV变电站连接的110kV变电站采用双母线接线，可靠性高的设备。

（5）通过计算分析得出，500/220/110kV变压器低压110kV侧最大额定容量不超过500MV A，阻抗建议按高阻抗变压器选择，低压110kV短路电流水平一般没有问题；110kV无功补偿装置，分组容量不超过130MV A。

（6）若实际应用，针对具体情况还需作进一步研究和论证。

参考文献：

[1]中国电力出版社《电力系统设计手册》

[2]中国电力出版社《电力工程电气设计手册》

周洪伟（1979—），男，硕士，江苏省电力公司电力经济研究院，高级工程师，专业从事电网规划、电气一次设计、过电压的研究等工作，曾从事过多项技术研究，并取得了较好的成果。