蒙古国330kV输变电项目奥尤陶勒盖220kV变电站电气主接线介绍及优化设计

电力系统118丨电力系统装备 2019.5Electric System2019年第5期2019 No.5电力系统装备Electric Power System Equipment1 330kV 输变电工程项目简介蒙古国330 kV 输变电项目是由位于乌兰巴托的松根尼变电站经新建一条同塔双回的220 kV 输电线路与新建的曼德勒戈壁（MG ）站相连，MG 站利用原有的220 kV 同塔双回输电线路与本期扩建的塔温陶勒盖（TT ）站相连，TT 站利用原有的输电线路与本期扩建的奥尤陶勒盖（OT ）站相连的工程。

这样形成了乌兰巴托到奥优陶勒盖的输电链路，为蒙古国南部资源开发和工业体系建设提供足够的电力保障，同时满足蒙古国首都乌兰巴托以及项目沿线150多万人的用电需求，工程意义重大。

2 电气主接线由于曼德勒戈壁（MG ）站和塔温陶勒盖（TT ）站电气主接线比较合理，不需要进行优化设计。

本次仅对扩建的奥尤陶勒盖（OT ）站220 kV 部分电气主接线进行优化设计。

OT 站220 kV 变电站工程电气主接线原为220 kV 、110 kV 和35 kV 三个电压等级。

220 kV 主接线为单母线，有进线1个间隔1个馈线间隔、1个主变压器间隔和1个母线电压互感器间隔。

110 kV 主接线为单母线，有进线1个间隔、1个馈线间隔、和1个母线电压互感器间隔。

35 kV 主接线为单母线，有进线1个间隔、1个站用变间隔、1个母线电压互感器间隔和1个电抗器间隔。

扩建后，OT 站220 kV 变电站工程更换1台原有变压器，改为2台220kV/110kV/35 kV 自耦变压器，容量125 MV A 。

220 kV 侧为单母线分段带母联联络开关接线和旁路母线，有进线2个间隔、6个馈线间隔、2个主变压器间隔和2个母线电压互感器间隔、1个旁路母线电压互感器间隔、1个单母线分段联络断路器间隔和1个旁路断路器间隔，共15个间隔，预留4个馈线间隔。

110 kV 主接线为单母线分段带分段联络断路器，有进线2个间隔、2个分段母线电压互感器间隔、1个分段联络断路器间隔，共5个间隔。

35 kV 侧为单母线分段带联络开关。

每段接有1个进线间隔、1个馈线间隔、1个母线电压互感器间隔、1个电抗器间隔和1个站用变间隔。

共有11个间隔。

图1为OT站优化前电气主接线图。

图1 奥尤陶勒盖220 kV 系统优化前电气主接线图3 电气主接线优化对OT 站220 kV 侧的电气主接线进行优化设计，将原来蒙方电力部门批准的单母线分段带母线联络开关联和带旁路母线接线方式优化为双母线带母联接线。

3.1 优化方案（1）取消220 kV 系统新增设的旁路母线和旁路断路器；（2）将原220 kV 单母线分段改为双母线，即原来的分段断路器改为母联断路器，这样220 kV 侧主接线就变成了双母线带母联断路器的电气主接线。

图2为OT站优化后电气主接线图。

图2 奥尤陶勒盖220 kV 系统优化后电气主接线图［摘 要］蒙古国330 kV 输变电项目是由特变电工沈阳变压器集团有限公司负责执行的EPC 项目。

该项目由松根尼变电站到曼达勒戈壁220 kV 变电站，新建330 kV 输电线路、新建曼达勒戈壁220 kV 变电站（MG 站）、扩建塔温勒戈壁220 kV 变电站（TT 站）及扩建奥尤陶勒盖220 kV 变电站（OT ）等。

为了主接线经济合理，操作简单可靠，对扩建奥尤陶勒盖220 kV 变电站提出优化设计方案。

［关键词］蒙古国；一带一路；330 kV 输变电；电气主接线；优化［中图分类号］TM72；TM507 ［文献标志码］B ［文章编号］1001–523X （2019）05–0118–02Introduction and Optimum Design of Electrical Main Wiring of 220 kV Substation in Oyu Tolgoi of 330 kV Transmission and Transfer Project in MongoliaLiu Shi-wei ，Yang Shuai ，Tan Xiao-hua［Abstract ］The 330 kV transmission and transformation project in Mongolia was signed by the Prime Ministers of China and Mongolia. The EPC project was executed by the Special Substation Engineer Shenyang Transformer Group Co., Ltd. and signed by the Ministry of Energy of Mongolia. It is an important project of “one belt and one road ” and the “economic corridor of China, Mongolia and Russia ”. The project consists of a new 330 kV transmission line from Songgeni Substation to Mandalay Gobi 220 kV Substation, a new Mandalay Gobi 220 kV Substation (MG Station) , an expansion of Tawen Gobi 220 kV Substation (TT Station) and an expansion of Oyu Tolgoi 220 kV Substation (OT) . In order to make the main connection economical and reasonable, and to operate simply and reliably, an optimal design scheme is proposed for the expansion of the 220 kV substation in Oryo Tolgoi.［Keywords ］Mongolia; one belt and one road; 330 kV transmission and transformation; main electrical connection; optimization 蒙古国330 kV输变电项目奥尤陶勒盖220 kV变电站 电气主接线介绍及优化设计刘士伟，杨 帅，谭小华（特变电工沈阳变压器集团有限公司，辽宁沈阳 110144）电力系统2019.5 电力系统装备丨119Electric System2019年第5期2019 No.5电力系统装备Electric Power System Equipment 电力系统的稳定性和可靠性与社会的发展和人们的生活密切相关。

当前电力系统飞速发展，电压等级越来越高，不同电网之间的联系也越来越紧密。

不同的电网可以互为备用、互相补充，从而能够提高运行的可靠性和稳定性。

在国外电网中常用的一种电力设备——移相变压器，可以用于控制和改善不同电网之间的功率分布。

移相变压器能否在电力系统中广泛应用，将取决于电网系统功率的调节方法以及整个电力市场的开放程度。

在一些发达国家和地区，比如美国和欧洲，移相变压器应用比较广泛，这是由这些国家的电力市场的特点所决定。

并且其需求也在日益增多。

越来越多的国际变压器制造企业为满足这一需求，已经具备了生产移相变压器的能力。

1 移相变压器的作用移相变压器又称相角调整器，其两侧分别称作负载侧和电源侧。

移相变压器是串联在线路上使用的，因此其电源侧和负载侧的电压模值是相等的，但这两侧的相角差在一定范围内是连续可调的，通过移相变的相角调节可以控制电力系统各支路的电流，从而解决由于并联传输电路引起的过电流问题。

具体来说，就是当系统中的多条支路并联运行时，会在并联支路之间形成一个环路，如果各并联支路的阻抗完全相同没有任何差异时，这个环路是不会流通电流的，反之，环路之间流通环流，造成有的支路欠载运行，有的支路过载运行，从而引起各并联支路负荷的不平衡。

如图1所示。

在任一线路中串联一个具有合适参数的移相变压器就可避免并联支路负荷不平衡的问题。

图1中，只考虑线路的电抗忽略不计线路的电阻值。

移相变压器的一个重要性能参数-调相角范围与其安装的位置有关。

调相角可以超前，也可以滞后。

定义负载侧电压的相角领先于电源侧电压相角为超前，反之为滞后。

图2a 中，当Z 2>Z 1时，接入PST 后，使I 1=I 2，此时I 2Z 2>I 1Z 1，从图2a 的向量图中看出，这时PST 的ΔV 使负载电压V L 领先于电源电压V S ，即超前相角；当Z 2<Z 1时，接入PST 后，使I 1=I 2，此时I 1Z 1>I 2Z 2，见图2b 的向量图。

图1移相变压器在系统中的位置（a ） （b ）图2 超前/滞后移相向量图2 移相变压器的基本原理及其接线原理图调相的基本原理就是将其一个相的部分绕组与相邻相的绕组相连，如图3中，励磁绕组接成角接，相V 2-V 3调压绕组与V 1相连，依此类推。

空载时的向量图见图4。

定义成减极性绕组相连，选定合适的分接，即可产生一个超前的相位角。

在空载状态时，调压是对称的，即电源和负载两侧的电压值相等[2]。

图3和图4中，用S 表示电源侧，用L 表示负载侧，V 10、V 20、V 30表示三相空载电压，即相别用数字1、2、3表示，下角标0表示空载，相角位移用α表示，则通过式（1）~（10）［摘 要］移相变压器在国外广泛用于调节电力系统的潮流分布，提高电网运行的可靠性。

本文详细阐述了这一新型电力设备移相变压器的基本原理，并对其在电力系统中的应用进行了研究分析。

［关键词］移相变压器；单芯式；双芯式［中图分类号］TM41 ［文献标志码］A ［文章编号］1001–523X （2019）05–0119–02Research on the Basic Principle and Application of Power Phase Shift TransformerZhang Ji-ying［Abstract ］Phase-shifting transformers are widely used abroad to regulate power flow distribution and improve the reliability of power grid operation. In this paper, the basic principle of a new phase-shifting transformer for power equipment is described in detail, and its application in power system is studied and analyzed.［Keywords ］phase shifting transformer; single core type; double core type 电力移相变压器的基本原理及其应用研究张计英（保定天威保变电气股份有限公司，河北保定 071056）3.2 220 kV 系统优化方案的优点（1）优化后的主接线从布置上减少占地面积，布局上合理；（2）在运行操作上简单、灵活、可靠，易于运行人员倒闸操作；（3）减少一条旁路母线和旁路断路器，减少了钢构架和基础等材料，减少了一组母线电压互感器和一组隔离开关和一组母线避雷器，节约了投资；（4）由于取消了旁路母线和旁路断路器，避免了当用旁路断路器替带某一个断路器时需要对电流互感器回路切换，由于切换不当可能造成的CT 开路问题。