对土卡河水电厂110kV出线间隔增设

摘要：论述了土卡河水电厂110kV出线主变压器、110kV出线搭接、110kV出线母线布置、断路器选型及线路保护等主要设备和线路中保护方面的阐述，并提出了增设110kV间隔对提高社会经济效益和发电厂对电网安全、经济、稳定供电的重要性和必要性。

简要说明：土卡河水电厂发电机至主变、母线采用的是单元接线方式，并且220kV母线采用的是单母线接线方式，220kV土戈线出线一回，预留一回110kV出线间隔作为滇西南电网发展的需要。主变压器采用的是双绕组变压器，单台主变的容量是75000KVA，由于主变压器采用的是双绕组变压器，不是三绕组变压器，变压器低压侧与10.5KV发电机出口断路器相连接，高压侧与220kV母线相连接，因此，在增设过程中，选择110kV出线与主变压器的搭接是个关键的问题。

一、110kV出线间隔主变的选型安装

随着工业经济的日益发展，电力已成为了全球工业经济的命脉，在增设过程中主变的型式的选择及运行关系到电力系统的安全稳定性运行。根据对110kV出线间隔的增设要求及对变压器的运行规范，使自己在工作过程中，对电气设备运行、操作及事故处理等方面的技能有所提高，增强自身对电气设备的管理、继电保护及安全自动装置等方面的业务技术水平，加强对电力工程管理方面程序化、规范化和标准化。

二、220kV降压变压器基本运行条件

220kV降压变压器担当了从220kV电压等转化为110kV电压等级的责任，在规定的冷却条件下，可按铭牌规定运行。无论变压器分接头在任何位置，只要所加电压不超过额定电压的5%，温度满足温升要求，则变压器二次侧可带额定电流。

（1）220kV降低变压器冷却器运行要求。变压器不允许在无冷却器的条件下运行，冷却器应配有双电源，正常使用时两段电源均投入并互为备用。主变压器冷却器在正常运行时，除主用外，还需配一组辅助，一组备用，防止冷却器一组故障时可以投入另一组运行，并按规定定期轮换使用。

（2）变压器温度极限的运行要求。油浸式变压器在运行中上层油温和各部件温升不得超过一定的规定值。强迫油循环风冷冷却介质最高温度（40℃），最高顶层油温（85℃）。

三、110kV变压器进线搭接及主变压器布置

在增设110kV出线间隔中要充分考虑其合理性和规范性，也要遵循相关的标准和原则，同时使供电系统的投资减少，运行费用降低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。以达到供电的安全性，可靠性，经济性，优质性等要求，通过对发电厂的实地勘测和具体规划设计，根据国家电力行业相关规范，理论联系实际，开拓思路，锻炼独立分析问题及解决问题的能力。

（一）110kV主变压器进线线搭接架设及方案：

（1）110kV主变压器进线搭接的方案一：从发电机出口断路器至主变低压侧母线上进行搭接，引出至GIS场后，再用全封闭式母线沿左岸副厂房墙壁，接入左岸副厂房侧坝顶的110kV变压器的低压侧。最后由发电机出口10.5KV电压等级经变压器升压至110kV送到江城县110kV电站。或者10kV电缆从发三台电机出口断路器任意一台搭接，用电缆引入到GIS场后经10kV隔离开关、断路器、变压器侧隔离开关接入变压器低压侧，经110kV变压器升压后送至110kV江城变电站。

首先，发电机出口断路器至220kV主变低压侧之间，没有设置10.5KV共集母线，对搭接在三台发电机断路器与主变压器低压侧出线段的任何一台变压器，当接于110kV主变压器进线间隔的某一台主变压器时，当检修任何接于220kV线间隔的主变压器检修或线路出现故障时，都会影响发电机对线路的供电。反过来说，当220kV土戈线检修或出现故障时，全厂就失去电压，不能保证厂用电源的供电，不能提高供电的可靠性。

另外，由于电厂没有预留10kV发电机出口至110kV变压器的共集母线的通道，对共集母线的敷设带来很大的难度。虽然可以用电缆从发电机出口敷设，由发电机出口电缆层经左端副厂房电缆井敷设至坝顶预留的110kV变压器场地，但是，在敷设过程中增加了更多的费用、投资，对施工建设是不经济的，对发电运行安全性得不到保障。

（2）110kV出线间隔增设方案二：从电厂GIS场220kV母线引出，经母线侧隔离开关2421，220kV242断路器、主变侧隔离开关2426后，用全封闭共集母线箱经左副厂房下侧敷设至左副厂房侧坝顶预留主变压器场，在此装设一台SSP10-75000/220 的降压变压器。优点是：①采用全封闭式共集母线，接线简单、操作方便；②从经济的角度上看，节省投资、节约费用；③110kV线敷设方便，设备安装可靠方便。④从安全的角度上看，用全封闭共集母线敷设不仅安全规范，而且对运行可靠性也得以提高。

（二）110kV线母线间隔设置的方案比较分析

（1）从发电、供电的角度上看，方案（二）既保证了电厂厂用电源的供电，又提高电厂发电的经济效益，在丰水季节使水利资源能充分利用，充分发挥了水电厂优越性，使电力事业更有利的发展。

（2）从电力系统供需平衡上看，当110kV电力系统用电负荷远远大于供电时，经过电厂向电力系统输送更多的负荷，从而发电厂可以上网供电，保证的用户用电的需求，使系统电能质量有所改善，提高电力系统的稳定性和可靠性，由于电力系统中发、供、用电之间是相互循环的，只能实现用户需求对供电中的可能性。

（3）110kV线间隔增设方案二：从电厂GIS开关场用全封闭共集母线箱经左副厂房下游侧敷设至左副厂房侧坝顶预留主变压器场，在此装设一台SSP10-75000/220 的降压变压器。优点是：①采用全封闭式共集母线，接线简单、操作方便；②从经济的角度上看，节省投资、节约费用；③110kV线敷设方便，设备安装可靠方便；④从安全的角度上看，布置美观、安全，避开行人进出左端副厂房触及设备的危险。（附新增110KV间隔主接线图）

四、对110kV出线线路继电保护要求

对110～220kV 中性点直接接地电力网中的线路保护，应按规定装设反应相间短路和接地短路的保护。

高频方向保护与高频闭锁距离保护、相差高频保护等纵联保护，作为具有全线速动性能的输电线路主保护，能够快速切除输电线路故障。在不加设110kV电线路专用载波通道的情况下，利用通信调度复用载波机传送纵联保护高频信号，实现110kV电线路的高频保护，具有较大的实际意义。

对于间接比较方式的纵联保护，按高频信号的作用方式分类，可分别构成闭锁式高频保护、允许式高频保护以及直接跳闸式高频保护。

复用载波机与允许式高频保护联用时，其配合关系相对较为简单。同时，允许式高频保护只需要在保护区内故障时短时间发出允许信号，对调度通信通道传送话音信号及远动信号的复用载波机影响较小，因而可以选择“允许方式”实现110kV输电线的纵联高频保护。

五、110kV出线间隔增设及设备配置

开关站增设一套GIS间隔，一回220kV出线至坝顶主变压器，经变压后以110kV电压等级输送到110kV江城变电站，主变低压侧增设三个气室，满足断路器、隔离开关、电压互感器等气室压力要求。

主变高压侧断路器、线路断路器为单相SF6断路器，采用分相操作机构，带有一个合闸线圈和两个跳闸线圈，操作机构采用液压弹簧机构。隔离开关为普通型隔离开关（在无电流的情况下分合线路，起隔离断开的作用）和快速型隔离开关（具有开合线路转换电流和充电电流的能力）。普通型隔离开关配有CJ型电动机机构，快速型隔离开关配用HYT5型电动弹簧操作机构。

六、继电保护及安全自动装置

在电厂左端副厂房四楼继电保护室增设两套110kV土江线线路保护柜和两套主变压器保护装置，每套保护均配置完整的主、后备保护，同时两套之间的交流电流、直流回路及电源系统、出口回路完全独立。

主变压器出线间隔配置一套独立的非电量保护，保护装置采用独立的电源回路和出口跳闸回路，且与电气量保护分开，独立组屏，非电量保护出口不起动失灵保护，两套完整电气量保护分别作用于110kV为路器的两个跳闸口线圈，一套非电气量保护跳闸输出回路应同时作用于断路器的各跳闸线圈。每套保护各配置110kV断路器失灵保护，110kV断路器为三相操作，具有双跳闸线圈。

七、结束语

通过对土卡河水电厂110kV出线间隔的增设，不但对电力系统的运行可靠性得以提高，也提高了系统的电能质量，保障了社会经济效益和用户生产的产品质量，为社会创造更多、更好的社会经济效益。而且对发电厂来说，增加了发电量，提高了电厂的经济效益。保证用户用电的需求，保证电网能安全、稳定运行，实现发电与供电之间的统筹兼顾。为社会创造更多、更好的社会经济效益，努力实现社会主义经济发展的现代化、自动化，规范对发电、供电电力系统电网标准化的管理，促进电力事业健康有序的发展。