合理运用绿色环保变电站设计 提高电力运行可靠性.doc

'合理运用绿色环保变电站设计提高电力运行可靠性摘要：随着国家对环境保护的耍求越来越高，电力绿色环保技术的应用日益广泛，应选择合理环保节能的变电站设计方案，以提高变电站的运行效率，节约资源，降低损耗。关键词：变电站设计；环保；节能；绿色Abstract:alongwiththecountrytheenvironmentalprotectionmoreandmorehigh,powergreenenvironmentalprotectiontechniquesareappliedwidely,shouldchoosereasonableenvironinentalprotectionandenergysavingdesignoftransformersubstation,inordertoimprovetheoperationefficiencyofthetransformersubstation,conservationofresources,toreducetheconsumption.Keywords:substationdesign;Environmentalprotection;Energysaving;green中图分类号：TM63文献标识码：A文章编号：随着经济的发展，我国电力系统建设已经成为一个值得探讨的问题。绿色、环保、节能变电站，是通过创新技术、高效管理，在新建或改建变电站及输电线路选线、杆塔建设的过程中，降低其对口然景观和环境的影响, 最大可能地减少水土流失，较少能源损耗及减少环境污染，减小植被破坏,实现节地、节材和节能降耗，将资源节约化、效率最大化、管理智能化、环境友好化的理念全面融入电网规划、设计、建设全过程。根据我国变电站的发展情况以及我国的国情来看，绿色、环保、节能的设计已成为我国的变电站设计的发展趋势。1合理选择变电站站址在变电站的选所阶段，应尽量精简布置、减少土地资源的占用，应对站址的环境保护、水土保持、植被的恢复等方血采取有效措施。应注意避让地质构造较复杂、不良地质现象、地质灾难多发地段。注意拟建变电站站址是否存在富含地下水的地层，品位较高的矿脉和瓦斯地层，避免破坏矿脉和地下水层或在以后的变电站施工和运营期间有害气体逸出，污染环境。尽量避免在居住区建设变电站，以防大量的拆迁工程和意外事故。符合电网规划的布点要求，尽量靠近负荷屮心，尽量降低线路建设投资和运行费用。充分考虑进出线条件，留出线路走廊,避免或减少线路的相互交叉跨越。2主变压器的设计选择主变压器（以下简称主变）作为变电站的重要电气设备，它的功率损耗占整个电力系统损耗的20%〜50%,主变的合理选择对于节能降损至关重耍，是变电站节能降损工作的重点。2.1主变容量的选定变压器的功率损耗随负荷的变化而变化，对于中小容量的变压器而 言，负载为英额定容量的50%〜60%情况下，效率最高，该区域一般称为变压器的经济运行区。相反，主变在满载情况下效率会降低，自身损耗增加。在功率因数较小的情况下，效率下降得更多。通过计算，一台2500kV•A的变压器在功率因数为0.6时，满载情况下效率要下降0.69%；即使功率因数达到了0.8,效率也要下降0.52%。从节能降损的观点出发，根据变压器的经济运行区来选择主变容量，可以达到主变损耗最小的目的。显然这种选择主变容量的方法，会使主变容量大于变电站综合负荷的30%〜40%,虽然增加了主变的投资，但从长期的节能效益来看，还是可行的。2.2合理选用三绕组变压器采用三绕组变压器，则可以相应减少变压器电能损耗近30%o现在中小容量三绕组变压器的型号和规格比较齐全，选择的余地较大，合理的选用既可以减少投资，又可以降低损耗。2.3有载调压变压器的使用在电压随负荷变化较大的变电站，应采用有载调压变压器，以保证电压稳定输岀。对于电压波动较大的终端变电站，为提高末端电压质量，可以在变电站进线端线路加装电力电容器进行无功功率补偿，降低电压损耗，减少电压波动。2.4主变型号的选择变电站设计时应优先选用S9或S11型系列变压器，由于它们采用了新技术、新工艺、新材料，与相同等级的旧型号相比，具有损耗少、体积小、质量小等优点。S9型系列比SL7系列平均每千伏安变压器容量一年可节约电能9kW•h；S11-M.R变压器与同容量S9型相比空载损耗下 降30%,空载电流下降70%。3确保系统方案，提高可靠性需经合理规划及潮流计算，正常方式下，各线路潮流均在输送范围内，在保证供电可靠性高的同时发展适应性也较好。合理配置无功装置功率，优化降低全电网的电能损耗。考虑经济电流密度、合理选择导线截而。采用先进的继电保护装置,选用集成化、智能化产品，提高电网运行的可靠性,有效适应各种运行方式。高电压等级的系统保护均按照双重化原则配置；保护和测控分开配置。由于智能化技术的应用大大减少了屏上的二次接线,因此可将线路、断路器测控装置分别安装于各线路、断路器第一套保护屏，从而节省了屏柜数量，适当减少了二次设备室的建筑面积。主变本体变电量保护和500kV线路电抗器电量保护为双重化配置;保护和测控分开配置。主变和线路电抗器的非电量保护装置采用本体智能组件（或终端）完成，智能组件（或终端）按单重配置。主变本体智能组件（或终端）具有与主变非电量接点配合的开入开出回路，配合相应的时间继电器、出口继电器等，可在就地实现本体保护功能。低压线路、无功补偿装置等采用保护测控一体化装置，按单套配置，节约资源,提高可靠性。4电气部分4.1站区布置变电站的布置应根据所址场地条件、出线规划、进所道路等统筹安排、合理布局，既要满足近期运行要求，也应考虑近期与远期扩建的配合及供 电可靠性，特别是对减少停电次数方面进行特别的设计，以此来节省不必要的站区占地。选用合理的配电装置形式。对于场地及其狭小的地方可采用全户内布置方式。对于敞开式布置，高电压等级的母线可采用管形母线,以发挥其占地面积小，布置清晰的优点。另外,若采用分相中型布置，采用垂直断口隔离开关、三柱式共静触头隔离开关、悬挂式阻波器等均可节省占地。4.2先进设备的选择变电站设备选型方面，应尽量采用全寿命周期内安全可靠、性价比高的设备，以减少维护工作量。积极使用低声噪、少污染的先进设备和工艺,并采取一定的消声、隔声、减振、防火措施。利用光伏电池所发的绿色电力为站用电负荷提供部分电能，是高效利用土地资源、降低碳排放、发展低碳经济的有效途径。在系统条件允许的情况下，设计应优先选用短路阻抗低的变压器。分解运输式三相变压器总重较轻，节约了制造变压器的钢材和绝缘油，从而减少了钢材和绝缘油生产中的碳排放。逐步采用先进的罗氏线圈型电子式电流互感器（有源电子式互感器）或者纯光学式电流互感器（无源电子式互感器）o基于光效应的无源电子式互感器，与高电床电路完全隔离，互感器处于高电位的部分不需要电源,具有不受电磁T•扰、不饱和、测量范围大、频带宽、体积小、重量轻以及便于数字传输等优点。釆用非晶合金站用变压器，它的空载损耗比传统的铁芯变压器大幅降低了空载损耗,节能减排效果显著。干式半芯电抗器有望在今后的使用屮成为干式空芯电抗器的替代产品，可降低碳排放量。利用站内的线路或母线高 抗增加1个抽能线圈,作为站用电源，通过开关设备和抽能高抗配辅助变压器接入站用电系统。该技术的应用可提高供电的可靠性，节省了线路走廊,节能降耗。采用绿色照明新技术，即采用高效照明光源及灯具，对变电站照明采取程序控制(PLC)的方式，将变电站内的照明按功能和场地区分开來,节约用电。5无功功率的合理补偿提高功率因数，可以减少主变损耗，提高利用效率，同时还可以减少电压损耗和线路电能损耗。据测算，当功率因数从0.7提高到0.95时，变压器每千伏安可减少绕组损耗4.6W,线路损耗可以降低45%左右。冃前，在无功功率补偿技术上，并联电力电容器补偿技术应用较为普遍。其关键是补偿点和补偿容量的选择，若选择和配置不当，造成过补偿将会适得其反。所以在变电站设计时，就要调查清楚变电站的综合负荷结构情况，如大企业连续生产班次、用电容量、功率因数、用电特点等，进行统计分析后以便确定变电站的补偿方式。一般来讲，应采用集中补偿与分散补偿相结合、分散补偿与就地补偿相结合、供电企业补偿与用户补偿相结合的方式。变电站的集中补偿容量一般以在配电线路上进行分散补偿使其主变功率因数达到0.8的情况下，再由集中补偿提高到0.9进行计算。采用电力电容器对无功功率进行补偿，应根据变电站的补偿要求及运行条件，止确地选择其控制方式，既要考虑节能降损效果，又要兼顾调压控制。6协调好土建部分，节约土地资源 充分利用荒地，少占农田，利用自然地形进行有效排水。优化变电站总布置和竖向设计，选择合适的场地设计标高，避免大挖大填，减少土石方工程量，相应减少边坡支扌当及地慕处理工程量，并尽量做到土石方平衡，减少水土流失。站内建筑物采取节能措施。建筑风格设计体现工业产品的特点，工艺简洁、施工方便、线条流畅，与环境协调。7结束语绿色、环保、节能的设计理念经过不断努力，已变成现实，变电站已投入运行多年。变电站建设从规划选点和勘察设计开始，就需要有关部门、相关专业的密切配合，进行可行性分析和科学评估，因地制宜积极采用节能降耗的新技术、新工艺、新材料和新设备，确保在运行方式和设备管理上，既保证可靠性和灵活性，又不忽视经济运行和节能管理。注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。'