1、概述
華北地區(qū)某500 kV變電所：500 kV為3/2接線，規(guī)劃出線8回；220 kV為雙母線雙分段接線，規(guī)劃出線10回；500/220/35 kV主變壓器，終期4臺，每臺主變低壓側(cè)接4組無功補償裝置。該變電所建成后將成為本地區(qū)的中心樞紐站，也是華北電網(wǎng)“西電東送”的一個重要支撐點，有著十分重要的地位。
設(shè)計投標階段，對變電所保護布置方案做了深入的分析和研究，并得到了比較滿意的結(jié)論。
2、保護布置方案的提出
目前，國內(nèi)外各電壓等級變電所保護布置方案概括起來有兩種：一是分散布置，即下放方案，本文稱為方案一；二是集中布置，即不下放布置，本文稱為方案二。
下放方案，即將保護屏按照對應(yīng)一次設(shè)備對象，分散分置在各電壓等級配電裝置區(qū)內(nèi)或附近。下放方案中可以在配電裝置區(qū)內(nèi)或附近設(shè)立多個保護小室(方案一A);也可以更加分散布置，即不設(shè)保護小室，在戶外配電裝置區(qū)按單元設(shè)立開關(guān)場柜(方案一B)。
不下放方案，即將各電壓等級所有保護裝置集中組屏，連同故障錄波、交直流電源等設(shè)備放置于主控樓繼電器室，對應(yīng)這種方案，多保留集中控制屏或信號返回屏，作為變電所控制或監(jiān)視的主要工具，對應(yīng)不同電壓等級的一次設(shè)備，保護屏等設(shè)備相對分區(qū)布置。
3、方案技術(shù)經(jīng)濟對比
最早投運的500 kV變電所，由于設(shè)備本身和相關(guān)其它因素的制約，保護布置多采用方案二。以河北省南部電網(wǎng)為例，目前運行的4座500 kV變電所均為保護集中布置方案。
隨著變電所自動化技術(shù)的發(fā)展，近年國內(nèi)許多變電所開始使用保護下放布置方案。對兩種方案的技術(shù)經(jīng)濟比較如表1（按終期規(guī)模）所示。
從以上比較可見，方案-B控制電纜及電纜溝等相關(guān)投資最低，但由于柜體對抗擾度、溫度、濕度等環(huán)境標準的要求相對提高，因此投資大大增加。另外，在具體實施過程中如設(shè)備制造、采購和運行維護等方面尚存在一些困難，因此在具體工程中采用較少。方案二投資增大較多，而且不是發(fā)展方向，新建變電所已很少采用。方案-A靠近配電裝置設(shè)保護小室，使電纜用量大大減少，相應(yīng)的費用也大大降低，保護小室采用相應(yīng)的抗擾度措施后，可以滿足保溫、保濕、抗電磁騷擾等要求（詳見第4節(jié)論述）。雖然保護小室造價高于方案二的繼電器室，但總造價仍低于方案二309萬元，如方案二考慮因增加電纜夾層和繼電器室引起的結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)變化，還需增加投資。因此本工程采取在配電裝置附近設(shè)保護小室的方案：保護小室的保護屏、測控屏等按轉(zhuǎn)出式屏體考慮，可以靠墻安放，節(jié)省占地空間，減少建筑面積。
按本工程電氣主接線遠景規(guī)劃規(guī)模，在220 kV配電區(qū)內(nèi)設(shè)兩個保護小室，保護小室工包括工、Ⅱ母線間隔及分段二次設(shè)備；保護小室Ⅱ包括Ⅲ、Ⅳ母線間隔二次設(shè)備。在500 kV配電區(qū)內(nèi)設(shè)兩個保護小室，保護小室Ⅲ包括500 kV工母線間隔和1、2、3串以及1#、2#主變壓器及相應(yīng)35 kV母線所接元件的二次設(shè)備；保護小室Ⅳ包括500 kVⅡ母線間隔和
4、5串以及3#、4#主變壓器及相應(yīng)35 kV母線所接元件的二次設(shè)備。
采用分散布置后，主控制樓取消繼電器室、控制屏和信號返回屏，僅設(shè)主控室，以主控室相應(yīng)計算機的鍵盤和屏幕作為正常操作和監(jiān)視的手段。
在主控樓設(shè)公用蓄電池室1間，裝設(shè)二次設(shè)備用蓄電池和通訊蓄電池。另設(shè)交直流電源室1間，布置高頻開關(guān)電源屏、UPS電源屏及事故照明切換屏。
4、抗擾度措施
為保障保護裝置正確動作，除要求裝置本身具有一定的抗擾度能力外，認真分析研究電磁騷擾問題，從外部將電磁騷擾降到最低顯得尤為重要。
超高壓變電所配電裝置區(qū)內(nèi)電磁騷擾主要由高壓線及配電裝置、雷擊、高壓開關(guān)動作、無線電發(fā)射、靜電放電等騷擾源產(chǎn)生，按類型分為低頻騷擾、瞬態(tài)和高頻騷擾、靜電騷擾、磁騷擾和電磁場等。因此保護下放后，防止保護電磁騷擾是首先應(yīng)該考慮的主要問題之一。
4.1 保護小室外部抗擾度措施
保護、測控系統(tǒng)的輸入、輸出信號均來自配電裝置，騷擾源會通過信號回路將電磁騷擾傳導到系統(tǒng)中。根據(jù)抗擾度原理，在電氣設(shè)計中考慮采用以下抗擾度措施：
(1)保護小室之間及小室與主控樓之間的數(shù)據(jù)傳送采用光纖連接。
(2)二次回路電纜均采用屏蔽電纜，屏蔽層良好接地。
(3)同電壓等級的二次回路不共用一根電纜，二次電纜與一次電纜分開敷設(shè)。
(4)到配電裝置的控制電纜采用輻射狀敷設(shè)，盡量避免與高壓導線并行敷設(shè)。
(5)對電容式互感器、耦合電容器等強干擾設(shè)備，其接地線與其二次電纜的穿管及電纜屏蔽層在設(shè)備支架上接在一起后，再經(jīng)電纜管入地處與接地網(wǎng)連接。
(6)嚴格執(zhí)行部頒“反措”相關(guān)條款。
4.2保護小室抗擾度設(shè)計
參考其它兄弟單位的成功經(jīng)驗，結(jié)合我院工程實踐，對保護小室的抗擾度設(shè)計，提出具體方案：
(1)保護小室考慮屏蔽、防塵、防潮和防噪音措施。采用固定結(jié)構(gòu)的六面屏蔽體，其效能不低于40 dB，用以防止0.1-100 MHz的騷擾源和1—2 MHz的暫態(tài)電磁騷擾。設(shè)計擬采用輕鋼結(jié)構(gòu)復合
壓型鋼板體系的保護小室。
(2)保護小室不設(shè)窗戶，不考慮自然采光。小室門表面采用屏蔽材料，裝自動閉門器，門與門框關(guān)閉時電氣上連通。
(3)保護小室內(nèi)繞小室敷設(shè)環(huán)行接地母線。小室內(nèi)各種電纜的金屬外皮、設(shè)備的金屬外殼與其它不帶電金屬物接地等，均以最短距離與環(huán)行接地母線連接。
(4)在電纜溝保護小室入口處采用波導管技術(shù)，將屏蔽范圍伸出保護小室外一部分，電纜進出小室均穿波導管。
5、結(jié)論
經(jīng)過經(jīng)濟技術(shù)對比，推薦本工程采用保護下放方案，即將保護屏就近布置于配電裝置附近保護小室內(nèi)。
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