摘要：站用电力系统是换流站的重要辅助系统设施之一，是换流站安全可靠运行的重要保证。交流站用电系统接有换流阀冷却系统、换流变冷却装置等大容量的重要负荷，直接影响关系到高压直流输电系统的安全稳定运行。特别是特高压换流站，站用电容量更大，站内生产及辅助系统更加复杂，运维要求也更高，对交流站用电系统的设计管理提出了更高的要求。本文以我国某±800 kV 换流站的交流站用电系统设计为例，对特高压换流站的交流站用电系统的设计管理创新优化提出一些思考及建议。
关键词：电力设计；管理；创新
1交流站用电系统接线
特高压直流系统一般是双极系统，其站用电系统需要保证在各种运行方式下站用电的可靠性，每回站用电源的容量都应能满足全站最大负荷容量要求。该 ±800 kV 换流站总共配置了三路可靠的站用电源，其中 ：两路取自站内联络变压器低压侧，第三路取自站外作为备用电源。该±800 kV 换流站交流站用电系统采用两级电压，高压交流站用电系统为 10 kV，低压交流站用电系统为 0.4 kV，按阀组进行配置，每极阀组的站用电电源相对独立，从而确保每极阀组能够独立运行，具体接线见图 1。
1.1 10 kV交流站用电系统接线
10 kV 站用电接线系统采用单母线接线，设置两个工作段，每段母线各由一回独立工作主电源供电，另设一个专用备用段。工作段与备用段间均设置了母联开关，备用电源为明备用方式，可自动投入。两个 10 kV 母线工作段上每段接有 6 台 10/0.4 kV 低压站用变压器：4 台为阀组站用变压器，用于给每个独立运行的 12 脉动阀组的站用负荷独立供电 ；2 台为公用站用变压器，其中的 1 台负责给站内 750 kV配电装置的站用负荷供电，另 1 台负责给站内500 kV 配电装置及交流滤波场的站用负荷供电。此外，每个 10 kV 母线工作段均设置了 1 个备用出线回路。
1.2 0.4 kV交流站用电系统接线
0.4 kV 交流站用电系统采用动力中心(power center，PC)—电动机控制中心 (motor control center，MCC) 接线形式。全站共设 6 个动力中心，按负荷性质分类供电，互不影响。每个独立运行的动力中心采用单母线分段接线，设置两段母线，每段母线由接自不同的站用高压母线工作段的 10/0.4 kV 低压站用变压器供电，两段母线间设置分段开关，互为备用，可靠性高。同时，为了节省电缆，方便施工，在负荷相对集中的地方，设置就地交流分屏，采用单母线接线，双电源进线，两路电源分别取自动力中心不同的工作母线上，两路电源间自动切换。
2交流站用电系统设计管理问题及创新优化
基于以上的接线形式，综合考虑设计、施工和运维的可靠性、便利性，对该 ±800 kV 换流站站用电系统设计进行了优化。
2.1 交流站用电系统负荷分配设计创新优化
由于特高压换流站的站用电系统负荷种类多，容量大，每个动力中心不同母线段间需要注意考虑负荷平衡，避免出现负荷在其中一段母线上过于集中，导致为其供电的低压站用变压器负载率远高于另一台低压站用变压器的问题。因此，本文示例的 ±800 kV 换流站按照负荷容量、负荷特性统筹规划分配 ±800 kV 换流站负荷，确定相对合理的负荷分配方案，并且对于双电源负荷在图纸中明确标注了主用电源和备用电源。在安排负荷平衡时，对于不经常、连续的负荷，建议与运维单位提前沟通以了解其运行的频率周期。
在考虑不同母线段间的负荷平衡时也应注意考虑同一母线中不同屏柜间的负荷平衡，避免把接有负荷的工作开关集中布置于其中几面屏柜中，尽量实现工作开关与备用开关间的“间隔、均匀”布置，避免个别屏柜负荷集中出现明显发热现象。
3交流站用电系统电缆选择管理创新优化
按照 GB 50217—2018《电力工程电缆设计标准》[3]，交流站用电系统的电力电缆主要依据回路的电压、电流、电压损失、短路电流、敷设环境和使用条件进行选择，同时根据站内电缆敷设的实际情况进行优化。
3.1 电缆材质选择的创新优化
若该±800 kV 换流站位于我国西北地区，冬天最低气温可达到 –30 ℃以下，因此，换流站电缆采用 YJY23 型耐低温铜芯电缆，即电缆的内护套和外护套的材质均采用聚乙烯护套，对于单芯电缆的铠装采用不锈钢铠装的非磁性材料。
3.2 电缆截面选择创新优化
由于主辅控楼内大容量负荷较多且电缆敷设的空间有限，电缆沟截面、活动地板及吊顶内的电缆桥架截面相对较小，因此，该±800 kV 换流站在电缆截面选择时单芯截面均按照不大于 240 mm2 进行考虑，同时对大容量负荷馈线电缆的敷设路径进行了规划，尤其是主辅控楼内，依据电缆经过路径能满足的最大转弯半径选择合适的电缆截面。对于有的长距离电缆供电无法满足电压降要求时，可以采用多根电缆并联的方案。
3.3 电缆敷设管理创新优化
针对站用电室内电力电缆集中的特点，该±800 kV 换流站对站用电室内的电缆沟和支架设计进行了多方案比较优化，在满足规范和站用电室有限空间的前提条件下，确定电缆容量最大的电缆沟道设计方案。采 用 1 200 mm×1 000 mm 的电缆沟具备最大的电缆敷设容量。
3.4 电缆防火管理创新优化
该 ±800 kV 换流站电缆防火封堵主要采用两种电缆防火封堵型式 ：1) 电磁屏蔽模块化封堵 ；2) 普通的防火封堵。电缆均采用的是 B 级阻燃电缆。
换流站内阀厅、继电器小室和控制楼内的功能性屏柜房间等需采用电磁屏蔽措施，因此，上述房间的电缆沟道入口均采用电磁屏蔽模块进行封堵，所有电磁屏蔽模块封堵的框架均可靠接地，采用 30 mm×4 mm 的镀锌扁钢与就近地网可靠连接。当单芯电缆穿越框架时，框架和模块均采取了防磁措施。对于普通的电缆防火封堵，均按照有关规程规范要求设计，严格设立防火分区，采用防火板分隔控制电缆和电力电缆。
4结语
本文综合考虑施工和运维的可靠性、便利性，以我国某 ±800 kV 换流站为例，从负荷分配、屏面布置、电缆敷设等方面研究提出了一些设计优化思路和建议。通过在设计过程中明确主用电源和备用电源，以保证每个动力中心的负荷在两段工作母线上的平衡配置，并对开关布置、负荷接入和开关预留提出了优化方案，以方便施工和调试。此外，进一步优化电力电缆选择和站用电室电缆沟道，确定最优电缆型号和电缆沟道方案。
参考文献：
[1]栾逢时. 电力设计院设计管理模式研究[D].华北电力大学（北京）,2019.
[2]王学梁. 天津天鼎电力工程设计有限公司管理优化研究[D].吉林大学,2018.
[3]胡蓉. 火力发电建设项目设计管理研究[D].华北电力大学（北京）,2018.