110 kV變電站一次電氣部分設計探討

劉敏

摘 要：變電站在確保電網供電可靠性方面具有十分重要的作用，110 kV變電站作為電力系統中的重要組成部分已成為我國提高電力事業的關鍵領域。文章將結合110 kV變電站工程在珠三角農村電網建設中的實際應用探究其一次電氣部分設計的詳細情況，在 110 kV變電站一次電氣部分準備工作的基礎上，探討110 kV變電站一次電氣部分設計中配電裝置、變壓器、接線方式等方面的內容，提出一次電氣部分設計中對變電站的智能優化方略，以期為后續的110 kV變電站一次電氣部分設計研究提供思考。

關鍵詞：110 kV變電站；一次電氣部分設計；優化

中圖分類號：TM721.1；TM72 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）18-0091-02

伴隨著人民生活水平的提高，國民經濟的快速發展，人們對于供電的效率與質量提出了更高的標準與要求。110 kV變電站的建設在提高生產效率、節約土地資源消耗、持續可靠供電方面有著非常重要的意義，而它作為一項資金投入量大、技術含量高的復雜系統工程，也成為了我國電網建設與改造中亟需探究的一個重要課題。

1 110 kV變電站一次電氣部分設計的準備

1.1 110 kV變電站一次電氣部分設計前的資料準備

對于在珠三角農村電網的建設中的110 kV變電站一次電氣部分設計，工作人員應先規劃出設計的維度，將設計分為原始資料分析、確定變電所主接線、短路電流計算、主要電氣設備的選擇、設計系統的主接線圖、防雷設計圖六個方面；然后對課程的內容及要求進行設計，包括設計的系統資料，見表1。負荷資料，見表2；最后設計地理位置的示意圖，如圖1所示，并標注影響110 kV變電站一次電氣部分設計的氣溫等因素，如珠三角地區年最高氣溫為36.7～38.7 ℃，平均為21.8 ℃[1]。

1.2 110 kV變電站一次電氣部分設計前的實地準備

在進行一次電氣部分設計工作前，設計人員要先從珠江三角區農村變電站建設單位的相關人員那里獲取相關資料，以充分掌握所設計變電站的特點與要求，了解相關設計的原始資料和基礎數據，明確設計任務的各項內容。另外，設計人員要深入到施工現場，對其進行勘探與檢查，以保證所獲得資料與數據的準確性、可靠性，并根據相關規定對設計方案的可操作性與可行性進行研究，確保設計方案的內容與設計結果均符合施工規章程序的要求[2]。

2 110 kV變電站一次電氣部分設計分析

2.1 變壓器的合理選擇

變壓器的選擇需要考慮兩方面內容。一是考慮110 kV變電站變壓器的負荷條件。變壓器的選擇要符合負荷條件，要能夠與變電站的負荷相互匹配[3]。二是考慮電站設置變壓器臺數，對于變電站處于以下幾種負荷時的情況，要為變電站至少設置兩臺或兩臺以上的變壓器：①所在地區的季節性變化比較大；②存在大量的一級負荷[4]；③出現如電源系統不能接地、電氣裝置發生外露現象等特殊情況[5]。由于珠三角地區屬于亞熱帶，季節性變化不大，可設置兩臺變壓器，其中一臺用做工作的正常使用，另一臺則是作為備用，以防其中一臺工作暫停或癱瘓等情況的發生。

另外，有些情況下需要為變電站設置專門的變電器，如在動力與照明過程中使用的變壓器已嚴重影響到燈泡的壽命及質量時，或者在電源系統沒有接地或者經過阻抗接地時，在電氣裝置外漏導電體的就地接觸系統的低壓電網中就需要設置照明專用變壓器。

2.2 接線方式的合理選擇

2.2.1 變壓器組接線

通過110 kV變電站的電源進線，采用一路“T”接，另外一路則與其他城網變電站相互聯絡，或者采用雙電源“T”接的方式[6]。采用高壓側主接線的線路——變電器兩組斷路器的方式，低壓側則使用帶旁母線接線方式以及單母線接線四分段方式。

2.2.2 單母線接線方式

變電站110 kV電源進線采用的是兩路接110 kV電網，一個是主體，一個為備用[7]。高壓側主接線需要利用單母線接線的方式，而低壓側主接線則需要采用單母線兩分段的接線方式，這種接線方式具有運行靈活、供電可靠，并且在電源失電的情形下，也可以利用高壓設備來自動恢復供電。

2.2.3 內橋接線

變電站110 kV電源進線需要利用兩路接110 kV的電網，高壓側主接線使用內橋接線的方法，低壓側主接線則采用單母線兩分段的接線方法，這種接線方式具有線路的投入較少、斷路器斷開方便、線路的切除比較簡單等優勢[8]。

在珠三角農村電網110 kV變電站的一次電氣部分設計中，為保證供電的質量與電站的正常運行，可采用稍微復雜一點的主接線方式，這種接線方式能夠確保變電站的供電質量與效率，但也考慮到變電站中電氣設備的特點、變壓器的負載率及實際負荷的性質等因素對接線方式進行適當改進[9]，以確保供電質量與效率。

2.3 配電裝置的合理選擇

一般而言，高壓配電裝置的配置在110 kV變電站中主要分為兩種形式，一種為屋內布置的配電裝置，另一種為屋外設置的配電裝置。在珠江三角區農村電網的建設中，如果變電站建在臨海區域，應將所有配電設備置于室內，以防范污閃事故的發生[10]。

3 110 kV變電站一次電氣部分設計的優化

從智能變壓器在線的監測參數來看，監測參數可以依據變壓器的參數類型來進行優化，如在有載調壓開關方面，主要關注有檔位的指示、溫度差的監視、油位的高低、檔位換擋之間的記數、驅動電機能量的變化以及切換電流能量的記錄等方面[11]。

在輔助報警設備方面，可以從氮氣的壓力、瓦斯的報警、壓力的突變及油溫高低等方面進行監測。智能變壓器的自動控制功能主要表征為兩個方面。

一方面是智能變壓器所具有的在線專家系統要能夠對冷卻進行自動控制，也就是要在綜合考慮變壓器負荷、環境溫度、頂部油溫、冷卻系統狀態及變壓器熱能模型等實際情況下，實行對智能變壓器自身的一種冷卻控制功能；另一方面是智能變壓器所具有的在線專家系統還要能夠采用元功分享、環流、反極性和主從電抗控制方式來發揮有載調壓開關的綜合功能控制[12]。

從智能變壓器的通訊功能來看，通訊功能的主要表征為控制功能與無縫通訊功能兩種類型。智能變壓器應該具有網絡數字接口的功能，并能夠依托數字接口發揮監測與控制功能，控制狀態與控制命令的信息需要通過總線進行傳播，而狀態監測又需要通過網絡獲取采樣值。另外，智能變壓器必須采用標準的規格，必須要同時具備間隔層設備與和站控層設備之間的無縫通訊功能。

4 結 語

從目前變電站的類型來看，110 kV變電站是最為常見的一種變電站類型，它的建設與發展直接影響著變電站的供電質量與正常運行，關系著我國電力事業的成長以及人們用電的安全。因此，加大對110 kV變電站的建設力度與投入強度，會推動我國社會經濟的發展以及人們生活的進步，有利于我國電力事業的可持續性發展與長足進步。

參考文獻：

[1] 唐杰.110 kV變電站電氣一次部分初步設計分析[J].通訊世界，2014，（23）.

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[4] 姚金茂.110 kV變電站一次設計要點探討[J].城市建設理論研究（電子 版），2015，（27）.

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[7] 劉國麗.有關110 kV變電站的電氣一次設計分析[J].科技創業家，2012，（18）.

[8] 馬志千.淺析110/20 kV變電站電氣一次設計[J].企業技術開發，2011，（12）.

[9] 姜玉賢.淺談110 kV變電站電氣的一次設計[J].科技資訊，2011，（36）.

[10] 饒瑩，郭煒，徐鑫乾.110/20 kV變電站電氣一次部分設計[J].電力設備，2008，（9）.

[11] 杜怡薇.化工項目配套110 kV變電站電氣一次設計方案[J].電子制作，2013，（4）.

[12] 任志毅.城市110 kV變電站電氣一次設計的分析[J].中小企業管理與 科技（下旬刊），2013，（11）.