淺析變電一次設計過程的細節問題

劉杏娟

大理電力設計院有限責任公司

淺析變電一次設計過程的細節問題

劉杏娟

大理電力設計院有限責任公司

國家十三五規劃把能源戰略作為一個重要組成部分，對未來電網的發展提出了要求，而智能電網、綠色電能是能源戰略的發展方向。國外變電站的研究是直流輸出代替交流。110kV變電一次設計不僅是智能電網的重要支撐，而且技術先進、安全經濟和選址合理的110kV變電一次設計是電力能源行業的基礎。電力行業關系我國人民日常生活與社會穩定發展，是國民經濟的基礎能源產業。電氣設備的升級換代和消除安全隱患的新技術是電力行業的主要發展方向，例如變壓器的電抗器設計，并聯間隙防雷保護裝置等。針對電力系統中存在的問題和智能電網系統設計，提出110kV變電一次設計的細節。

變電一次設計；細節；問題

在我國國民經濟的發展過程當中，電力工業是相當重要的，其可以有效促進我國的經濟發展。因此，需要對我國的變電一次設計進行分析，并且根據其實際情況提出相對應的建議和意見，更好地促進我國電力行業的不斷發展，為人們的生產和生活提供電力保障。文章從變電一次設計的基本內容入手，對變電一次設計要點作了分析，并對變電一次設計過程進行了研究。

1 重要性

變電站在整個供電系統中具有非常重要的作用，表現在電壓變換與調整、電力資源分配、電網潮流控制等方面，在整個供電網絡中承擔著各方聯系樞紐的重責，通過建設變電站可將分散的供電網絡有機地聯系在一起，對電能進行合理分配，使整個電力系統以穩定、高效的狀態運行下去。在變電站的所有功能之中，非常重要的一項就是對高低壓進行有效轉換，這一方面能減少傳輸過程中電能的損耗，另一方面也方便了電能的遠距離傳輸。基于此，變壓器也就成了變電站最重要的設備。除變壓器之外，變電設備還有控制開關、計量儀表、通信裝置、繼電保護裝置、防雷保護裝置等。

由于110kV變電站和用戶的聯系非常密切，所以其建設數量較多，分布范圍較廣，在進行相關設計時，必須充分考慮經濟性、安全性、靈活性等原則，以降低建設的經濟成本，有效地應對電網中可能出現的各種電力故障，滿足社會發展和人民生活對電力資源的需求。

2 110kV變電站設計的主要原則

相關設計者在開展110kV變電站設計時，必須時刻考慮下面幾個原則，進而達到設計需要的質量。第一，設計過程中選用的電氣設備能夠達到變電站運行要求，同時便于排除故障、檢修工作。在設備選型時，不應該只考慮當前技術需要，還需能在長期工作條件下和發生過電壓、過電流的情況下保持正常運行。第二，在選擇一次設備的過程中，必須根據變電站的實際環境，進一步完善變電共組工作，使變電站處于更好的工作狀態中。第三，最后選擇得到的一次性設備必須具備成本低廉以及技術先進等特點。如果使用的設備相對較為落后，那么設備運行過程中的安全將不能得到有效保障。第四，在選擇導體時，應該盡量降低導體種類數量，從而使有效設備更換難度得到保障。

3 一次設計的細節設計要點

3.1 變壓器選型分析

變壓器是變電站非常重要的電力設備，它的選擇是否合理關系著變電站的運行是否安全可靠。第一，在變壓器數量與電力負荷的關系方面，如果建設地區存在大量一級負荷或季節性負荷變化較大時，必須安裝2臺以上的變壓器。第二，合理選擇安裝的變壓器數量，一般變電站都會裝有2臺或2臺以上的主變壓器，以保證其中一臺出現故障時供電系統仍能正常工作。對于110kV變電站的設計而言，在考慮安裝幾臺變壓器的問題時必須結合當地的供電條件、供電負荷以及電力系統的運行特點，具體可參考以下幾點：(1)及時確定主變容量，在保證總供電能力的前提下，考慮變壓器發生故障的特殊情況；(2)考慮變壓器數量對變電站占地面積的影響，因為變壓器的數量與變電站的占地面積直接相關，考慮到經濟性原則，必須將數量對于占地面積以及設備投資的影響列入考慮；(3)考慮短路電流的影響，提高單臺變壓器的容量勢必會增加低壓側的短路容量，給設備選擇工作帶來實際困難，所以如果設備容量較大，必須采用限制短路電流的技術措施。

3.2 線路設計和工程接線方式

我國的主接線在運行的過程中一定要能支撐電壓范圍、負荷以及供電次數的實際運行考驗。電氣主接線的設計關系到電力系統運行的穩定性和安全性，是電網線路布置的主要因素，影響到二次設計的繼電保護自動裝置、斷路器等設備的配置安裝。

線路布置包括分段、接線出線方式，應用電氣規范設計，應實用和簡潔，有利于安裝和檢修。雙電源進出線設計應經濟合理，注意間隔布置均勻、選擇軟導線架空方式或者內橋接線，應減少二次設計回線。在居民住宅的進出線可運用支柱架設方式，保障檢修的可靠性。

3.3 斷路器的合理選擇

斷路器也是110kV變電站非常重要的設備，在選擇斷路器時必須遵循相關參數的規范要求，以滿足電力系統的基本需求。(1)斷路器要有很好的電力絕緣特性，從而在電力系統發生故障時方便維修。(2)應保證斷路器具有良導體的性質，從而滿足在長期負荷電流下故障發生概率較低的要求。(3)電力系統在發生故障的情況下，產生的短路電流值會比較大，斷路器的良導體性質能夠保證系統有足夠的動穩定性和熱穩定性。(4)斷路器的分斷時間要短，且具備斷路能力較強、內部線路結構比較簡單、質量較輕、體積較小、安裝程序和維護修理簡單方便等特征，同時還必須滿足機械壽命和電氣壽命長的要求，以減少更換次數，降低維護成本。比如，LW30-126型斷路器的技術參數如表1所示，實踐表明，該型號的斷路器具有良好的工作性能，能夠滿足110kV變電站運行的各項要求。

綜上所述，由于社會經濟的不斷進步，我國居民用電需求不斷上升，所以110kV變電站的設計工作也得到了越來越多民眾的注意。就變電站的實際建設過程而言，相關設計者應該嚴格遵守整個行業中的原則，隨后根據實際情況、系統負荷、應用范圍與設備特征等因素，制定最合適的規劃。如此就能夠嚴格保證一次設計方法的安全性與合理性。

[1] 張秋莉. 變電一次設計及無功補償設計分析[J]. 中國新技術新產品，2016，01：76.

[2] DL/T 5429-2009. 電力系統設計技術規程 [S].