110kV變電站一次設備設計問題思考

姜雪松

摘 要：隨著電力系統的發展和人們對用電越來越多的需求，110kV變電站在我們當下的日常生活和工業企業生產中重要地位是顯而易見的，而對于110kV變電站的一次設計應該遵循具體問題具體分析的原則。針對于此，本文將主要討論110kV變電站一次設計的要點。

關鍵詞：110kV；變電站；一次設計；要點

前言：

變電站是電網的重要環節之一，終端站更是電網基礎運行數據的采集源頭和命令的執行單元，對電網起支撐作用。隨著科技的不斷進步，越來越多的技術應用到變電站的建設中，相關設計者在開展110kV變電站設計時，必須時刻考慮相關原則，掌握一次設計的要點。

1、變電站設計的重要性

變電站在供電系統中的重要意義是實現高低壓的轉換工作，有的變電站將發電廠發出的電壓進行一定的升壓，降低電能在傳輸過程中的不必要的損耗；有的變電站將高壓轉換成低壓，再傳送給電力用戶。在變電站系統中，變壓器又是最為關鍵的設備。除此之外，斷路器、互感器、母線、防雷裝置以及二次系統也是變電站系統的重要組成部分。110kV變電站主要是供給用戶的，數量龐大，分布很廣。變電站連接著各個電網，它將電網都聯系起來，實現對電能的控制和分流。對電網來說，它的安全性與穩定性至關重要。110KV變電站一次設計是一項復雜的系統性工程，在電力系統項目建設中起著重要的作用。我們在設計110kV變電站的時候，從全局利益出發，正確處理好安全與經濟、基建與生產運行、近期需要與長遠發展等方面的關系，全面考慮，綜合分析實用性、靈活性和可靠性，有效地控制建設所需的成本，靈活應對電力系統出現的各種故障，向用戶提供安全、可靠的電能。

2、110kV變電站一次設計的要點

2.1電氣主接線設計

目前主接線的設計一般比較復雜，這種復雜的主接線雖然可以保證供電的可靠性，但是其復雜的接線方式以及繁瑣的運行操作等缺點也比較突出，同時這種主接線一旦發生故障將很難檢測，維護成為一個難題，并且其占地面積大、耗資多，所以針對以上問題，我們需要在保證供電可靠的前提下，盡力簡化主接線。 在開展變電站電氣主接線設計環節時，必須嚴格考慮變電站在電力系統中的地位、變電站的規劃容量、負荷性質、線路和變壓器連接元件總數、設備特點等因素。第一，經濟性原則。如果變電站主接線能夠滿足運行要求時，那么從高壓側的角度來說，可以使用斷路器較少或不用斷路器的接線。同時主接線的設計可以為配電裝置布置創造條件，使占地面積減少。第二，靈活性原則。在變電站主接線設計的過程中，必須保證對應設計能夠達到設備擴建、電力調度的需要。當開始電力調度時，變電站必須具備可以快速調節負荷以及電力線路的能力。就設備檢修而言，可以進行安全檢修而不影響電網運行和用戶用電的要求。

2.2主變壓器的選擇

主變壓器的選擇要對變電站進行實地考察，根據變電站的實際情況選擇適宜的變壓器以及合理安排變壓器的安裝數量。變電站變壓器的安裝數量是依據主變電站的總容量、變電站的占地面積大小、對變壓器建設的投資和配電裝置的投資多少以及變壓器制造容量的限制、短路時的電流大小等指標來進行確定的。

主變壓器的形式、兼容量以及數量是影響變電站一次主接線方法與配電裝置內部結構的主要因素。主變的設計定下來之后，除了以傳遞容量的初始資料為依據之外，還應參考電力系統5-10年內的發展計劃和輸送功率數值，當然饋線回路數等也要考慮進去，綜合的全方位的分析之后，再進行合理選擇。設計者在對主變壓器的兼容量進行選擇工作時，應該考慮到變電站中某臺停運時其他的兼容量，在其能承擔的時間范圍內，應使其滿足1類和2類負荷的供電。對普通變電站而言，出現一臺主變壓器運行停止時，其他變壓器的兼容量要能滿足總負荷的 60-70%。110kV變電站的主變兼容量和數量要以遠景負荷為依據進行挑選。

大多數情況下城市電力網110kV變電站安裝兩臺甚至兩臺以上的變壓器，這樣的目的是保證一臺變壓器發生故障時其他變壓器還能夠擔負起70%的負荷，在一定時間內保證一、二級的正常運作。同時我們都知道，各個變電站節點的電壓隨著系統負荷的變化而不斷變化。普通的變壓器如果安裝在電壓偏移大或者是電力潮流變化大的變電站時，可能會發生電壓不穩，影響用戶的用電質量，所以可以采用有載調壓變壓器。

2.3斷路器的選擇

在110kV變電站設計過程中，斷路器也有著極為重要的作用。設計者在選擇斷路器時一定要嚴格按照參數規定執行，進而達到整個電力系統對應的基本要求。第一，選擇斷路器時最重要的標準是絕緣性能要好，因為當線路發生跳閘等突發狀況時，斷路器可以保證其絕緣，從而為檢修人員提供足夠的時間；第二，斷路器應該具備良好導體性質，如此就能夠在長時間負荷電流環境中，降低事故產生的概率；第三，當電力系統產生故障時，其對應形成的短路電流值相對較大，而這時斷路器具備的特性將保證系統熱穩定性；第四，最后使用的斷路器需要具備更短的分斷時間和斷路能力。同時還應該保證其對應的結構更加簡單，使用時間更長。第五，斷路器的機械壽命和電氣壽命應該盡量選取較長者；體積和重量較小、結構簡單的斷路器的安裝方法較為簡單，并且有利于檢測和維護，根據以上這些因素和變電站的具體要求選擇適合的斷路器。

2.4高壓配電裝置設計

在大多數環境中，110kV變電站高壓配電裝置設計主要包括兩種，即屋外布置與屋內布置。屋外布置又可以細分為三種，即屋外半高型、屋外中型以及屋外高型布置。其中高型布置是主要是對母線進行隔離，上下重疊布置線路的開關，這種形式占地面積較小，但是具體操作比較困難，檢修工作難度系數大，并且抗震性能也比較薄弱；中型布置的占地面積較大，成本相對其他比較低，抗震性能好，但是工作人員的維修強度和難度比較小；半高型布置不太適用于回路較少的變電站，但是其可以在一定程度上將配電裝置的距離縮短，使布線的面積增大。高壓配電裝置屋內布置包括有三種不同模式，即以GIS為基礎的屋內布置、斷路器屋內布置以及普通電力裝置屋內布置。這三種方式都存在自身的優勢與缺陷，所以使用者應該根據實際的具體要求，選擇合適的模式。

2.5終端110kV變電站

普通終端變電站所采用的都是無匯流主接線形式，應用橋形和線路接線。 線路一變壓器組接線方式是相對比較簡單的，它的高壓配電裝置中，只配置兩個單位的單元，這樣做的優勢是接線方法簡單且占地面積小。假如一臺主變線路在檢修過程中發生故障，且要退出運行狀態，這時只要對變電站低壓側進行轉移負荷的操作，就能保證供電正常。在地方電網中所用的110kV類型終端變電站，如果主變容量能夠滿足“N-1”要求，就對它運用內橋接線方式，這樣能有效的提高供電可靠度，對于變電站內部變壓站外側系統有功率流過時，則應該運用外橋接線方式。

2.6城區110kV中心變電站

對于城區110kV中心變電站一般可以運用有匯流母線的主接線，這其中還包括單母線分段式、單母線分段帶旁路母線式、雙母線式三種形式。單母線斷路器分段接線通常分2-3段，若其中某一段的母線出現故障。會進行自動隔離，使正常母線可以繼續保持工作狀態不受影響。不同段的母線同時出現故障的幾率是很低的，在不同的分段點分別將電源接入，就能提高供電的可靠度變得更靈活。而雙母線接線形式屬于變電站備用的兩組母線，每次線路進出是通過一臺斷路器以及兩組隔離開關與兩組母線分別連接的，其供電的可靠度體現在：以兩組隔離開關的倒換作業可輪流檢查維修其中某一組母線，并保證不會中斷供電，當檢查維修接在任何一組母線的隔離開關上時，只要斷開相關的隔離開關所在的一條回路及與開關連接的一組母線，都不會對其他回路的正常供電造成影響。

3、結語

綜上所述，在具體的變電站一次設計工作中，應該嚴格遵守相關原則，與時俱進、開拓創新，全方位、多角度、多層次地進行科學、合理的設計。

參考文獻：

[1]吳曉鳴.110kV變電站一次系統設計技術研究[J].企業技術開發，2013

[2]黃育明.有關110kV變電站一次設計的若干思考[J].廣東科技，2012endprint