研討110kV變電站電氣一次部分設計技術

朱正

摘要：目前，就我國電網的整體規模情況來，大型發電站所生產的電能主要通過110kV的監控線路輸送到地區中線變電站，然后在利用電纜對電能的輸送進行適當分配。可見，110kV變電站部分電氣一次設計是電力系統中關鍵的技術環節，110kV變電站部分電氣一次設計是否科學合理關系著整個電力系統的供電質量和穩定運行。本文主要對110kV變電站電氣一次部分設計技術有關內容進行分析，以供參考。

關鍵詞：110kV變電站；電氣一次部分；設計技術

1主變壓器的選擇

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后，再進行合理選擇。重要變電站在對主變壓器進行選擇的時候，要考慮在一臺主變壓器停止運行的時候，剩余變壓器容量在負荷范圍內，而且在規定的時間內不僅要能實現對一類負荷的供電，還要能實現對二類負荷的供電。對于一般的變電所，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?？梢?，變電所在進行主變壓器的選擇的時候變壓器的容量要根據未來負荷進行確定，并且還不僅僅要考慮變壓器正常運行時的過負荷能力，還需要考慮在發生事故的時候過負荷能力。

2變電站電氣主接線設計

變電站主接線設計主要是指變電站中一些電氣設備按照一定的順序連接起來的設計電路，這種電路主要用來分配和集中電能，變電站主接線的設計方案是影響變電站主接線電路功能的關鍵因素，而變電站主接線設計方案需要根據變電站的規劃和變電站系統所要實現的功能來決定。因此，變電站主接線設計對于變電站的整體運行有著重要影響，方案的可行性直接影響著變電站的供電質量和安全穩定性。變電站主接線設計對于變電站中的一些電氣設備，例如繼電器、熔斷器和配電裝置的功能都有一定程度的影響，不同的設計方案，變電站的運行狀態是不同的。因此，對系統中不同等級的110kV變電站電氣主接線的設計工作，相關人員要從負荷性質、損耗、運行方法、負載率、占地、操作、設備的特點、調度、方便性及投資、等各個方面進行考慮，以確定變電站的一次主接線。下面介紹幾種主要的主接線設計。

2.1線路和變壓器組之間的接線設計

110kV變電站通常采用雙電源的“T”型接線方式，在高壓側采用了線路和變壓器連接兩個斷路器的設計，在低壓側采用單母線四分段的形式，這種設計形式，使得變電站中的電壓線路簡潔明確，整體設計占地空間小，減少了投資，線路中過電保護效果較好。即使在一個電源無法工作時，這種雙電源的接線方式可以自動地轉移電路中的負荷，保證在最短的時間內恢復供電。這種接線方式也有一定的缺點，當高壓側端的一個電源斷電時，要立即停止主變電器的工作，需要在盡可能短的時間內對線路中的負荷進行限電，因此，這種接線方式只適合用于沒有功率轉移要求的110kV變電站城域網中。

2.2單母線接線方式

這種接線方式在110kV變電站的高壓測用的較多，而單母線的分段接線方式在110kV變電站的低壓測用的比較多。這種接線方式有著可靠性高以及靈活性好的特點，不過由于高設備的很多，從而加大了占地面積，成本也隨之而增加。

2.3內橋接線設計

110kV變電站電源進線采用兩路線路同時接入110kV電網中，高壓側端主接線采用內橋接線設計，低壓側端采用單母線兩分段帶旁母接線方式。這種接線設計，使得線路中不需要太多的斷路器，大大減少了對線路的投資，并保證了斷路器的實際效果，可以自行進行投切。當線路發生故障時，線路中的斷路器會保護電路自行斷開，不影響其他回路的工作。這種接線設計也有一定的缺點，內橋接線設計降低了110kV變電站運行的穩定安全性和靈活性，運行操作較為復雜，當110kV變電器發生故障時，需要同時斷開和這臺變壓器相連接的兩個斷路器，這樣容易影響其他沒有發生故障的線路的運行。由于在110kV變電站系統中有很多的變壓器，因此，這種接線設計適合應用于高壓線路中運行操作比較頻繁的電網中。

3配電設備的布置

由于110kV的出線規模比較大，但是變電站的的占地面積是比較小的。所以，一般110kV配電設備是SF6絕緣材料組合而成的封閉式的，并且用三相共箱式的結構。布置方式是用戶外中型支持管型母線雙列式。在兩組母線上分別配置上垂直斷口單柱隔離開關和雙柱水平單斷口旋轉式隔離開關。這種布置方式形成了主變進線、母線、分段及母設間隔與出現間隔是以母線相互對稱的特性，這種特性因為不是單獨占用間隔，使配電設備的縱向尺寸得到了最優的配置。由于封閉式SF6全封閉組合電器是三相共箱的結構形式，三相導體是實行共面布置。

4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。如果一臺主變線路在檢修時出現故障，并且要退出運行，那只要將變電站低壓側作轉移負荷操作，就能夠使全部負荷正常供電。地方電網中使用的110kV類型終端變電站，假若主變容量可滿足“N-1”準則的要求，則對其采用內橋接線這一方式可以有效地提高系統供電的可靠性；而對于變電站內部變壓器經常切換或者當變電站外部系統有穿越功率流過時則應采用外橋式接線。

5結語

110kV變電站部分電氣一次設計是一個長期復雜的工程，對于110kV變電站的供電質量和安全可靠性有著重要的影響。因此，科學合理的110kV變電站部分電氣一次設計要根據變電站在整個電力系統的中作用和地位，要綜合考慮各方面的因素，例如變電站的主接線設計，高壓配電裝置的設計和消弧裝置和過電壓保護裝置的設計，只有這樣110kV變電站部分電氣一次設計才能滿足電力系統的需求，推動110kV變電站的良好運行。

參考文獻：

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（作者單位：池州電力規劃設計院）