110kV变电站一次设备设计问题思考

姜雪松

摘 要：随着电力系统的发展和人们对用电越来越多的需求，110kV变电站在我们当下的日常生活和工业企业生产中重要地位是显而易见的，而对于110kV变电站的一次设计应该遵循具体问题具体分析的原则。针对于此，本文将主要讨论110kV变电站一次设计的要点。

关键词：110kV；变电站；一次设计；要点

前言：

变电站是电网的重要环节之一，终端站更是电网基础运行数据的采集源头和命令的执行单元，对电网起支撑作用。随着科技的不断进步，越来越多的技术应用到变电站的建设中，相关设计者在开展110kV变电站设计时，必须时刻考虑相关原则，掌握一次设计的要点。

1、变电站设计的重要性

变电站在供电系统中的重要意义是实现高低压的转换工作，有的变电站将发电厂发出的电压进行一定的升压，降低电能在传输过程中的不必要的损耗；有的变电站将高压转换成低压，再传送给电力用户。在变电站系统中，变压器又是最为关键的设备。除此之外，断路器、互感器、母线、防雷装置以及二次系统也是变电站系统的重要组成部分。110kV变电站主要是供给用户的，数量庞大，分布很广。变电站连接着各个电网，它将电网都联系起来，实现对电能的控制和分流。对电网来说，它的安全性与稳定性至关重要。110KV變电站一次设计是一项复杂的系统性工程，在电力系统项目建设中起着重要的作用。我们在设计110kV变电站的时候，从全局利益出发，正确处理好安全与经济、基建与生产运行、近期需要与长远发展等方面的关系，全面考虑，综合分析实用性、灵活性和可靠性，有效地控制建设所需的成本，灵活应对电力系统出现的各种故障，向用户提供安全、可靠的电能。

2、110kV变电站一次设计的要点

2.1电气主接线设计

目前主接线的设计一般比较复杂，这种复杂的主接线虽然可以保证供电的可靠性，但是其复杂的接线方式以及繁琐的运行操作等缺点也比较突出，同时这种主接线一旦发生故障将很难检测，维护成为一个难题，并且其占地面积大、耗资多，所以针对以上问题，我们需要在保证供电可靠的前提下，尽力简化主接线。 在开展变电站电气主接线设计环节时，必须严格考虑变电站在电力系统中的地位、变电站的规划容量、负荷性质、线路和变压器连接元件总数、设备特点等因素。第一，经济性原则。如果变电站主接线能够满足运行要求时，那么从高压侧的角度来说，可以使用断路器较少或不用断路器的接线。同时主接线的设计可以为配电装置布置创造条件，使占地面积减少。第二，灵活性原则。在变电站主接线设计的过程中，必须保证对应设计能够达到设备扩建、电力调度的需要。当开始电力调度时，变电站必须具备可以快速调节负荷以及电力线路的能力。就设备检修而言，可以进行安全检修而不影响电网运行和用户用电的要求。

2.2主变压器的选择

主变压器的选择要对变电站进行实地考察，根据变电站的实际情况选择适宜的变压器以及合理安排变压器的安装数量。变电站变压器的安装数量是依据主变电站的总容量、变电站的占地面积大小、对变压器建设的投资和配电装置的投资多少以及变压器制造容量的限制、短路时的电流大小等指标来进行确定的。

主变压器的形式、兼容量以及数量是影响变电站一次主接线方法与配电装置内部结构的主要因素。主变的设计定下来之后，除了以传递容量的初始资料为依据之外，还应参考电力系统5-10年内的发展计划和输送功率数值，当然馈线回路数等也要考虑进去，综合的全方位的分析之后，再进行合理选择。设计者在对主变压器的兼容量进行选择工作时，应该考虑到变电站中某台停运时其他的兼容量，在其能承担的时间范围内，应使其满足1类和2类负荷的供电。对普通变电站而言，出现一台主变压器运行停止时，其他变压器的兼容量要能满足总负荷的 60-70%。110kV变电站的主变兼容量和数量要以远景负荷为依据进行挑选。

大多数情况下城市电力网110kV变电站安装两台甚至两台以上的变压器，这样的目的是保证一台变压器发生故障时其他变压器还能够担负起70%的负荷，在一定时间内保证一、二级的正常运作。同时我们都知道，各个变电站节点的电压随着系统负荷的变化而不断变化。普通的变压器如果安装在电压偏移大或者是电力潮流变化大的变电站时，可能会发生电压不稳，影响用户的用电质量，所以可以采用有载调压变压器。

2.3断路器的选择

在110kV变电站设计过程中，断路器也有着极为重要的作用。设计者在选择断路器时一定要严格按照参数规定执行，进而达到整个电力系统对应的基本要求。第一，选择断路器时最重要的标准是绝缘性能要好，因为当线路发生跳闸等突发状况时，断路器可以保证其绝缘，从而为检修人员提供足够的时间；第二，断路器应该具备良好导体性质，如此就能够在长时间负荷电流环境中，降低事故产生的概率；第三，当电力系统产生故障时，其对应形成的短路电流值相对较大，而这时断路器具备的特性将保证系统热稳定性；第四，最后使用的断路器需要具备更短的分断时间和断路能力。同时还应该保证其对应的结构更加简单，使用时间更长。第五，断路器的机械寿命和电气寿命应该尽量选取较长者；体积和重量较小、结构简单的断路器的安装方法较为简单，并且有利于检测和维护，根据以上这些因素和变电站的具体要求选择适合的断路器。

2.4高压配电装置设计

在大多数环境中，110kV变电站高压配电装置设计主要包括两种，即屋外布置与屋内布置。屋外布置又可以细分为三种，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对母线进行隔离，上下重叠布置线路的开关，这种形式占地面积较小，但是具体操作比较困难，检修工作难度系数大，并且抗震性能也比较薄弱；中型布置的占地面积较大，成本相对其他比较低，抗震性能好，但是工作人员的维修强度和难度比较小；半高型布置不太适用于回路较少的变电站，但是其可以在一定程度上将配电装置的距离缩短，使布线的面积增大。高压配电装置屋内布置包括有三种不同模式，即以GIS为基础的屋内布置、断路器屋内布置以及普通电力装置屋内布置。这三种方式都存在自身的优势与缺陷，所以使用者应该根据实际的具体要求，选择合适的模式。

2.5终端110kV变电站

普通终端变电站所采用的都是无汇流主接线形式，应用桥形和线路接线。 线路一变压器组接线方式是相对比较简单的，它的高压配电装置中，只配置两个单位的单元，这样做的优势是接线方法简单且占地面积小。假如一台主变线路在检修过程中发生故障，且要退出运行状态，这时只要对变电站低压侧进行转移负荷的操作，就能保证供电正常。在地方电网中所用的110kV类型终端变电站，如果主变容量能够满足“N-1”要求，就对它运用内桥接线方式，这样能有效的提高供电可靠度，对于变电站内部变压站外侧系统有功率流过时，则应该运用外桥接线方式。

2.6城区110kV中心变电站

对于城区110kV中心变电站一般可以运用有汇流母线的主接线，这其中还包括单母线分段式、单母线分段带旁路母线式、双母线式三种形式。单母线断路器分段接线通常分2-3段，若其中某一段的母线出现故障。会进行自动隔离，使正常母线可以继续保持工作状态不受影响。不同段的母线同时出现故障的几率是很低的，在不同的分段点分别将电源接入，就能提高供电的可靠度变得更灵活。而双母线接线形式属于变电站备用的两组母线，每次线路进出是通过一台断路器以及两组隔离开关与两组母线分别连接的，其供电的可靠度体现在：以两组隔离开关的倒换作业可轮流检查维修其中某一组母线，并保证不会中断供电，当检查维修接在任何一组母线的隔离开关上时，只要断开相关的隔离开关所在的一条回路及与开关连接的一组母线，都不会对其他回路的正常供电造成影响。

3、结语

综上所述，在具体的变电站一次设计工作中，应该严格遵守相关原则，与时俱进、开拓创新，全方位、多角度、多层次地进行科学、合理的设计。

参考文献：

[1]吴晓鸣.110kV变电站一次系统设计技术研究[J].企业技术开发，2013

[2]黄育明.有关110kV变电站一次设计的若干思考[J].广东科技，2012endprint