110kV变电站部分电气一次设计浅析韩雪娇

110kV变电站部分电气一次设计浅析韩雪娇

韩雪娇

（青岛鸿瑞电力工程咨询有限公司266100）

摘要：110kV变电站一次电气部分的设计是一项较为复杂的工程，在整个电力系统中发挥着重要作用。因此，在具体设计过程中需要确保设计的科学性，从而保证供电的安全性。本文对110kV变电站部分电气一次设计进行深入分析，以供参考。

关键词：110kV；变电站；电气一次设计

1.变电站的重要性

通过变电站转换、分流作用，将从四面八方来的不同电能转化为不同种类的电压，来供应给不同的需要人群和单位。可以说，变电站是就像一个模型机，将材料根据需要印成不同种类的模型。没有变电站，就不可能安全做到将电能及时有效的输送到各地。本文所述的110kV变电站主要职责就是向居民输送安全的电能。而要想及时的将电能有效的输送到居民的家中，则必须要考虑很多因素：一是，110kV变电站主要就是承担为居民输送电能的作用，确保居民能用上安全可靠的电，所以在设计的时候要注意变电站的稳定性、可靠性特点；二是，要遵循统筹兼顾的原则。在输送电能的时候要考虑安全和效益的原则，不可一味追求经济效益而无限度的调高电量的输出度；还要兼顾地区未来的发展需求量，确保电力的供电潜能能够满足地区的发展；三是，对电力上的新技术、新材料的运用要谨慎，禁止任何未经过实践检验的材料运用到实际的供电系统，避免出现电力供应系统中断的情况。

2.110KV变电站部分电气一次设计分析

2.1主变压器的选择

（1）当变电站负荷以下条件中的任何一条时，均必须安装至少两台以上的变压器：其一，110kV变电站中存在大量的一级负荷，从安全层面考虑必须对变压器实行压力负荷分流。；其二，季节性负荷变化较大的地区；其三，存在几种特殊负荷的情况下，如电源系统不接地、电气装置外露等。

（2）变压器的台数。在城网变电站中通常都配有两台或两台以上的主变压器，这是因为当某一台变压器出现故障时，可以将其上的负荷转移到另一台变压器上，以确保电力系统能够正常供电。对于110kV变电站而言，在满足相同供电能力以及供电可靠性的前提下，应当安装几台变压器更为合理，则需要按照该区域的具体供电条件、负荷性质、运行方式等等进行确定，同时还需要考虑经济性和技术性这两大原则，具体内容如下：其一，确定主变容量。在总负荷一定时，当停止其中某一台变压器，要求供电能力保持不变；其二，变压器自身的容量上限；其三，变压器的实际占地面积。由于110kV变电站多位于市区，而市区本身面积比较有限，为此，节约变压器的占地面积就显得尤为重要。而安装三台变压器显然要比两台占地面积大；其四，设备投资。当采用高压有断路的接线方式时，通常都会使用SF6断路器，而采用T接线方式或是线路变压器组接线方式时，则需要建设出线间隔，这样一来投资势必会有所增大；其五，短路电流水平。当变压器单台容量提高以后，势必会使低压侧的短路容量有所增大，这样一来就会给10kV配电设备的选型带来一定的困难。为此，当变压器容量较大致使10kV配电无法选用轻型设备时，应采取限制短路电流的措施；其六，变压器成本。选用两台变压器与三台变压器所需的总容量要相对较多，但总体投资却所差无几。若是以两台主变和三台主变两种方案为例，两台变压器的方案要比三台占地面积小很多，并且投资成本和运行维护费用也都低得多，同时容载比较大、电网适应能力强，优越性非常明显。

2.2变电站主接线

变电站主接线的选择是根据变电站在系统中的地位和作用、地理位置、电压等级、站内变压器台数及容量和进出线等各种条件综合优化决定的。下面对110kV城网的几种高压接线方式进行经济技术分析比较：

方式一：线路——变压器组接线

变电站110kV电源进线，采用双电源“T”型接线，或一路“T”接、另一路和其他城网变电站联络。高压侧主接线采用线路——变压器组双断路器的形式，低压侧采用单母线四分段、带旁母线接方式（若l0kV采用手车式开关就不设旁母，下同）。这种接线的优点是接线简洁，高压设备少、占地少、投资省、继电保护简单，可以在任一个电源失电情况下，以备用自投进行负荷转移，从而以最快的速度恢复供电。其缺点是当高压任何一个电源失电时，都要停1台主变电器，需短时对部分电负荷限电。这种接线方式建议用于只承担受电功能，没有功率转移任务的域网1lOkV变电站。

方式二：单母线接线

变电站110kV电源进线采用2路接110kV电网，一主一备；高压侧主接线采用单母线方式，低压侧采用单母线两分段旁母接线方式。这种接线的优点是供电可靠，运行灵活，在l10kV主供电源失电的情况下，以高压备用自投自动恢复供电。其缺点是高压设备较多，占地增大，投资增大。这种接线方式建议在既要具有受电功能，又要承担功率转移任务的城网变电站采用。

方式三：内桥接线

变电站l10kV电源进线采用2路接110kV电网，高压侧主接线采用内桥接线方式，低压侧采用单母线2分段带旁母接线方式。这种接线的优点是4个回路只有3台断路器，需要的断路器较少，而且线路的投入和切除比较方便。当线路发生故障时，仅线路断路器断开，不影响其他回路运行。其缺点是运行的灵活性和可靠性较差，一、二次运行操作较复杂，同时当变压器发生故障时，与该台变压器相联的2台断路器都断开，从而影响未发生故障的线路的运行。由于变压器故障少，系统中应用较多。这种接线方式建议用于高压线路运行操作频繁但不承担电网穿越功率经过的城网变电站。

2.3高压配电装置的选择

运用高压配电的方式在110KV变电站中布置总共有两种形式，分别是室内布置和室外布置。和室内布置相比，室外布置的造价相对较低并且运行起来比较的可靠，其主要的方法是把电气设备都安装是室外的地面支架上，在一定的高度中形成配电之间的跨度，但是由于这种设计所占面积比较大，对于室内布置来说不太实用。而室内设计主要是将母线、断路器、隔离开关、电流互感器等电气设备布置在屋内，这样可以改善运行和检修条件，其优点是效果明显，占地较少。以上室内和室外两种布置方案中，室外布置方式的占地面积大，但是检修维护效果好，室内设计节约土地，抗震效果好，但是检修效果差。所以，在具体的工程选择是要根据工程的实际情况进行选择。

2.4断路器与隔离开关的配置

2.4.1断路器的配置

在断路器的设计配置的过程中，我们应该注意以下几个原则：断路器的额定关合电流，不应小于短路冲击电流值。在短路情况下，动稳定电流、热稳定电流和持续时间应满足相应的要求。开断电流、短路关合电流、操作循环、操作次数、操作相数、分合闸时间及同期性、对过电压的限制、某些特需的开断电流、操作机构均满足要求，不应选用手动操作机构。110kV变电站中的断路器选择单断口磁柱式SF6断路器，这对于开关上的选择，就适合选择密度继电器、气体阀门高质量的设备，这样使可靠性很强，才能保证电网正常运行。

2.4.2电力隔离开关

在隔离开关的配置上要想取得非常良好的效果，就需要对整个电网的导线的负载量有严格的控制。在110kV变电站的隔离开关中使用的是GEF型号的开关，其优点是方便远程操作，这样既节约了时间，也能够有效的解决处理发送的故障问题。

3结语

综上所述，110kV变电站一次电气部分的设计是一项较为复杂的工程，在整个电力系统中发挥着重要作用。因此，在具体设计过程中需要确保设计的科学性，从而保证供电的安全性。由此可见，只有做好电气设备连接方式、一次部分的设计等各项内容，才能使变电站的经济效益最大化，提升系统用电的安全性。

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（20）：112-113.

[2]许召亚.110kV变电站的电气自动化设计探究[J].通讯世界，2014（15）：46-47.

[3]陈况，王鹏.关于110kV智能变电站电气自动化设计研究[J].电子测试，2016（5）：120-121.

作者介绍：

韩雪娇（1989.08.24），?性别：女；?籍贯：山东济宁；民族：汉；学历：本科、学士；职称：助理工程师；职务：电气工程师；研究方向：电厂及变电站设计