110kV變電站可行性研究設計

摘 要：合理的設計方案對于確保變電站，具有較高的技術可靠性和節能經濟性尤為重要。結合110kV變電站設計實踐，從電氣一次、電氣二次、通信、金屬結構等四個部分，對110kV變電站優化設計技術要點進行了認真探討研究。

關鍵詞：110kV；變電站；設計

110kV樞紐變電站有11kV、115kV兩個電壓等級，設置有1臺115kV/11kV升壓變壓器。115kV側接線為單母線接線方式，共建3個間隔，2回出線間隔和1回VT間隔。2回出線間隔分別引至110kV/35kV終端降壓變電所。經現場踏勘調查落實，選擇一塊48×33m場地作為變電站間隔布設位置。變電站壩址處已有公路直通，經現場考察可滿足變電站常規115kV設備運輸需求。

1 電氣一次部分設計

1.1 主接線方案及設備選型

變電站考慮采用單母線接線方式，共建3個115kV間隔，2回115kV出線間隔和1回115kV VT間隔。

1.2 站用電及其他

變電站站用電源擬取自11kV母線及近區22kV線路，經站用變降至400V，引出兩回400V電源至站用400V母線，兩回電源互為備用。在115kV出線間隔中裝設氧化鋅避雷器作為防止線路侵入雷電波過電壓保護裝置。在115kV 15m鋼構架上設置多根避雷線，組成接地避雷網帶，作為直擊雷保護[1]。

從變電站400V站用電配電盤引出交流400/230V照明電源，并配置便攜式充電燈。開關站照明應滿足10Lux照度需求。所有開關站室外照明將采用桿式安裝泛光燈源高壓鈉（HPS）燈，燈桿為10m高鋼管。接地系統由從地面埋深0.8米的接地網組成，在開關站結構施工前進行接地系統埋設。接地用150mm2銅絞線按不大于10×10m的網格組成開關站接地電網。開關站中金屬構架和斷路器、隔離開關、電壓和電流互感器等電氣設備應通過接地端子與接地網直接連接，其中大型鋼結構，如構架、支柱絕緣子支撐梁等，應至少有兩點可靠接地。工程電纜敷設主要在戶外2回115kV出線間隔和1回115kV VT間隔范圍，及引接至集中控制室配電室的范圍內進行。戶內、戶外均采用電纜溝及穿管敷設方式。電力電纜及控制電纜全部選用阻燃型銅芯電纜。二次控制電纜采用阻燃銅芯鎧裝屏蔽電纜，屏蔽層接地措施。

1.3 電氣總平面布置

變電站115kV配電裝置全部選用敞開式設備（AIS），按常規地面中型單列布置，布置有兩個出線間隔，一個VT、避雷器間隔，在升壓站四周設有環形通道，便于設備搬運和運行管理[2]。

2 電氣二次部分設計

根據GB14285-2006《繼電保護和安全自動裝置技術規程》及《“防止電力生產重大事故的二十五項重點要求”繼電保護實施細則》規定，115kV出線應配置微機線路保護裝置，具備三段式相間距離保護、接地距離保護和接地方向保護功能，并配置檢同期或檢無壓三相一次重合閘。故新建2個115kV出線間隔需設置115kV線路保護2套。115kV母線保護設置1面母線保護屏。新建2個115kV出線間隔需設置115kV線路測控裝置2套，完成對出線間隔設備的監視和控制。115kV斷路器應設有同期點，采用保護測控裝置完成。

根據DL/T 5137-2001《電測量及電能計量裝置設計技術規范》的規定，在每個115kV出線間隔處配置主備表各一套，計量表計精度為0.2S級，VT為0.2級、CT為0.2S級。需訂購115kV線路斷路器端子箱2只，線路VT端子箱2只，115kV母線VT端子箱1只，新增二次電纜約10kM。

3 通信部分設計

變電站工程通信擬由系統通信和站內生產調度通信系統組成。系統通信設計為光纖通信和電力線載波兩種通信方式，在變電站的兩回115kV至對端電站和變電站的出線上分別架設一條16芯OPGW光纖通信通道；傳輸速率為622Mbit/s。同時在兩條115kV出線上各組織兩條相地結合電力線載波通道作為備用系統通信方式，用來傳輸系統調度電話和調度數據。為適應今后變電站運行管理的需要，系統通信按“無人值班（少人值守）”方式進行設計。在變電站內設置一套60線程控調度用戶交換機，用于變電站生產調度通信使用。調度交換機安裝在變電站通信室，調度臺安裝在中控室。調度機配備相應的接口與電力線載波機和光傳輸設備連接，在變電站內重要的生產和辦公場所布置電話分機組成全站生產調度生產管理、運行維護通信網絡。配置一套-48V/150A的高頻開關電源，帶兩組48V/150Ah的免維護閥控式鉛酸蓄電池，為變電站的通信設備提供可靠的電源，以確保通信設備的正常運行。在變電站配置一套數字式工業電視監控系統，對變電站的重要設備和區域進行實時監控，設置15個前端攝像頭。監控中心設置在變電站中控室。

4 土建及鋼結構部分設計

115kV斷路器，隔離開關，電流互感器，電壓互感器電容式電壓互感器，避雷器：支柱高2.5m，采用型鋼格構柱。支柱頂端設置一塊平鋼板，用于安裝斷路器。支柱底端用地腳螺栓與基礎相連。基礎采用鋼筋混凝土結構，預埋地腳螺栓于內。為便于支柱的安裝，在支柱底部處設置二期混凝土。

母線門型架、出線門型架及基礎：母線門型架由兩立柱和一橫梁組成，立柱和橫梁之間通過螺栓連接固定。立柱高7.3m，采用型鋼格構柱。立柱頂端通過螺栓與橫梁連接。立柱底端用地腳螺栓與基礎相連。基礎采用鋼筋混凝土結構，預埋地腳螺栓于內。出線門型架由兩立柱和一橫梁組成，立柱和橫梁之間通過螺栓連接固定。立柱高15m，采用型鋼格構柱。立柱頂端設置避雷線掛線點。立柱中上部12m處通過螺栓與橫梁連接。立柱底端用地腳螺栓與基礎相連。基礎采用鋼筋混凝土結構，預埋地腳螺栓于內。為便于立柱的安裝，在立柱底部處設置二期混凝土。橫梁的長度為9m，采用型鋼桁架。橫梁的一定部位設置導線掛線點。橫梁兩端通過螺栓與立柱頂端連接固定。

5 結束語

在變電站設計過程中，采用先進功能齊全自動化水平較高的電氣一次設備和綜合自動化技術智能網絡化的二次測控保護設備，使變電站接線方案得到全面優化改進。緊湊型的電氣設備和金屬結構，有效減少了變電站占地及建筑面積，確保變電站具有較高的技術可靠性和經濟效益。

參考文獻

[1]吳罡，李琳，李翔.110kV智能變電站設計方案初探[J].江蘇電機工程，2011（02）：31-35.

[2]李勤.關于變電站設計中存在的關鍵問題探究[J].硅谷，2013，19）：45-46.

作者簡介：譚劍波（1983-），男，漢，碩士，江安人，助教兼工程師，主要從事水利水電教學工作。