110kV變電站系統設計原則及注意問題探

何錫澤

【摘 要】文章簡要地闡述了110kV變電站的發展方向，從中就110kV變電站系統設計的原則進行了總結，在此基礎上針對110kV變電站系統設計中注意問題進行了詳細地探討與研究，旨在為同行參考借鑒。

【關鍵詞】110kV；變電站；系統設計；原則；注意問題

隨著我國經濟的迅速發展，人們對用電的需求量不斷增加，而變電站作為供電的主要場所，越來越受到人們的關注。特別是在變電站的設計質量和安全使用方面，關系到人們的日常生活的需要，由此可見，變電站設計工作在電力供應中發揮著重要的作用。因此，做好110kV變電站一次設計工作具有重要的重大。本文結合筆者的工作實踐，主要110kV變電站一次設計原則及注意問題進行了論述。

1 110kV變電站的發展概述

1.1 逐漸向綜合自動化轉變

一些地區從建立了第一座110kV綜合自動化無人值班站起，以后新建的110kV變電站都改為了綜合自動化無人值班站模式，同時陸續對以前的舊站進行了自動化無人值班的改造，并且變電站的控制模式也由遠方控制代替了原來的現場操作。由于隔離開關并不符合遠方控制的要求，變電站的電氣主接線型式就要盡量減少改變運行方式時隔離開關的倒閘操作，減少變電站的電壓等級和簡化接線。

1.2 變電站數字化

隨著信息化的普及和深入，越來越多的目光投向了數字化變電站和數字化電網的研究與 開發。數字化的目標是利用電網進行數據采集和處理、通信和信息綜合利用、分層和分類的數字化電網調度體系，實現電網監控分析的數據統一和規范化管理以及信息挖掘和信息增值利用，提高決策效率和電力系統的穩定運行水平。

1.3 變電站集成化

集成化是指要形成互聯大電網調度系統，這種系統需綜合利用多角度和尺度、廣域大范圍的電網信息及分離的各系統內存在的各種數據。調度數據集成化要實現調度數據的整合，數據和應用的標準化，實現相關應用系統的資源整合和數據共享以及電網調度信息化和管現代化，最終為實現調度智能化服務。

2 110kV變電站設計內容及原則

110kV變電站電氣一次系統設計主要包括以下步驟：電氣主接線設計、主變壓器容量型號的選擇、短路電流的計算、電氣設備的選擇、無內外配電裝置的選擇和防雷及接地裝置的選擇。在變電站設計時，主要遵從以下原則：①為了滿足供電區域內中長期規劃預測的負荷要求，必須有足夠的變電容量；②變電站結構要緊湊，盡量使用體積小的設備以減少占地面積；③為了保證通信誤碼率低、可靠性高，必須提高自動化程度；④主接線方式要做到可靠靈活；⑤主設備技術可靠性高、噪音低、檢修頻率低以及性能優越。在變電站設計中要考慮到雷電對變電站的危害，在變電站中至少要安裝一臺避雷器來保護變壓器，最佳選擇是在變電站入口處安裝避雷器。此時，即使在瞬時有極高電流出現，也能最大限度地保證變壓器上的電壓水平在安全極限內。

3 110kV變電站一次系統設計中注意問題

3.1 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。我們可以根據負荷的性質、電氣設備的特點和變壓器負載率等因素進行綜合考慮來確定變電站的主接線方式。

通常變電站高壓側多不用或少用斷路器的接線；最簡單的主接線方式是線路—變壓器組接線，高壓配電裝置只需要設置2個設備單元，具有接線簡單清晰的優點，發生一條送電線路發生故障時，在低壓側作轉移負荷操作，仍能保證正常的用電，系統接線清晰，容易檢測和維修，節省人力物力和時間。同時這種主接線的方式占地面積比較小，從而縮小了變壓站的占地面積，既實用又經濟。

3.2 主變壓器選擇

在變壓器的選擇上，應根據變電站的情況而定。如果變電站的季節性負荷較大，或者有大量的一級負荷或者二級負荷時，應考慮安裝兩臺或以上的變壓器。如變電站可由中、低壓側電力網取得足夠容量的備用電源時，可裝設一臺主變壓器。在對變電站中變壓器臺數的確定時，應根據該變電站中的具體指標來進行選擇，該指標有主變的總容量、變壓器制造容量的限制、變電站的占地面積以及對配電裝置的投資、對變壓器的投資、短路情況下的電流水平等，根據這些指標可以確定變電所中對變壓器的數量選擇。一般情況下，城網110kV變電站的變壓器有兩臺或多臺，這樣能夠保證當其中一臺變壓器出現故障停運時，其余主變壓器的容量應保證該站全部負荷的 70%，在計及過負荷能力后的允許時間內，應保證用戶的一級和二級負荷。

由于系統負荷不斷變化，各個變電站節點的電壓也隨之變化，在系統無功電力平衡的前提下，可以進行電力系統的電壓調整。電力潮流變化大和電壓偏移大的變電站，如經計算普通變壓器不能滿足電力系統和用戶對電壓質量的要求時，應采用有載調壓變壓器。

3.3 高壓配電裝置的布置

110kV變電站采取的布置形式主要包括屋外和屋內兩種布置。屋外布置分為高型布置、中型布置以及半高型布置，這三者布置形式各有其特點和優缺點，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。

3.4 斷路器的選擇

選擇斷路器要考慮多方面的因素和指標，這是l10kV變電站一次設計的重要環節。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；同時斷路器還應該是良好的導體，以保證電流較大時不會發生線路故障，如果發生電流短路，要有良好的動穩定性和熱穩定性，避免發生火災等危險；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。經過我們的實踐和數據調查統計，我們認為LW30—126斷路器能夠很好的滿足這些要求，建議推廣使用。

3.5 其他電氣設備的選擇

除主變壓器、斷路器之外，還有其他電氣一次設備有待選擇，如隔離開關、電流互感器、電壓互感器、避雷器、電容器、消弧線圈、站用變、熔斷器。以上所述一次設備均與普通的 110kV變電站選擇相同，這里就不多贅述。

4結束語

綜上所述，在110kV變電站一次設計過程中，應合理選擇電氣主接線、變壓器、裝置布置方式、斷路器以及消弧和過電保護裝置，在滿足用戶的用電需求，保證供電的可靠性的前提下，靈活選擇和盡量優化設計方案，認真選擇設計手段。本文通過對110kV變電站設計中原則及注意問題分析，旨在為了不斷提高變電站設計水平，確保變電站的安全穩定運行。

【參考文獻】

[1]張朝鋒.110kV 變電站電氣一次設計的探究[J].科技向導，2012，（3） .

[2]姜玉賢.淺談 110kV 變電站電氣的一次設計[J].科技資訊，2011，（36） .