110kV輸變電工程設計分析

陸曉冬

摘 要：文章主要針對傳統輸變電工程設計的問題進行闡述和分析，同時論述了110kV輸變電工程設計過程中的基本原則以及基本要求，希望能夠對110kV輸變電工程的構建提供理論上的依據，進而實現110kV輸變電工程能夠達到持續性發展。

關鍵詞：110kV輸變電；工程設計；分析

伴隨著社會的不斷發展和進步以及國民經濟實力的不斷增強，我國高壓輸變電工程顯示出長距離以及大容量的特點。而與此同時，我國國家電網針對110kV到500kV輸變電工程的設計建造正在進行由“隨意裁剪”轉向“成衣定制”的過程。故而，國家電網的輸變電工程在設計中促進要遵循安全性高、可靠性高、環保性好、運行效率高、技術先進等基本原則，還要做到協調性好，統一性高，靈活性強，經濟性佳的有機統一[1]。使110kV輸變電工程進行設計的時候更加的規范也更加的標準，一方面能夠資源的利用以及土地的占用向最優化發展，另一方面還能夠優化輸變電工程進行建造以及運行的總體成本。

1 傳統110kV輸變電工程在設計過程中存在的一些問題

110kV輸變電工程在設計中存在的問題主要包括：①在輸變電工程的設計和建造過程中的標準及尺度沒有統一的準則，而且設計以及評審過程需要的時間較長，導致了工程實施以及運行的成本增多。②輸變電的網架結構比較單一，線路中的導線橫截面較小，輸送電力的能力減弱，電網的整體安全性不高，穩定性也較低。故而，110kV輸變電工程構建滿足不了當前對電網工程構建的工期緊張，任務艱巨，對質量要求高，建設范圍廣規模大的需求。

2 110kV輸變電工程設計過程中的基本原則

2.1 土建設計原則

110kV輸變電中的土建工程要嚴格遵循《火力發電廠土建結構設計技術規定》等規定的基本要求。輸變電工程中的土建工程主要有戶外高壓場地以及控制樓并電纜溝。首先，針對控制樓進行土建設計時，設計建造建筑物必須要達到國家規定的抗震等級要求，同時110kV輸電網的規模要按照能夠抵抗住50年一遇的洪水的標準進行設計。屋面進行防水設計時要以建筑物的屬性，占據的重要程度，使用過程中對其功能的要求為依據來確定對應的防水級別[2]。其次，針對戶外高壓場地進行設計中，支架或者架構類型的建筑物，最好利用混凝土做剛性基礎。最后，針對電纜溝進行設計中，電纜溝的側壁可以使用砌體結構，并對高壓電纜進行合理的安排，調控好電纜的走向，避免發生高壓電力的電纜和低壓的控制電纜在同一個電纜溝中敷設的狀況。

2.2 接地系統的設計原則

對接地系統進行合理的設計，選擇最優的接地材料并進行正確的連接是確保設備以及人員的安全以及保證設備能夠穩定工作運行的根本保障。110kV輸變電站設計接地系統的過程中要充分考慮到接地裝置具體的泄流耗散能力以及網格結構等[3]。銅覆鋼材料必須要能夠達到《電氣工程接地用銅覆鋼材料技術條件》中要求的基本技術性能，而接地材料進行連接時需要利用放熱焊接的方式，放熱焊劑需要符合《接地裝置放熱焊接技術導則》中規定的技術指標要求。對銅覆鋼材料進行選擇時環保型材料是首選，但是同時還需要將當地土壤的酸堿度以及腐蝕情況考慮在內。

2.3 消防設計原則

110kV變電站在消防設計中需要嚴格遵照國家有關火力發電廠和變電所防火方面的規定，同時在設計以及安裝變電站戶外消防栓的過程要符合有關規定的要求，而且設計時不能離路邊太近。防火墻在設計和建造時要以電纜線的直徑為依據，使用PVC管在墻上預先留下三至五個孔洞，以供以后進行改造的過程中使用，其兩端需要使用防火泥進行封堵。此外，防火墻的底部位置需要利用PVC管預留不少于兩個四十毫米直徑的排水孔。

3 輸變電工程進行設計的基本要求

3.1 對一次設備的基本要求

3.1.1變壓器。選擇110kV變壓器的基本準則最主要就是需要自然風冷且自然油循環類型的損耗較低的能夠進行有載調壓的變壓器，一般其損耗水平不得高于10型標準，容量在50MVA/62MVA，變比維持在110kV/10.5kV[4]，同時，有載調壓開關的阻抗電壓在15%。此外，如果變壓器室的位置距離馬路較近，需要設計并且安裝防撞護欄。

3.1.2 戶外敞開式互感器。110kV的電流互感器最好選取干式互感器，而最好選擇整體冷縮硅橡膠作為外護套。二次繞組要多于6個，包括兩個保護，一個計量、一個測量、一個預留錄波。此外，互感器需要是防水結構的，密封性能需要比較好，同時，設計套管時要保證機械強度，剛度以及絕緣強度要足夠。而二次出線端子的螺桿必須是由銅或者是銅合金制造而成的，且直徑不能夠低于六毫米，還要具備可靠的防銹層。

3.1.3 戶外敞開式的高壓斷路器。首先斷路器的絕緣水平要符合國家相關規定的要求。其次，110kV輸變電站要盡可能的選擇具有彈簧操動機構的斷路器。最后，110kV斷路器的電壽命要達到在主電路不用維修的條件下，開斷額定短路電流的次數達到20次甚至以上。

3.1.4 電容和電抗器。設計電容和電抗器需要首先滿足國家與之有關的規定。110kV輸變電容器最好選取框架式分散型的電容器，與電容器進行串聯的電抗器不能使用油浸式的，最好使用干式空心或者是鐵心的[5]，同時電抗器在其絕緣耐熱等級方面不能低于F級。

3.1.5 避雷器。110kV避雷器應該具有均壓環以及一體化的絕緣底座，同時，絕緣套管應選擇硅橡膠或者是瓷套管。避雷器的外殼必須能夠防潮防腐，需使用不銹鋼的材料。

3.2 對二次設備的基本要求

（1）繼電保護和安全自動設備。繼電保護的裝置促進需要具有可靠以及靈敏性還應具備速動性。而對于具有雙重化配置類型的繼電保護裝置，任何一套裝置都應該具有完全獨立的電流、電壓、跳閘、電源回路以及相關電纜的引接[6]。（2）站內交直流系統。110kV的輸變電站的后臺監控機的電源應該直接引自專用的電源屏，此外一定要有施工的設計圖紙，而電源屏則需要顧及到UPS的通風散熱情況。（3）通信網絡。一般110kV變電站中設計的通信機房不能夠低于二十平米，設備和墻體間的距離要超過一米。此外，110kV變電站的通信機房需要裝備有一套單獨的通信開關電源以及一路直接供自主控室直流屏的電源。

4 對輸變電線路的一些要求

110kV輸變電線路中的直線串需選用合成絕緣子，而且干弧距離在1100毫米到1150毫米之間，高壓端進行壓環。電纜終端和避雷針之間水平方向的距離不得小于一米。

5 結束語

伴隨社會整體生活水平的提升，對電能輸運能力以及對電網平穩安全運行的要求在不斷地提高，導致對電網建設的要求也越來越高。所以對110kV輸變電工程進行設計和建設的過程必須要更加規范化，達到電網運行的質量，進而促使輸變電工程能夠實現可持續性的發展。

參考文獻

[1]盧志豪.淺談110kV變電站工程的設計技術[J].大科技，2013，14（03）：61-62.

[2]段勝.110kV輸變電工程的土建設計[J].工程技術（引文版），2016（11）：297.

[3]徐松.淺談110kV輸變電工程設計[J].科技風，2013（23）：14.

[4]劉源.110kV及以上變電站一次設備安裝安全與質量控制[J].科技資訊，2015，13（6）：115.

[5]馬洪軍，王學哲.220kV和110kV變電站典型設計研究與應用[J].工程技術（全文版），2016，12（9）：287.

[6]方林艷，左霄，溫志杰.110kV智能變電站二次系統設備配置優化淺析[J].技術與市場，2012，19（3）：61.