110kV變電站電氣設計

呂軍

摘 要：變電站作為輸配電系統中重要的組成部分，是我國電網系統建設的核心，在電力系統中有著重要的使命，為我國居民的生活以及生產用電提供了可靠地保障。本文從110kV變電站著手，探究變電站的電氣設計規范。

關鍵詞：110kV 變電站 電氣設計

隨著我國社會經濟的迅速發展，生產生活的用電需求日益增長，國家針對這一狀況也加大了對電力系統的建設，保障了居民的生產生活用電，而110kV變電站作為整個輸配電系統的核心部分，在電力系統中發揮著重要的作用。因此，為了提高110kV變電站的供電效率，保障供電過程中的安全，必須要加強對110kV變電站電氣設計的研究，從而保證電力系統的可靠運行。

一、變電站電氣主接線的設計

（一）電氣主接線設計的要求

在110kV變電站的電氣設計過程中，電氣主接線的設計是最為重要的。電氣主接線主要負責電流的生產、分配以及匯聚，在對電氣主接線的設計中，需要注意經濟性、靈活性以及可靠性。首先，在設計中要盡可能的減少資金投入；其次，需要根據110kV變電站在整個電力系統當中的具體作用來進行設計，以便于能夠滿足居民生產生活的正常用電需求。最后，在設計電氣主接線時應當盡可能的避免接線復雜、操作困難等現象，保證在對其進行維護檢修時較為方便，同時也應當保證供電系統運行的安全。在對電氣主接線設計時只有注意到這些要求，才能夠在節省資金的同時，保證設計的質量，以確保110kV變電站的正常運作。

（二）電氣主接線的接線方式

電氣主接線的接線方式較為復雜，在整個110kV變電站中占據著重要的地位，能夠確保變電站的正常運作，滿足社會對電力資源的需求。目前，電氣主接線的接線方式有線路變壓器組接線、橋式接線以及T型接線三種。其中，在確保“N-1”可靠性原則得到滿足的條件之下，與橋式接線方式相比，線路變壓器組接線方式具有建設投資較少，容易進行擴建以及占地面積較少等優點；但是，該接線方式僅僅適用于終端變壓器，在建設中轉類型變電站之時往往需要其他基線方式的配合。T型接線方式既可以適用于終端變電站，也可以適用于作為中轉型的變電站，具有使用范圍廣泛的優點，考慮到在110kV變電站在電氣設計之時需要注重經濟性、靈活性以及可靠性等原則，因此，在電氣主接線的設計中可以選用T型接線方式，以確保電氣主接線的正常運作。

二、短路電流的計算

（一）短路電流計算的目的

在110kV變電站的電氣設計過程中，短路電流的計算是一項十分關鍵的環節，其目的：（1）在選擇電氣設備時，盡可能的節省建設資金，同時為確保所選設備在故障發生時以及正常運轉知識都能夠可靠地運轉，就必須要注重短路電流的計算；（2）在選取變電站電氣主接線時，為了能夠對某一電氣主接線的是否采取短路電流的限制措施，就必須要進行短路電流的計算，只有這樣才能夠保證整個變電站系統的可靠性以及安全性。

（二）短路電流計算的方法

在110kV變電站電氣設計對短路電流的計算過程中，往往采用的是運算曲線來計算某一時刻在整個變電站系統中的短路電流。這就需要相關工作人員根據出現短路的線路中出現的等值電路圖，然后得到該短路回路中所轉移的電抗，把這一部分的電抗歸入到計算電抗X，再計算電路不同阻抗之下的短路電流，求出這些短路電流的平均值，最終根據運算曲線得到短路電流的數值。

三、主要設備配置的設計

（一）主變壓器

在110kV變電站的高壓配電結構以及電氣主接線的接線方式都容易受到主變壓器的數量、型號以及自身容量的影響，因此，在110kV變電站電氣設計的過程中，主變壓器的設計處于極其重要的地位。在設計主變壓器時，不僅要考慮到變壓器的自身容量，還要根據110kV變電站的長遠發展計劃以及電壓的等級等情況進行綜合的分析設計。為確保110kV變電站在供電時的可靠性，在電氣設計時，往往會在變電站裝配兩臺三相式的主變壓器，在對主變壓器進行電氣設計之時，三相繞組的接線組別應當要與電力系統當中的電壓相位保持一致，同時也要根據110kV變電站所處的實際情況，來確定主變壓器的連接方式，以保證變電站的可靠運行。為降低對變電站周邊環境的噪聲污染，城市中心通常偏重選擇自冷式變壓器，而位于其他位置的變電站考慮到資金投入情況，往往會偏重于風冷式變壓器。

（二）斷路器

隨著電力電網建設規模的逐步擴大，電力系統中短路容量也呈現上升趨勢，因此，在對110kV變電站進行電氣設計的過程中，一定要為斷路器的選擇留下空間。在選擇設計斷路器時需遵守以下的原則：首先，線路當中的額定電壓一定要小于空開的額定工作電壓；其次，線路當中的負載電壓一定要小于空開額定的電流電壓；最后，負載過程中所出現的最大電流，一定要小于空開電磁脫扣器的整定電流。六氟化硫斷路器、六氟化硫成套裝置應用較普遍，主要是由于這兩者在變電站運行的過程中較為可靠，而且使用周期較長，維修方便，有利于節約投資成本。

四、監控系統的設計

110kV變電站的監控系統主要是負責保障供電電網的安全穩定運行，以及節約110kV變電站的工程成本。110kV變電站監控系統的實時監控能夠為110kV變電站的管理者以及運行人員的決策提供重要的參考資料。

（一）監控系統結構

監控系統的結構主要分為三層：第一層設計為上位機，第二層是PLC，第三層是由斷路器以及隔離開關等設備組成、具體負責電壓以及電流等參數的監控。110kV變電站監控系統中的主控計算機通過普通網卡與以太網進行連接，PLC則通過以太網的通信模塊與以太網進行連接，借助TCP/IP協議完成兩者之間的相互通信。

（二）組態軟件

組態軟件作為開發平臺，必須采取變化的組態方式構建自動監控系統。在對110kV變電站電氣監控進行組態軟件的設計時，要設計好監控的界面，監理PLC設備；創建實時監控數據庫，使檢測數據點與PLC中的數據對應起來；制作圖形界面，以便于設備工作狀態的顯示以及報警等。

結語

綜上所述，隨著社會電力需求的日益增長，110kv變電站作為電力系統中重要的組成部分，對電力系統的穩定有著極其重要的作用，因此，在對110kv變電站進行電氣設計的過程中，應當加強對電氣主接線、短路電流、主要設備以及監控系統的設計，從而保障110kv變電站的安全運行，為社會提供可靠地用電保障，促進經濟的發展。

參考文獻

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