淺談110kV變電站電氣一次系統設計

馬瑞

摘 要：近年來，隨著經濟社會的發展，社會群眾對用電需求提出了更高的要求，電力事業也有了前所未有的發展，電力網絡規模在東中西部地區大面積展開，電力設備無論是在安全性還是用電保障上也有了實質性的突破，然而，伴隨變電站產生的用電安全事故還是時有發生。在電力系統接線組成中，變電站電氣主接線是其中的重要組成部分，主接線是否正常，很大程度上關系著整個電力系統的安全、靈活、穩定、經濟運行的基本情況，甚至影響變電站電氣設備的選擇、配電裝置的布置等。

關鍵詞：110kV；變電站；電氣；一次系統設計

中圖分類號：TM645 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）22-0154-01

供電公司一方面完善各類供電設備設施，清理各種安全隱患，另一方面則不斷引進新的電力設備，整體上來說，供電的安全性有了切實的保障。然而，伴隨著社會整體用電需求的增加，以及用電設備老舊、老化等原因的存在，不同性質的用電事故還是時有發生。本篇文章主要是圍繞110kV變電站電氣的一次設計展開描述，對變電站電氣主接線的概念進行了解釋，為深入推進各種類型的用電網絡建設及改造創造了條件，對清理供電安全上的各類隱患大有裨益。

1 變電站電氣主接線基本定義

變電站電氣主接線涵蓋的內容較多，有普通的變壓器、斷路器或者其他的避雷設施等，這些都屬于主接線的范疇。這些設備需要按照一定的順序進行有機的連接，從而形成一種安全的閉合線路，這樣做的目的主要是對電能進行匯集及相關的分配等。雖然影響電氣主接線的因素非常多，例如，用電設備的型號、電壓、天氣情況、主接線方案等都會產生影響，但是，起決定性影響作用的則是主接線方案，在方案設計上，需要充分考慮變電站的各種規劃，將需要規避和重視的因素囊括在方案設計中，還得對主接線在變電站系統中承擔何種任務進行考慮，需要考慮的內容比較多，涉及到的項目也非常復雜。從某種意義上說，主接線方案直接決定了變電站的整體規模，該方案把變電站需要考慮的各個項目、環節都涉及到，如果方案是正確的且運行正常，那么，可以說變電站系統整體上也會安全、穩定、正常的運行。同時，主接線方案還會影響電氣設備、布置配電裝置等許多方面，所選擇的設備、裝置等都需要與主接線方案銜接起來，只有這樣，才能最大限度的減少變電站在實際運行后各種安全事故的發生。這就需要對電氣主接線方案是否合理進行反復的研究，修改其中不完善之處，確保方案的不斷優化和正確，這樣能很多處理不同環節、不同項目之間的關系，全面分析有關影響該方案實行的相關因素、技術及投入成本等。

2 主接線的設計

在進行主接線方式設計的時候，需要充分考慮各種元素之間的關系，只有這樣才能保證主接線方式準確、完整，也才能為避免相關事故創造條件。

（1）在系統中，變電站起到關鍵作用，是所有軟硬件設施的所在地，這就要求各類變電設備、裝置等必須符合變電站的環境要求。（2）在方案設計上，有的時候考慮不全面，單純考慮當下，沒有將變電站今后可能的變化考慮其中，這就使得方式在設計上比較狹隘，因此，方式設計必須把宏觀和微觀、當下和今后結合進來，盡可能為未來的發展變化留足空間。（3）充分考慮主電線和變電站今后負荷的大小，結合周邊城區建設、工礦企業建設等，將最大電荷承載考慮到位，妥善應對不同季節的用電峰值，同時，還需要考慮出線回數對主接線的影響。（4）需要考慮備用容量的有無和大小可能對主接線帶來的影響，這就要求先計算出基本的負荷，根據負荷選出主變壓器，然后根據經濟型、可靠性和靈活性三個基本要求確定110kV采用單母線分段等不同的電氣主接線形式。

3 一次設計中高壓配電裝置的選擇

110kV變電站高壓配電裝置中一般采用的布置形式主要是屋內布置和屋外布置兩種。當前，在中國電力市場上，有三種常見的屋內布置方式：安裝普通電器的屋內布置、SF6全封閉組合電器的屋內布置、110kV斷路器的屋內布置，這三種方式的最終選擇需要考慮變電站、主接線方案等多種元素，通過選取合適的配電裝置，能最大限度的保證供電安全，規避各種風險安全事故的發生。從總的占地面積、基本的投資成本來看，屋內布置的前兩種方式是基本相同的，110kV斷路器的屋內布置在占地面積上則是最小的，由于占用空間小，就可以定期開展各種類型的安全維護，且維護的角度全面，相對其他兩種方式，維護方便，但是，它的實際維護成本是較高的，因此，在國內的使用率并不高，尤其是在中心部地區、農村地區，該種方式采用非常少，如果有使用的，則主要是在北京、上海等其他用地非常緊張的大中城市，相比居高位的地價，該方式的價格還是比較容易接受的。按照當前業內流行的分類標準，屋外布置和屋內布置也一樣，也可以從三個方面進行分類，包括屋外中型布置、屋外半高型布置、屋外高型布置。在三種分類中，屋外中型布置比較特殊，主要是指將所有的電氣設備都安裝在母線上，安裝位置較安裝在支架上要高，所以清晰度非常好，使母線與所有的電氣設備都互聯互通，在實際運行過程中可靠性也有了保障，從而代替都安裝在地面的設備支架上，可以減少一定的支架安裝費用開支，也可以減少過度分散安裝帶來的問題隱患。屋外半高型布置的特點就是實現了母線和母線之間的相互分離，以往母線承載的壓力非常大，但是通過這樣的布設，就將母線承載的壓力進行一定的分流，并在母線升高的下方將斷路器以及電流互感器等一些設備直接布置在此即可。這種類型的屋外布置方式有一個非常明顯的特點，就是配電裝置之間的跨度被非常明顯的減少了，這是其他的屋外布置方式所不能相比的，這種方式使用的人力、物力和財力都比較小，這種方式方便了對相關的設備進行集中管理，也減少了一定的費用開支，但是，由于這些線路間隔不能合并，就使得線路增大了橫向面積，該類型布置適合進出線回路較多的變電站，在中西部地區回路較少的變電站居多的地方采用率并不高。而對于高型屋外布置，這種類型的屋外布置則是指將母線與母線隔離，開關上下重疊而進行的布置，該種類型的布置主要適合于雙母線的布置。

4 電氣設備典型的接線方式

在110kV的變電站電氣設計中，主要考慮的就是終端變電站以及中間變電站。前者變電站則接近110kV變電站負荷中心，并在其中分為兩路進線，從而將電能分配給低壓用戶，而實現這一分配的主要是通過兩臺主變來實現的。終端變電站的高壓側主接線形式有三種：單母線接線；內橋接線以及線路變壓器組接線，對于單母線接線方式，主要是用在110kV變電站的高壓側主接線，且單母線分段的接線方式是在110kV變電站的低壓側主接線，其特點就是在供電上非常穩定，實際操作起來也比較靈活，但是，相比其他的方式來說，在成本投入上一直是居高不下。對于內橋接線方式，主要用在110kV變電站的高壓側主接線，單母線分段的接線方式則是用在110kV變電站低壓側主接線。雖然該種方式被普遍適用，但是這種方式也有非常明顯的不足之處，例如，供電不是非常穩定，實際操作經常出現問題，這些問題很容易引發電力方面的安全事故，而且靈活性不夠。

5 結語

110kV變電站電氣的一次設計相比其他的項目來說是非常復雜的，包括的環節多，涉及的內容廣，在電力系統中占有非常重要的位置，在實際設計中，需要充分考慮電氣設計方案、配電器選擇等，只有這樣才能確保設計的順利進行，嚴防各類安全事故的發生。

參考文獻

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