1 1 0 k V變電站電氣一次設(shè)計探析

許安良

（成都華網(wǎng)電力工程咨詢有限公司，成都 610000）

1 110kV變電站定義

變電站的主要作用是進(jìn)行高低電壓的變換，它通過變壓器將各級電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來，在電力系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。110kV變電站是指最高電壓等級為110kV的變電站。

2 110kV變電站電氣一次設(shè)計

2.1 合理確定電氣主接線

電氣主接線是變電站電氣設(shè)計的首要部分，主接線的確定與變電站運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性密切相關(guān)，并且對電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。

變電站的主接線，應(yīng)根據(jù)變電站在電網(wǎng)中的地位、出線回路數(shù)、設(shè)備特點及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并應(yīng)滿足供電可靠、運行靈活、操作檢修方便、節(jié)約投資和便于擴建等要求。現(xiàn)在110kV變電站內(nèi)普遍采用可靠性高、檢修周期長的SF6斷路器及GIS設(shè)備，因此宜對傳統(tǒng)的主接線方案進(jìn)行簡化，如取消旁路母線及采用斷路器較少的接線等。110kV變電站宜采用以下接線方案：

（1）110kV遠(yuǎn)期規(guī)模2線2變采用內(nèi)橋接線或線變組接線；2線3變采用擴大內(nèi)橋接線；3線3變采用線變組、擴大內(nèi)橋+線變組接線；4回以上出線時采用單母線分段接線或環(huán)入環(huán)出接線。

（2）35kV出線6回及以上時采用單母線分段接線。

（3）10kV接線含2臺主變壓器時宜采用單母線分段接線；3臺主變壓器出線回路數(shù)在36回以下時采用單母線三分段接線，36回及以上時采用單母線三分段、四分段接線；當(dāng)每臺主變壓器帶16回及以上出線時，每臺主變壓器采用雙分支單母線分段接線。

（4）主變壓器中性點接地方式。110kV主變壓器經(jīng)隔離開關(guān)接地，依據(jù)出線總長度及出線性質(zhì)確定35kV、10kV系統(tǒng)采用不接地、經(jīng)消弧線圈或小電阻接地方式。

2.2 主變壓器選擇

主變壓器容量一般按變電站建成后5～10年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，對于城市郊區(qū)變電站，還應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。主變壓器容量還應(yīng)根據(jù)變電站負(fù)荷性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定。對于有重要負(fù)荷的變電站，應(yīng)考慮當(dāng)一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在計及過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷；對一般性變電站，當(dāng)一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70%～80%。

變壓器臺數(shù)的選擇，應(yīng)根據(jù)變電站的情況而定。如果變電站的季節(jié)性負(fù)荷較大，或者有大量的一級負(fù)荷或二級負(fù)荷時，應(yīng)考慮裝設(shè)兩臺或兩臺以上的變壓器。當(dāng)變電站可由中、低壓側(cè)電力網(wǎng)取得足夠容量的備用電源時，可只裝設(shè)一臺主變壓器。一般情況，110kV變電站裝設(shè)兩臺或三臺變壓器。一期盡可能裝設(shè)不小于兩臺變壓器，以避免出現(xiàn)一投運就擴建的現(xiàn)象。

電力潮流變化大和電壓偏移大的變電站，如經(jīng)計算無勵磁調(diào)壓變壓器不能滿足電力系統(tǒng)和用戶對電壓質(zhì)量的要求時，應(yīng)采用有載調(diào)壓變壓器。

為降低主變壓器的空載損耗和負(fù)載損耗，盡量不使用高阻抗變壓器。但當(dāng)需要限制主變壓器中、低壓側(cè)母線的短路電流時，可采用高阻抗變壓器。

2.3 主要電氣設(shè)備、導(dǎo)體選擇

2.3.1 110kV設(shè)備

結(jié)合當(dāng)前設(shè)備的制造水平，新建110kV變電站，原則上采用GIS設(shè)備。整體改造的110kV變電站，具備實施條件時應(yīng)采用GIS設(shè)備。如采用AIS設(shè)備，按以下原則選擇：斷路器采用單斷口SF6斷路器；隔離開關(guān)采用雙柱水平開啟式；電壓互感器采用電容式；電流互感器采用油浸式。

2.3.2 35kV、10kV設(shè)備

35kV、10kV一般采用戶內(nèi)高壓開關(guān)柜，柜內(nèi)可選用真空斷路器或SF6斷路器。由于國內(nèi)35kV、10kV固定式開關(guān)柜無燃弧試驗報告，因此不推薦使用。推薦使用手車式開關(guān)柜，但在高海拔、地形狹窄場所推薦采用SF6充氣柜。

并聯(lián)電容器裝置宜采用組裝式。單臺電容器保護(hù)推薦采用內(nèi)熔絲。戶外使用的串聯(lián)電抗器選用空芯電抗器，戶內(nèi)使用的串聯(lián)電抗器選用干式鐵芯電抗器，串抗率一般按5%、12%選擇。

站用變壓器、接地變壓器或消弧線圈可采用干式或油浸式設(shè)備。當(dāng)采用消弧線圈接地時，站用變壓器和接地變壓器宜合并；當(dāng)采用小電阻接地時，站用變壓器和接地變壓器宜分開。

2.3.3 導(dǎo)體

各電壓等級的導(dǎo)體在滿足動、熱穩(wěn)定，電暈和機械強度等條件下進(jìn)行選擇。母線的載流量按最大穿越功率選擇，按發(fā)熱條件校驗；主變壓器進(jìn)線按經(jīng)濟電流密度選擇；出線回路可按線路導(dǎo)線規(guī)格配置。

2.4 高壓配電裝置設(shè)計

配電裝置的設(shè)計，應(yīng)根據(jù)變電站負(fù)荷性質(zhì)、環(huán)境條件、運行維護(hù)的要求，選用資源節(jié)約、環(huán)境友好、占地省的設(shè)備和布置方案。

110kV配電裝置推薦采用GIS配電裝置。對處于地級城市中心城區(qū)、重污穢地區(qū)以及噪音不滿足環(huán)境要求的新建及整體改造110kV變電站，應(yīng)采用戶內(nèi)布置；其余情況可采用戶外布置。

如果需要采用戶外AIS配電裝置，建議采用戶外軟母線半高型布置及戶外軟母線普通中型布置。不采用鋼材耗量大，土建投資多，安裝檢修及運行維護(hù)條件差的高型布置。

由于35kV及10kV開關(guān)柜方案已非常成熟，并且占地面積小。因此35kV及10kV配電裝置推薦采用戶內(nèi)開關(guān)柜單列或雙列布置，不推薦采用戶外AIS配電裝置。

3 結(jié)束語

國民經(jīng)濟的發(fā)展離不開電力資源，隨著對電力需求的不斷增長和要求的提高，變電站也要相應(yīng)的提高供電質(zhì)量。進(jìn)一步的促進(jìn)電力質(zhì)量和效率的提升，就需要對變電站的設(shè)計進(jìn)行改善。本篇文章從110kV變電站電氣一次設(shè)計方向進(jìn)行探索和研究，提出相關(guān)的注意事項，希望通過分析和研究能夠推動變電站一次設(shè)計更加合理化和科學(xué)化。

[1] 何牧.110kV變電站一次電氣設(shè)計探析及其對變電站智能化的要求[J].科技與創(chuàng)新，2016，（20）：143-146.

[2] 王嬌.探析有關(guān)110kV變電站的電氣一次設(shè)計[J].科技與企業(yè)，2014，（14）：393.