110kV變電站配電設備設計及配置研究

孫苑

摘 要：我國進入經濟變革的新時代，電力資源被廣泛的應用于各個領域中。與此同時，對電力資源需求量的不斷增加也促進了電力行業的發展。變電站是我國配電系統中不可或缺的組成元素，若想確保110kV線路的安全運行，有效地為企業生產與居民工作生活提供電能，則應對變電站的配電設備進行優化設計，強化配電配置。

關鍵詞：110kV；變電站；配電設備；配電配置

中圖分類號：TM63 文獻標志碼：A

在科技發展日新月異的背景下，智能電網作為將高新技術融合為一體的電力網絡系統，對電壓變化以及電網的有序運行起著決定性作用，并且現階段其已經成為我國電力系統的首要發展方向。110kV智能變電站具有一定的開放性，內部結構是多層級結構的分層式系統，主要結構為：過程層、間隔層以及站控層。110kV變電站相較于傳統變電站，增加了許多新型設備，若想提升變電站的實際效用，應對變電站配電設備設計以及配置進行深入的探究。

1 分析110kV變電站的主變壓器設計與配置

選擇與設計主變壓器是保證變電站正常運行的前提，其關系到變電站的安全與高效性。下面對變電站主編器的選擇進行深入探究：

1.1 確定主變壓器的臺數

在110kV變電站中，變壓器是一種至關重要的電力設備，主要以功率變換的形式，縮減供電費用、降低供電過程中的能源消耗，完成遠距離配電的目的。故此，在對110kV變電站配電設備進行設計時，應明確主變壓器的實際臺數以及配置情況。就現階段我國城鄉輸配電的運行狀況而言，110kV配電開始逐漸向35kV、10kV線路轉換功率，主要目的在于強化變電站供電的穩定性以及可靠性，避免變電站主變壓器發生故障而導致用戶用電出現問題。變電站的主變壓器通常有兩臺設置，可以互為備用，有效避免了因線路故障或者線路檢修致使供電異常的現象發生。與此同時，一些一次變電站或者大型專用變電站通常應安裝3臺主變壓器。一般來講，就配置模式的接線網絡而言，這3臺主變壓器較為復雜，并且在實際安裝中，對維修技術、施工技術以及技術能力等要求較高，故此，在常用的單一變電站以及小型變電站中，主要以兩臺主變壓器為主要設置方式。

1.2 確定主變壓器的實際容量

在110kV變電站中，若想確定主變壓器容量，應充分考慮到滿足正常變壓、負荷等因素，將其調整向上浮15%以上的容量空間，便于應對臨時增加負荷的需求。主變壓器容量的實際大小，是由變電站所帶負荷形式以及電網的實際結構兩個元素所決定的。通常來說，一些相對重要的變電站，應提前做好防范措施，一旦其中任意一臺變壓器停止運行，則另外的變壓器的容量、負荷等在一定的時間范圍內能夠滿足一級負荷、二級負荷的實際需求。一臺普通的變電站，應確保一臺主變壓器停止運行，則別的主變壓器可以提供電負荷的80%的用電需求。舉例而言，如果用電負荷為80%以上，但因為主變壓器的事故過載負荷能力通常控制為45%左右，所以就算其中一臺主變壓器出現問題停止運行，另一臺主變壓器也能夠確保絕大多數以上用戶的供電需求。此外，應著重控制主變壓器的容量級別數量，確保容量級別的系列化以及標準化。針對主變壓器的容量計算，可引用如下的公式：

S=0.8×（S1+S2+S3+Sn……）

在這一公式中，S主要表示主變壓器的容量，而公式中的S1、S2、S3分別表示35kV、10kV等變壓器另一端的實際負荷。

1.3 選擇主變壓器的形式

對主變壓器形式的選擇，應對繞組數、主變冷卻方式、連接組別、主變調壓方式、主編冷卻方式以及主變相數等因素進行綜合衡量。通常情況下，變電站主變壓器的設計方式是運用單相線或者三相線，如果變電站規模較大便選擇單相，如果變電站規模較小則選擇三相。針對繞組數的選擇，在110kV變電站實際設計過程中，如果通過變電站主變壓器的側繞組功率超過總容量的20%時，可以運用三繞組變壓器，按照施工工程實際要求、施工條件情況等合理地選擇普通三繞組變壓器、自耦變壓器以及分裂變壓器等。對變壓器主變電站的電壓的控制，主要是以分接頭開關進行的，主要分為載調壓以及無激磁調壓兩種形式，我國國內通常將Y連接形式運用于110kV變電站主變壓器繞組中。

除此之外，還應該著重考慮冷卻系統，假若出現故障情況，應控制主變壓器可以通過的負荷大小。根據我國電氣工程設計的相關規定，一旦主變壓器的冷卻系統出現問題，并且空氣溫度為1℃時，則電壓允許通過的時間應控制在16h以內；而如果當空氣溫度為10℃時，則電壓允許通過的時間不能超過7h，如若不然，一旦運行超過允許范圍，則會導致主變壓器被燒壞的情況發生。因此，工作人員應著重于對冷卻系統的關注，及時發現安全隱患，確保主變壓器的正常運行。

2 優化110kV配電設備的設計與配置

2.1 設計與選擇斷路器

在110kV變電站的實際運行中，斷路器作為一種電器設備，能夠對高壓回路進行保護與控制，是確保變電站線路正常運作的首要前提。從變電站配電成本及維修為基本出發點，對110kV變電站斷路器的最佳選擇就是同一個廠家，同一個型號的設備。這樣一方面能夠有效縮減備用件的種類選擇，另一方面可以便于日常維護與檢修等。配電人員對于斷路器的選擇，應按照變電的熱穩定電流、額定電流、動穩定電流、分側的額定電壓等因素，對額定開斷電流進行設計與確定。在選取110kV變電站斷路器之前，應保證斷路器本身具有較短的分斷時間、較強的短路功能、動穩定性、絕緣性以及熱穩定性等特點，以便于確保變電站運行的安全性、可靠性、高效性等。在具體實踐中，我國110kV變電站斷路器通常會選用耐用性強、絕緣性能好以及體積相對較小的六氟化硫斷路器，這一斷路器本身的滅弧能力較強，更易于工作人員開展維護工作與檢修工作。

2.2 合理選擇隔離開關及電壓主線

在變電站中，隔離開關所起到的作用是對電源進行隔離，有效控制110kV高壓線路，應確保隔離開關斷開之后有足夠的斷開距離、明顯的斷開點。除此之外，還應該具備優質的機械強度、動穩定性以及熱穩定性等，并且安裝于開關相匹配的連鎖機構。針對110kV電壓主線而言，通常運用的材料是軟導體導線，其中，應用范圍相對較廣泛的便是加強型的鋼芯鋁絞線，工作人員還應該按照檢查的實際情況對電暈進行檢驗。

結語

總而言之，我國110kV變電站的設備優化設計與配置是保證供電系統正常運作的必要前提。怎樣強化110kV變電站線路、設備的設計，與變電站的用電情況以及負荷有著直接的聯系。在對主要配電運行設備。主變壓器等進行設計與配置的過程中，應該強化防雷保護、合理布設配電裝置、科學選擇互感器等，有效降低安全事故的發生，維護110kV變電站的正常運行，推動110kV變電站的長足發展。

參考文獻

[1]葉盛.研究110kV及以下輸配電設備改造項目[J].通信世界，2017（14）：238-239.

[2]毛曉燕.關于10kV變電站配電設備設計及配置的探討[J].科技創新與應用，2016（9）：171.

[3]王定九.110kV變電站配電設備設計及配置研究[J].科技創業月刊，2015，28（6）：108-109.

[4]張小瑄.110kV變電站GIS設備的故障和處理方式探索[J].電子技術與軟件工程，2014（22）：157，255.

[5]羅蔚燕.110kV變電站配電設備最佳配置[J].中國高新技術企業，2013（15）：110-111.