城網(wǎng)110kv變電所設計探討

李錫偉

摘要：現(xiàn)階段在進行城網(wǎng)變電所建設的過程中，面臨較多的困難。例如我國某一城網(wǎng)變電所在建設的過程中，電氣主接線存在較多的問題，綜合自動化系統(tǒng)的建設水平比較低，土建工程項目的建設質(zhì)量得不到有效地提高。所以變電所在應用的過程中，難以發(fā)揮應有的作用。因此在對城網(wǎng)110kv變電所進行設計時，施工企業(yè)必須選用資質(zhì)更高的設計單位，才能提高最終設計方案的科學合理性。確保變電所在運行的過程中能夠發(fā)揮更大地作用，提高區(qū)域內(nèi)的供電質(zhì)量，為居民提供更加全面的服務，本文就城網(wǎng)110kv變電所設計進行相關的分析和探討。

關鍵詞：城網(wǎng);110kv變電所;設計;分析探討

一、引言

城市區(qū)域的人口比較密集，存在較多的建筑物，而且土地資源非常的短缺。在進行變電所工程建設和改造的過程中，要想實現(xiàn)最佳的建設效果，并且獲得更多的綜合效益，就要對變電所的設計方案進行改善和優(yōu)化。電力部門在進行具體建設的過程中，要對設計方案進行比對，選擇最優(yōu)的設計方案。當前在進行變電所建設和改造的過程中，都對設計工作提出更高的要求。在開展設計工作的過程中，還應該根據(jù)城市的建設要求和變電所的運行特點，進行方案內(nèi)容的制作。才能提高方案應用的可行性，從而為后期工程的建設提供科學的指導^[1]。

二、電氣主接線設計

（一）110kv接線方式的選擇

我國在進行110kv變電所的高壓側設計時，大多數(shù)采用單母線的分段接線方式。這種接線方式在應用的過程中，繼電保護形式比較復雜，而且后期在開展運行維護工作時，存在較大的工作量，面臨的故障問題比較多，導致系統(tǒng)的總體運行安全性得不到有效地提高。隨著現(xiàn)階段電網(wǎng)結構的不斷改善和優(yōu)化，在進行變電所設計時，采用的接線方式更加簡化。采用橋型接線的方式，操作比較簡單快捷，而且相關技術在應用時沒有較大的缺點^[2]。

在應用線路變壓器組接線形式進行具體建設時，變壓器組的應用范圍正在不斷地擴大。因為采用這種接線方式建設的系統(tǒng)接線更加簡單，在運行時可靠性比較高，而且建設方式比較穩(wěn)定，有利于變電所向著自動化和無人化的方向進行發(fā)展。但是這種接線方式在應用時也存在較大的缺點，如果高壓任何一側失電，都要停止主電，還要對部分用戶進行限電。在進行具體規(guī)劃設計時，要保證主變?nèi)萘磕軌驖M足設計的要求，才能使用這種接線方式。目前我國各個城區(qū)在進行變電所建設的過程中，面臨的負荷率比較高。在對其進行整體規(guī)劃設計時，所產(chǎn)生的容量無法滿足設計的要求，所以大多數(shù)變電所都采用了內(nèi)橋接線的建設形式^[3]。

（二）主設備的平面布置

因為當前在進行變電所建設的過程中，城市的用電總量正在不斷地提高，所以在進行城市供電負荷中心變電所建設時，要對供電半徑進行縮小，才能提高整體供電能力和質(zhì)量，減少線損的發(fā)生概率，降低施工階段的造價成本。

近幾年我國大部分城市采用綜合建設方式，建設出來的變電所應用效果比較好，不僅節(jié)約土地資源，而且能夠滿足城市環(huán)境的發(fā)展要求。但因為城市經(jīng)濟的發(fā)展速度比較快，很多原有的變電所建設形式，已經(jīng)無法滿足現(xiàn)階段城市經(jīng)濟的發(fā)展需求。所以要對原有的變電所進行改造，在進行改造的過程中，要對變電所進行整體的規(guī)劃和設計^[4]。

（三）主變壓器的選擇

在進行變電所建設的過程中，至少要對電力系統(tǒng)運行10年期間的電力負荷發(fā)展情況進行規(guī)劃和設計。一個變電所內(nèi)部所設置的主變壓器數(shù)量不能多于4臺，不能選用同種型號的主變壓器設備，要根據(jù)資金的投入情況和負荷的發(fā)展狀況，對其分期建設形式進行明確。

一般來說，在對變電所進行具體設計時，可以采用兩卷變的建設形式，如果存在特殊的需要，可以選用35kv的電壓等級，并且對設計方案進行經(jīng)濟對比。要根據(jù)區(qū)域內(nèi)用戶負荷的差別，對供電的可靠性進行具體的設計^[5]。

在對主變壓器進行故障檢修的過程中，如果存在停電的現(xiàn)象，就要提高主變壓器的應用容量。還要在允許的時間范圍內(nèi)，恢復一級和二級負荷的供電能力。要按照設計的標準，保證城區(qū)的負荷密度能夠相互適用，并且對系統(tǒng)的短路容量進行充分的考慮。在對變壓器的阻抗值進行選擇時，要根據(jù)系統(tǒng)的短路容量和額定容量進行具體的選擇。

根據(jù)研究證明，隨著主變壓器的容量增大，為了對短路容量進行限制，可以運用高阻抗變壓器設備。在進行分接頭選擇時，要根據(jù)電網(wǎng)的電壓水平進行具體的選用，可以選擇有載調(diào)壓變壓器設備。在選擇主要部件時，可以選用不銹鋼結構^[6]。

（四）110kv GIS設備的選擇

在對城網(wǎng)變電所進行改造時，可以選用GIS設備。在進行接線方式設計時，可以使用線路組或者內(nèi)橋接線的建設方式。因為GIS設備在應用的過程中具備更多的優(yōu)勢。設備的體積更小，安裝時更加的靈活，而且開斷的性能比較好。后期維護工作量比較少，運行的可靠性比較高，檢修的周期比較長。

所有的電氣設備都要封裝在接地外殼中，設備在運行的過程中，不會受到外界環(huán)境的較大影響，可以保護運維人員的作業(yè)安全。如果變電所的建設位置與電源側的距離比較近，可以不設斷路器。在發(fā)生故障問題時，直接跳線路的側電源開關^[7]。

（五）10kv主接線的設計

在進行10kv系統(tǒng)建設時，一般選用單母線分段接線的形式，每臺主變可以設置十回左右的出線，并且選用成套柜的戶內(nèi)布置形式。如果環(huán)網(wǎng)的建設并沒有完全形成，可以通過裝配式開關柜的應用和旁路母線的設置，提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。如果采用中置式的開關柜，可以不進行旁路母線的設置，但是應該對產(chǎn)品的質(zhì)量進行全面的檢查，才能保證運行的安全穩(wěn)定性。在進行無功補償裝置選擇時，應該根據(jù)分散補償和集中相結合的設計原則進行具體的配置，還應該根據(jù)用戶的性質(zhì)來確定二次測的功率因數(shù)。因為當前在進行建設的過程中，絕大多數(shù)區(qū)域采用了電纜材料進行建設，設置的線路比較短，無功容量比較充足，只需要對主變?nèi)萘窟M行補償^[8]。

（六）10kv中性點運行方式的設計

在進行10kv配電網(wǎng)建設的過程中，很多城市區(qū)域采用中性點不接地的設置方式。在進行具體建設時，如果發(fā)生單相接地故障問題，不會中斷區(qū)域內(nèi)的供電情況。但隨著配電網(wǎng)絡建設規(guī)模的不斷擴大，城市區(qū)域電纜線路設置的不斷增多。在進行故障問題解決時，如果不拆除線路，就會降低系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。所以在對中性點運行方式進行設計時，可以結合區(qū)域內(nèi)的用電情況設置接地變壓器。

（七）過電壓的保護和接地方式的具體選擇

在進行變電所建設時，應該設置防止雷電侵入的保護措施，應該在變電所屋頂設置接閃器。在對屋頂?shù)谋芾讕нM行設計時，可以選用圓鋼材料，并且設置單獨的避雷針進行保護。在進行具體建設時，應該采用水平接地的建設形式，并且用垂直接地極進行輔助建設。在設計主接地網(wǎng)時，可以利用外圍的空地區(qū)域埋設接地極。因為接地網(wǎng)的改造存在較大的難度，所以要選用質(zhì)量更好的材料進行主接地網(wǎng)的建設。

（八）所用電和直流系統(tǒng)的設計

在變電所中應該設置兩臺變壓器，還要增加自動閉鎖互投裝置，要對直流電源進行組合設置。要保證電源的容量能夠滿足變電所故障問題發(fā)生時，停電兩小時左右的放電容量。可以選用閥控式密封鉛酸蓄電池進行具體的建設。

三、無人值班變電所的綜合自動化系統(tǒng)設計

在對變電所進行建設和改造時，要保證變電所的供電更加安全，還要保證變電所能夠與配網(wǎng)的自動化系統(tǒng)進行資源的共享。在對變電所進行通信和信息數(shù)據(jù)采集測量時。要滿足各種功能的操作需求。因此要改變原有的建設方式，通過建設綜合自動化系統(tǒng)，對變電所的運行情況進行實時的監(jiān)督和管理。

如圖1所示，在進行系統(tǒng)應用時，基本可以實現(xiàn)無人值守的操作需求。因為在進行這項系統(tǒng)應用的過程中，各項工作的開展形式更加簡單快捷。可以在室內(nèi)布置所有的設備，通過系統(tǒng)的保護和監(jiān)督，提高設備運行的安全性。

四、土建項目的具體設計

在對變電所的土建項目進行設計時，要保證平面的組合更加靈活，要對功能的分區(qū)界限進行明確。還要減少外界環(huán)境對變電所運行的干擾，要盡可能完善變電所的功能。設計人員在開展工作時，要保證變電所的建設，能夠與城市的景觀建設相協(xié)調(diào)。在進行平面組合設計時，要充分地利用線條對建筑造型進行豐富。應該根據(jù)電氣設備的布置形式進行柱網(wǎng)的設計，然后對建筑物結構進行合理的規(guī)劃。在對室內(nèi)變壓器進行設計時，要選擇一些運行噪音比較低的設備。如果變電所的建筑物和圍墻之間沒有設置通道，要預留一定的空間進行消防通道的建設，還要在室內(nèi)布置適量的滅火裝置。

五、結語

綜上所述，在對城網(wǎng)110kv變電所進行設計的過程中，要保證接線方式更加的簡單，還應該采用全戶內(nèi)多層化的布置形式。通過小型化建筑的建設，融合現(xiàn)代的高科技，設計綜合自動化無人值班系統(tǒng)。這種建設方式符合現(xiàn)代化城市建設的需要，可以滿足城網(wǎng)發(fā)展的要求。電力部門在進行工程建設的過程中，不僅要提高對設計工作的重視程度，還應該對實際建設時，存在的各項問題進行深入的分析和探討，從而采取有效地措施解決這些問題，才能保證工程的建設質(zhì)量，能夠得到進一步的提高，促進城網(wǎng)110kv變電所進行可持續(xù)的發(fā)展。

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