110kV變電站電氣一次設計探析

摘要：變電站作為電力系統的主要組成部分，是保證系統安全穩定運行與持續供電的關鍵，而變電站運行質量取決于電氣設備的支持。本文以110kV變電站為例對電氣一次設計進行探究，首先闡述了110kV變電站得概念與優點，其次總結了設計原則，然后結合實例提出具體得設計方法，旨在為類似工程設計及設備選型等提供參考。

關鍵詞：110kV變電站;電氣安裝調試;技術要點;對策

1引言

近年來，國家電力部門依據當前科技發展的水平，對變電站供電的可靠性、電壓合格率等指標提出了新的要求，進一步維護了我國電力系統的穩定性，以滿足人民群眾的需求。根據當前人們對于優質、穩定、實惠的電能需求，國家相關的電力設計部門在一次設計過程中需結合人民群眾對電力性能的要求，同時結合實際情況，從質量、安全、性能、價格等多重角度思考，構建出變電站電氣一次設計框架，以科學、專業的電力知識和技能解決設計中存在的問題，不斷地探索、總結經驗，思考解決方法，從而保證電氣一次設計的質量水平。

2110kV變電站概述

變電站是電力系統的基本構成部分，其擔負著電能轉換、優化調整電壓、電能傳遞等功能。在智能化技術的支撐下，變電站電氣系統已成為目前智能電網構建的關鍵。110kV變電站的優點是能夠使用站內監控來處理信息和數據，更好地記錄和處理警報情況，工作人員可以在提高變電站運行效率的情況下，借助互聯網信息技術對其合理地調節和控制，從而更好地提高110kV變電站的運作效率。與此同時，110kV綜合自動系統在運作過程中要及時地控制好自動化系統，使用GPS功能來改善系統運行效果，達到完善運行功能的作用。

3110kV變電站的電氣一次設計原則

想要保證110kV變電站的安全穩定運行，電氣設計方案是否科學合理對變電站的綜合運行效率產生直接影響，通過電路滿足差異化電氣設備連接，從而成功轉化電力資源效能。電氣主接線可以實現基于電源線、引出線，充分運用母線安全運營變電站。那么在設計時需遵循以下原則：以變電站和電網的實際運行狀態為設計依據，從全面視角綜合考量設計影響因素，制定科學合理最優化的電氣組接線方案;間接采購電氣設備性能，科學規劃配電結構，并且設計配電路自動跳閘保護系統，確保區域電網可以安全穩定運行;電氣設備的連接工具以電氣主接線為主，立足長期和短期都需要對110kV變電站的運行負荷影響進行分級。

4110kV變電站的電氣一次設計要點

某電站屬于110kV電壓等級的供電系統;負責該地區的農業用電、城鄉結合部以及市區地帶的工業用電。該電站位于較為空曠且地勢平坦的地帶，海拔高度為200m，該地區一年中最低溫度為-8℃，最高溫度是40℃，最熱月份的最高平均氣溫為30℃。地震烈度為6°，風速最大25m/s，冬季覆冰最大厚度為1mm，平均土壤溫度為20℃，該地區的水質較好，沒有腐蝕性。

4.1主變壓器容量的選擇

4.1.1主變容量的選擇

借助負荷的相關性質以及電網的實際結構來確定變電站的主變容量。因此，當某一個變電站停運時，其他主變容量在負荷允許的范圍內需要保證有一級以及二級負荷。

4.1.2主變額定容量的選擇

（1）主變額定容量的選擇依照該變電站負荷側所帶支路的數量來確定;由負荷資料表的數據經計算得到：

（2）變壓器的近期計算容量：

（3）根據條件：

根據供電要求可知，對于裝有兩臺或者以上數量主變壓器的變電站，如果有一臺主變壓器出現故障，則其他主變壓器需要能夠擔負總負荷60%的電力。

因此，在選用主變容量使就需要大于或者等于16.59MVA（≥16.59MVA），本文最后確定選擇主變容量為31.5MVA。

4.1.3變壓器相數的形式的選擇

變電所所用的大型變壓器有多種容量等級，通常有100/50/50、100/100/50及100/100/100等，而由于電壓等級較高因此其容量并不會有太大的增加，因此其價格并不會由于容量的增加而有多大的變化，綜合考慮各因素，最好選用100/100/100的容量比的變壓器。

4.2電氣主接線設計

方案1：單母線分段（如圖1）

可靠性：不管其中一路有故障還是檢修等原因都能夠確保其用電設備持續供電。

靈活性：有著較好的擴展性能;結構相對復雜，但非常靈活。

經濟性：所用空間不大;運行費用不高，投資不大，所需設備也不多。

方案2：單母線

可靠性：不能確保設備不間斷供電且不可靠;一旦有故障發生或者要檢修設備都需要停掉負載。

靈活性：有著較好的擴展性能;結構簡單，然而靈活性不高。

經濟性：所用空間不大;運行費用不高，投資不大，僅需輕型設備且不多對上述的幾種方案進行經濟性、可靠性以及擴展性等方面的深入比較，決定對于該電站的110kV電壓回路采用單母線分段的接線方式。

4.3防雷擊保護

4.3.1變電所的直擊雷保護

當雷云直接擊中變電站設備時，強大的雷電流流過該設備然后泄入大地，在該設備上將產生很高的壓降，并將這種壓降稱之為直接雷過電壓。直接雷對電力設備危害性極大，變電站有必要采取直擊雷防護措施。變電站常用的直擊雷防護措施主要有以下幾種：①在室外通過安裝獨立避雷針或在構架上方安裝避雷針來防止直擊雷，主要是利用尖端放電原理，使其保護范圍內所有電氣設備或建筑物免遭直擊雷的破壞，為了避免泄地的雷電流發生反擊現象，應遠離變電站設置避雷針接地引線;②在保護小室、主控樓等建筑物上安裝避雷帶或避雷網，沿建筑物屋頂四周易受雷擊部位明設防雷保護用的避雷帶，在屋頂上部明裝避雷網，沿外墻裝引下線接到接地裝置上。

4.3.2雷電過電壓防護

保護措施：為了防止線路出現過電壓，設計時要考慮到裝設氧化鋅避雷器性能，能夠有效限制過電波的幅值。在入戶應加設合適規格的避雷器，為了使其有效且可靠地發揮作用，應該將其另外一端和該變電所的接地系統形成等電位連接，且最后必須和大地相連且最后的接地電阻經測量不應大于10Ω。

（1）各個電壓等級（10kV系統、35kV系統以及110kV系統）的回路中都要配備合適規格的避雷器。

（2）在110kV電壓等級的供電回路中避雷器需要在各個相上都裝設，因為該電壓等級的供電系統中每一相采取了分級絕緣方式。

5結語

綜上所述，變電站電氣一次設計是一項綜合性總體框架型的系統結構類設計。在設計過程中，需要工作人員掌握整體框架思路，并擁有大局觀，能夠從宏觀的角度來進行設計。同時，通過引進高新技術設備，運用創新型技術手段，可以進一步優化電氣一次設計，以滿足廣大人民群眾對安全性、穩定性、經濟性的需求。

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作者簡介：張衡求（1991-），男，湖南邵東人，助理工程師，本科，工作方向：電氣系統及其自動化。