110kV变电站可行性研究设计

摘 要：合理的设计方案对于确保变电站，具有较高的技术可靠性和节能经济性尤为重要。结合110kV变电站设计实践，从电气一次、电气二次、通信、金属结构等四个部分，对110kV变电站优化设计技术要点进行了认真探讨研究。

关键词：110kV；变电站；设计

110kV枢纽变电站有11kV、115kV两个电压等级，设置有1台115kV/11kV升压变压器。115kV侧接线为单母线接线方式，共建3个间隔，2回出线间隔和1回VT间隔。2回出线间隔分别引至110kV/35kV终端降压变电所。经现场踏勘调查落实，选择一块48×33m场地作为变电站间隔布设位置。变电站坝址处已有公路直通，经现场考察可满足变电站常规115kV设备运输需求。

1 电气一次部分设计

1.1 主接线方案及设备选型

变电站考虑采用单母线接线方式，共建3个115kV间隔，2回115kV出线间隔和1回115kV VT间隔。

1.2 站用电及其他

变电站站用电源拟取自11kV母线及近区22kV线路，经站用变降至400V，引出两回400V电源至站用400V母线，两回电源互为备用。在115kV出线间隔中装设氧化锌避雷器作为防止线路侵入雷电波过电压保护装置。在115kV 15m钢构架上设置多根避雷线，组成接地避雷网带，作为直击雷保护[1]。

从变电站400V站用电配电盘引出交流400/230V照明电源，并配置便携式充电灯。开关站照明应满足10Lux照度需求。所有开关站室外照明将采用杆式安装泛光灯源高压钠（HPS）灯，灯杆为10m高钢管。接地系统由从地面埋深0.8米的接地网组成，在开关站结构施工前进行接地系统埋设。接地用150mm2铜绞线按不大于10×10m的网格组成开关站接地电网。开关站中金属构架和断路器、隔离开关、电压和电流互感器等电气设备应通过接地端子与接地网直接连接，其中大型钢结构，如构架、支柱绝缘子支撑梁等，应至少有两点可靠接地。工程電缆敷设主要在户外2回115kV出线间隔和1回115kV VT间隔范围，及引接至集中控制室配电室的范围内进行。户内、户外均采用电缆沟及穿管敷设方式。电力电缆及控制电缆全部选用阻燃型铜芯电缆。二次控制电缆采用阻燃铜芯铠装屏蔽电缆，屏蔽层接地措施。

1.3 电气总平面布置

变电站115kV配电装置全部选用敞开式设备（AIS），按常规地面中型单列布置，布置有两个出线间隔，一个VT、避雷器间隔，在升压站四周设有环形通道，便于设备搬运和运行管理[2]。

2 电气二次部分设计

根据GB14285-2006《继电保护和安全自动装置技术规程》及《“防止电力生产重大事故的二十五项重点要求”继电保护实施细则》规定，115kV出线应配置微机线路保护装置，具备三段式相间距离保护、接地距离保护和接地方向保护功能，并配置检同期或检无压三相一次重合闸。故新建2个115kV出线间隔需设置115kV线路保护2套。115kV母线保护设置1面母线保护屏。新建2个115kV出线间隔需设置115kV线路测控装置2套，完成对出线间隔设备的监视和控制。115kV断路器应设有同期点，采用保护测控装置完成。

根据DL/T 5137-2001《电测量及电能计量装置设计技术规范》的规定，在每个115kV出线间隔处配置主备表各一套，计量表计精度为0.2S级，VT为0.2级、CT为0.2S级。需订购115kV线路断路器端子箱2只，线路VT端子箱2只，115kV母线VT端子箱1只，新增二次电缆约10kM。

3 通信部分设计

变电站工程通信拟由系统通信和站内生产调度通信系统组成。系统通信设计为光纤通信和电力线载波两种通信方式，在变电站的两回115kV至对端电站和变电站的出线上分别架设一条16芯OPGW光纤通信通道；传输速率为622Mbit/s。同时在两条115kV出线上各组织两条相地结合电力线载波通道作为备用系统通信方式，用来传输系统调度电话和调度数据。为适应今后变电站运行管理的需要，系统通信按“无人值班（少人值守）”方式进行设计。在变电站内设置一套60线程控调度用户交换机，用于变电站生产调度通信使用。调度交换机安装在变电站通信室，调度台安装在中控室。调度机配备相应的接口与电力线载波机和光传输设备连接，在变电站内重要的生产和办公场所布置电话分机组成全站生产调度生产管理、运行维护通信网络。配置一套-48V/150A的高频开关电源，带两组48V/150Ah的免维护阀控式铅酸蓄电池，为变电站的通信设备提供可靠的电源，以确保通信设备的正常运行。在变电站配置一套数字式工业电视监控系统，对变电站的重要设备和区域进行实时监控，设置15个前端摄像头。监控中心设置在变电站中控室。

4 土建及钢结构部分设计

115kV断路器，隔离开关，电流互感器，电压互感器电容式电压互感器，避雷器：支柱高2.5m，采用型钢格构柱。支柱顶端设置一块平钢板，用于安装断路器。支柱底端用地脚螺栓与基础相连。基础采用钢筋混凝土结构，预埋地脚螺栓于内。为便于支柱的安装，在支柱底部处设置二期混凝土。

母线门型架、出线门型架及基础：母线门型架由两立柱和一横梁组成，立柱和横梁之间通过螺栓连接固定。立柱高7.3m，采用型钢格构柱。立柱顶端通过螺栓与横梁连接。立柱底端用地脚螺栓与基础相连。基础采用钢筋混凝土结构，预埋地脚螺栓于内。出线门型架由两立柱和一横梁组成，立柱和横梁之间通过螺栓连接固定。立柱高15m，采用型钢格构柱。立柱顶端设置避雷线挂线点。立柱中上部12m处通过螺栓与横梁连接。立柱底端用地脚螺栓与基础相连。基础采用钢筋混凝土结构，预埋地脚螺栓于内。为便于立柱的安装，在立柱底部处设置二期混凝土。横梁的长度为9m，采用型钢桁架。横梁的一定部位设置导线挂线点。横梁两端通过螺栓与立柱顶端连接固定。

5 结束语

在变电站设计过程中，采用先进功能齐全自动化水平较高的电气一次设备和综合自动化技术智能网络化的二次测控保护设备，使变电站接线方案得到全面优化改进。紧凑型的电气设备和金属结构，有效减少了变电站占地及建筑面积，确保变电站具有较高的技术可靠性和经济效益。

参考文献

[1]吴罡，李琳，李翔.110kV智能变电站设计方案初探[J].江苏电机工程，2011（02）：31-35.

[2]李勤.关于变电站设计中存在的关键问题探究[J].硅谷，2013，19）：45-46.

作者简介：谭剑波（1983-），男，汉，硕士，江安人，助教兼工程师，主要从事水利水电教学工作。