城郊110kV变电站主变压器及主线路设计

梁 娟

（阳煤集团职教中心安全培训部，山西 阳泉 045000）

1 城郊110 kV 变电站主接线设计

在城郊110kV 变电站主接线进行设计之前，需要明确基本现状，只有在明确现状之后才能对未来负荷情况合理预测，进行恰当的主接线设计。因此，首先需要对变电站的基本情况展开全面了解，可以通过查阅相关原始资料、走访调查当地群众、对现有变电站员工进行访谈等方式达到这一目的。其次，在了解了该变电站基本情况及设计需要之后，还应当思考主接线设计过程是否符合国家行业行规的相关要求、经费是否在预算内、能否做到经济可靠、是否使用了较为先进的科学技术等问题，最终从多方面综合考虑制定最为恰当的主接线方案［1］。

1.1 110kV 侧主接线设计

以实际情况及城郊电网的需求为出发点，选取以下三种接线方案进行比较，分别为单母分段接线、内桥接线、外桥接线，接线图分别为图1、图2、图3。

对上述三种接线从断路器和隔离开关、各自优势等方面进行如下比选：

首先，从断路器与隔离开关的比较上来看可归纳为表1。

图1 单母分段接线

图2 内桥接线

图3 外桥接线

表1 断路器与隔离开关各接线示意表 根

从三者各自的优势来看，单母线分段接线简单清晰，使用设备小，经济性较好，在供电的过程中更为可靠、灵活，采取单母线分段接线方式之后，如果母线、母线隔离开关出现问题或者是必须要进行检查维修的话，不需要对该回路中的电源进行断开也可完成检修，并且整个过程中仍可对全部用户供电；外桥接线供电线路短，线路故障和检修几率少；内桥接线负荷比较稳定，主变压器不需经常切换退出工作，没有穿越功率的终端变压所。但是，外桥接线也存在着一些缺点，在本设计中拟保留单母分段接线和内桥接线［2］。

1.2 35kV 侧主接线设计

本文选取两种接线方案进行比较，分别为单母分段接线和单母带旁母接线，接线图如图4、图5。

图4 单母线分段接线

图5 单母线带旁母接线

从经济效益方面对两种方式进行比选，母线带旁母容量小，供电距离短，并且造价更加昂贵。从符合规范这一设计原则考虑，根据《变电所设计技术规程》，在35kV 配电装置中，当出线回路在2回以上，选单母线分段接线，而本设计出线为3回，单母线分段接线在可靠性和灵活性方面都满足设计要求，所以选择单母线分段接线［3］。

1.3 10kV 侧主接线设计。

分别选取单母分段接线和双母线接线两种设计方案进行比选，如图6、图7。

图6 单母线分段接线

在对两种接线方式进行比较之后可以看到，虽然双母线接线在供电性能方面更加可靠，但是所需设备较多，从经济性来看不具备优势。而根据《变电所设计技术规程》，由于出线线路数不多，单母线分段也能够满足供电需求，并且比较经济、灵活。因此，最终选择10kV侧采用单母线分段接线的方式。

图7 双母线接线

1.4 主接线方案最终比选。

通过上述三种接线方式的对比及选择可以最终得到两种主接线方案，分别将两种主接线方案阐述如下：

接线方案一：将110kV 侧接线方式设定为内桥接线，将35kV 接线方式设定为单母分段接线，将10kV 设定为单母分段接线，如图8所示。

图8 内桥接线设计图

接线方案二：将110kV 侧接线方式设定为单母分段，将35kV 接线方式设定为单母分段，将10kV设定为单母分段接线，如图9所示。

图9 单母分段接线设计图

在对两种方案进行对比之后不难看出，采用方案一的话如果今后用电负荷上升，受到110kV母线侧接线方式的限制不方便进行扩建，而35kV和10kV 线路中一旦发生回路故障，则非常有可能致使整条电线都断电。从整体上来看，在确保供电的可靠性、可扩建检修方面并不占优势，因此不考虑采用该种方案。而方案二中110kV 母线侧即便是在负荷增大的情况下也能够增加规模，并且当35kV 线路中产生问题，必须进行检修工作或者一定要切除某段线路时，均不会对其他回路产生影响。从整体上来看，满足供电可靠性、可扩建检修等方面的需求，最终选择方案二。

2 城郊110 kV 变电站主变压器设计

1）城郊110kV 变电站主变压器数量的设计。在对变压器数量进行设计时，重点需要考虑以下几个原则：

首先，安全原则。安全原则是指主变压器数量能否确保城郊110kV 变电站安全运行，如果主变压器的数量设置太多，则会造成变电站接线复杂、需要安装的面积增多、投资成本过高等困难。因此，在确保安全运行的原则下，需要确定城郊110kV 变电站主变压器的台数最小值，在小于等于最小值的情况下结合安全原则对变电器数量进行设计。基于此原则，对城郊110kV 变电站主变压器数量最小值进行计算后得出，应当在其中选择两台主变压器为宜。

其次，灵活原则。灵活原则是指在选择主变压器数量时应注重容载比与供电两方面灵活性，超过一定限度或者低于最小值的电网容载比都会对电力系统整体运行灵活性带来负面影响。如果主变压器数量过多，将会使得投资增加，过少则会使得电网鲁棒性能降低、不能灵活调动。以城郊110kV 变电站为例，如果在其中设置一台主变压器，变电站总负荷将会由该台主变压器承担，如果出现故障不便于检修，电网整体灵活性并不强。如果在其中设置两台主变压器，则在检修、故障的情况下均能灵活调动，降低倒闸操作。

最后，无论是从安全运行还是从灵活供电两方面来考虑，城郊110kV 变电站主变压器台数设置为两台比较适合。

2）城郊110kV 变电站主变压器容量的设计。在进行容量设计时必须要满足以下几点需求：

首先，长期性发展需求。在变电站建成之后，主变压器是不可以随意更换的，因此，必须要考虑到该片区在今后较长一段时间的发展。具体而言，主变压器的容量应当设计成该变电站建设成功投入使用之后五到十年可能产生的用电负荷，并考虑到该片区更远的用电负荷发展情况。

其次，实用性需求。简而言之，该变电站输电线路所具备的负荷性质、电网结构也是需要考虑的因素。例如，如果该变电站负荷十分重要，则必须保证该站内某一台主变压器停止运行的情况下还有其他变压器能够承载，必须确保用电客户一、二级别电荷。反之，如果并非十分重要的负荷，只要确保其中某一台变压器停止运行之后剩下的变压器容量能够保持在总负荷的60%～70%即可。基于此，以城郊110kV 变电站实际情况为出发点，通过运算得出最后变压器容量设计需求最大为25.594MVA；最小为17.794MVA。

将15%的负荷作为发展余地，运算得出最后变压器容量设计需求最大为30.11 MVA；最小为20.934MVA。

3）站用变台数的设计。

站用变台数的设计往往出现在一些大中型变电站中，由于受到接线方式及站用变台数自身特点限制，综合考虑经济性、灵活性多方面，设计站用变压器台数为2台，并建议暗接。

3 结语

伴随着我国社会经济的逐步发展，电力系统的建设尤其是城郊电网的建设也得到了很大程度的进步与发展。本文正是在这种社会行业背景下，对城郊110kV变电站主变压器及主线路的设计展开探究，以此对我国电力系统建设工作有所助益。

［1］程一鸣，赵志辉，王天华.城市110kV 高压配电网接线方式研究［J］.电网技术，2008（2）：113.

［2］卢赓.惠110kV 电网网架结构规划原则探讨及其具体应用［J］.科技信息，2007（36）：639.

［3］林志煌.厦门城市110kV 电网规划探讨［J］.供用电，2007（3）：11.