研讨110kV变电站电气一次部分设计技术

朱正

摘要：目前，就我国电网的整体规模情况来，大型发电站所生产的电能主要通过110kV的监控线路输送到地区中线变电站，然后在利用电缆对电能的输送进行适当分配。可见，110kV变电站部分电气一次设计是电力系统中关键的技术环节，110kV变电站部分电气一次设计是否科学合理关系着整个电力系统的供电质量和稳定运行。本文主要对110kV变电站电气一次部分设计技术有关内容进行分析，以供参考。

关键词：110kV变电站；电气一次部分；设计技术

1主变压器的选择

主变压器的形式、兼容量以及数量是影响变电站一次主接线方法与配电装置内部结构的主要因素。主变的设计定下来之后，除了以传递容量的初始资料为依据之外，还应参考电力系统5～10年内的发展计划和输送功率数值，当然，馈线回路数等也要考虑进去，综合的全方位的分析后，再进行合理选择。重要变电站在对主变压器进行选择的时候，要考虑在一台主变压器停止运行的时候，剩余变压器容量在负荷范围内，而且在规定的时间内不仅要能实现对一类负荷的供电，还要能实现对二类负荷的供电。对于一般的变电所，出现一台主变压器运行停止时，其他变压器的兼容量要能满足总负荷的60～70%。110kV变电站的主变兼容量和数量要以远景负荷为依据进行挑选。可见，变电所在进行主变压器的选择的时候变壓器的容量要根据未来负荷进行确定，并且还不仅仅要考虑变压器正常运行时的过负荷能力，还需要考虑在发生事故的时候过负荷能力。

2变电站电气主接线设计

变电站主接线设计主要是指变电站中一些电气设备按照一定的顺序连接起来的设计电路，这种电路主要用来分配和集中电能，变电站主接线的设计方案是影响变电站主接线电路功能的关键因素，而变电站主接线设计方案需要根据变电站的规划和变电站系统所要实现的功能来决定。因此，变电站主接线设计对于变电站的整体运行有着重要影响，方案的可行性直接影响着变电站的供电质量和安全稳定性。变电站主接线设计对于变电站中的一些电气设备，例如继电器、熔断器和配电装置的功能都有一定程度的影响，不同的设计方案，变电站的运行状态是不同的。因此，对系统中不同等级的110kV变电站电气主接线的设计工作，相关人员要从负荷性质、损耗、运行方法、负载率、占地、操作、设备的特点、调度、方便性及投资、等各个方面进行考虑，以确定变电站的一次主接线。下面介绍几种主要的主接线设计。

2.1线路和变压器组之间的接线设计

110kV变电站通常采用双电源的“T”型接线方式，在高压侧采用了线路和变压器连接两个断路器的设计，在低压侧采用单母线四分段的形式，这种设计形式，使得变电站中的电压线路简洁明确，整体设计占地空间小，减少了投资，线路中过电保护效果较好。即使在一个电源无法工作时，这种双电源的接线方式可以自动地转移电路中的负荷，保证在最短的时间内恢复供电。这种接线方式也有一定的缺点，当高压侧端的一个电源断电时，要立即停止主变电器的工作，需要在尽可能短的时间内对线路中的负荷进行限电，因此，这种接线方式只适合用于没有功率转移要求的110kV变电站城域网中。

2.2单母线接线方式

这种接线方式在110kV变电站的高压测用的较多，而单母线的分段接线方式在110kV变电站的低压测用的比较多。这种接线方式有着可靠性高以及灵活性好的特点，不过由于高设备的很多，从而加大了占地面积，成本也随之而增加。

2.3内桥接线设计

110kV变电站电源进线采用两路线路同时接入110kV电网中，高压侧端主接线采用内桥接线设计，低压侧端采用单母线两分段带旁母接线方式。这种接线设计，使得线路中不需要太多的断路器，大大减少了对线路的投资，并保证了断路器的实际效果，可以自行进行投切。当线路发生故障时，线路中的断路器会保护电路自行断开，不影响其他回路的工作。这种接线设计也有一定的缺点，内桥接线设计降低了110kV变电站运行的稳定安全性和灵活性，运行操作较为复杂，当110kV变电器发生故障时，需要同时断开和这台变压器相连接的两个断路器，这样容易影响其他没有发生故障的线路的运行。由于在110kV变电站系统中有很多的变压器，因此，这种接线设计适合应用于高压线路中运行操作比较频繁的电网中。

3配电设备的布置

由于110kV的出线规模比较大，但是变电站的的占地面积是比较小的。所以，一般110kV配电设备是SF6绝缘材料组合而成的封闭式的，并且用三相共箱式的结构。布置方式是用户外中型支持管型母线双列式。在两组母线上分别配置上垂直断口单柱隔离开关和双柱水平单断口旋转式隔离开关。这种布置方式形成了主变进线、母线、分段及母设间隔与出现间隔是以母线相互对称的特性，这种特性因为不是单独占用间隔，使配电设备的纵向尺寸得到了最优的配置。由于封闭式SF6全封闭组合电器是三相共箱的结构形式，三相导体是实行共面布置。

4终端110kV变电站

普通终端变电站所采用的都是无汇流主接线形式，应用桥形和线路接线。线路一变压器组接线方式是相对比较简单的，它的高压配电装置中，只配置两个单位的单元，这样做的优势是接线方法简单且占地面积小。如果一台主变线路在检修时出现故障，并且要退出运行，那只要将变电站低压侧作转移负荷操作，就能够使全部负荷正常供电。地方电网中使用的110kV类型终端变电站，假若主变容量可满足“N-1”准则的要求，则对其采用内桥接线这一方式可以有效地提高系统供电的可靠性；而对于变电站内部变压器经常切换或者当变电站外部系统有穿越功率流过时则应采用外桥式接线。

5结语

110kV变电站部分电气一次设计是一个长期复杂的工程，对于110kV变电站的供电质量和安全可靠性有着重要的影响。因此，科学合理的110kV变电站部分电气一次设计要根据变电站在整个电力系统的中作用和地位，要综合考虑各方面的因素，例如变电站的主接线设计，高压配电装置的设计和消弧装置和过电压保护装置的设计，只有这样110kV变电站部分电气一次设计才能满足电力系统的需求，推动110kV变电站的良好运行。

参考文献：

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[3]杨沛东.110kV变电站一次设备的安装及调试管理分析[J].低碳世界.2016（10）.

（作者单位：池州电力规划设计院）