110kV變電站電氣二次部分設計分析

林少華（中色科技股份有限公司，河南洛陽471039）

110kV變電站電氣二次部分設計分析

林少華（中色科技股份有限公司，河南洛陽471039）

現(xiàn)今，我國電網(wǎng)的規(guī)模隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展而擴大，變電站數(shù)量規(guī)模都在不斷增大，特別是110kV變電站，為我國電力的安全輸送提供了基礎。110kV變電站的安全運行離不開自動化的建設與管理，而保障110kV變電站安全穩(wěn)定運行的關鍵就是主要電氣設備的繼電保護裝置，變電站在設計過程中重要的構成就是電氣的二次部分設計以及繼電保護，本文就主要對110kV變電站電氣二次部分設計進行詳細的分析。

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1 引言

對110kV變電站電氣二次部分進行設計時，要從變電站運行的可靠性、安全性以及經(jīng)濟性等綜合角度考慮，首先要確定110kV變電站主要線路的主接線，通過電氣設備的供電范圍以及負荷計算，確定110kV變電站主變壓器的基本型號以及所需要的數(shù)量，然后要計算電氣設備的短路結果，從而可以選擇合適的電氣設備保護方案，再進行變電站主電氣設備繼電保護整定計算，通過設計后進行檢驗分析，這就是110kV變電站電氣二次部分設計的全過程。

2 對110kV變電站電氣一次部分的設計分析

在進行 110kV變電站電氣一次部分設計時，要選擇110kV變電站主電氣設備，進行型號以及參數(shù)的統(tǒng)計，首先要統(tǒng)計主變壓器的基本參數(shù)，通過對主變壓器的型號、額定電壓與容量、連接的組別、空載以及負載下的損耗、空載的電流、阻抗的高低、高中以及中低電壓。然后根據(jù)這些參數(shù)以及公式進行阻抗的折算。

對110kV的主變壓器做完阻抗折算后，還需要設計電氣的主接線，在設計電氣主接線時，要遵循一定的設計基本要求：①不管是對110kV變電站進行一次或者二次部分的設計，都需要做好電氣主接線的設計，這是變電站設計中必不可少的重要組成；②變電站在進行電氣設備主接線的設計時，要考慮到多種要素，例如，變電站主電氣設備的特點，所具備的回路數(shù)、電氣負荷的性質(zhì)以及變電站在整個電力系統(tǒng)中國所起到的根本作用于地位。主接線的形式設計要從經(jīng)濟性、靈活性以及安全性角度出發(fā)，滿足變電站的安全、可靠供電原則，嚴格的按照設計的標準要求靈活的設計主接線，盡可能簡化主接線的結構。

3 計算110kV變電站電氣設備的短路電流

110kV變電站在進行電氣二次部分的設計時，需要進行短路電流的計算，電氣設備會由于多種原因造成短路，一般主要有幾下幾種情況：①相關的電氣設備會因機械損壞以及設備老化、過電壓以及雷擊現(xiàn)象引起短路；②一些變電站的輸電架空線路會受到自然環(huán)境以及動物的破壞而發(fā)生短路；③變電站電氣設備需要定期檢修與維護，電氣設備頻繁發(fā)生短路故障的大部分原因是由于在進行最初的設計以及后期的檢修維護時出現(xiàn)失誤；④變電站工作人員不按照規(guī)范要求操作也會引起短路故障。

而對電氣設備提前進行短路計算，可以有效的保證電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運行，選擇合適的電氣設備，再通過科學的校驗，可以有效的避免電氣設備短路故障的發(fā)生。若是計算的短路電流值偏差較大，可以通過整定計算以及限流措施進行改善，在計算110kV變電站電氣二次部分的短路電流計算時，我們還要考慮到設備本身的電阻。變電站電氣設備的短路計算主要有名值或者是標幺值方法，在實際的短路電流計算中，要按照電網(wǎng)的具體情況選擇合適的計算方法。

4 對110kV變電站進行線路的保護分析

在電網(wǎng)的運行過程中，我們需要考慮到各種電力故障問題，因為變電站的主電氣設備很容易受到自身、外力或者環(huán)境的影響，一旦發(fā)生電氣故障，就很容易形成短路，電氣故障具有嚴重的破壞作用，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：①一些電氣設備在故障的位置會產(chǎn)生較大的短路電流，當短路電流足夠大時就會形成電弧燃燒，從而損壞電氣設備；②一般當電氣設備發(fā)生短路故障時，會產(chǎn)生短路電流，當短路電流由故障的設備流向正常的電氣設備時，就會由于電動力以及發(fā)熱的影響，破壞設備本身的絕緣性，甚至還會造成機械上的破壞，極大的縮減了電氣設備的使用年限；③一旦出現(xiàn)短路故障，就會降低電網(wǎng)運行中的電壓值，使得很多電力用戶都會受到破壞；④短路故障會影響變電站與變電站之間的安全穩(wěn)定性關系，從而破壞整個電力系統(tǒng)的正常運行，嚴重時還會導致電網(wǎng)的癱瘓。

在電力系統(tǒng)的運行過程中會經(jīng)常突發(fā)這種短路故障，所以我們要采取有效的措施應對故障損失，一些可以避免的事故要盡早發(fā)現(xiàn)，并且及時處理，將容易出現(xiàn)短路故障的元件與設備進行檢修或切除，從而保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。想要快速的切除故障，就要對電氣設備進行繼電保護，繼電保護裝置可以有效的保證設備的安全性，及時的應對電氣設備的不正常故障問題，繼電保護裝置是一種自動化的裝置，可以及時的應對故障問題，發(fā)出故障信號或者作出保護動作，繼電保護的主要作用：①繼電保護裝置可以快速有效的將故障部分切除，從而保證設備的故障設備不繼續(xù)受到破壞，也保證其他電氣設備正常的運行；②繼電保護裝置能夠及時的發(fā)現(xiàn)電氣設備運行的不正常現(xiàn)象，因為本身的裝置是自動化處理系統(tǒng)，可以根據(jù)實際的情況作出一定的反應，比如跳閘、發(fā)出故障信號以及減小負荷等，這時候，電氣設備主要是根據(jù)故障的類型以及程度進行一定程度的延時，避免發(fā)生故障處理的誤動作。

變電站主電氣設備繼電保護裝置是保證電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行的關鍵組成，繼電保護配置在設計時要滿足電力系統(tǒng)的基本原則，此外還要根據(jù)變電站的具體情況進行合理的設計，除了對110kV變電站主電氣設備繼電保護，還要考慮到輔助以及后備的保護。110kV變電站電氣二次部分設計時還要對線路進行保護設計，線路設計時還要計算末端的線路短路電流，然后根據(jù)不同的線路進行繼電保護的整定計算，分別對10kV、35kV側端的線路設備進行繼電保護的整定計算。

5 110kV變電站主變壓器繼電保護的分析

5.1 110kV變電站主變壓器設備的保護

變電站內(nèi)的變壓器是最重要的供電設備，若是變壓器出現(xiàn)故障就會影響到整個電力系統(tǒng)的正常運行，在進行變壓器的繼電保護時要選擇合適的配置與性能，從而保證變壓器的安全運行。

一般變壓器故障主要出現(xiàn)在內(nèi)部與外部，內(nèi)部的變壓器故障為油箱內(nèi)故障與外故障，油箱內(nèi)的故障主要是接地短路、鐵心損壞、相間短路等。油箱外故障，一般都是由于接地短路或者是相間的短路造成的故障，變壓器內(nèi)部故障會給設備帶來極大的損壞，嚴重時甚至會產(chǎn)生爆炸，導致整個電力系統(tǒng)都癱瘓瓦解。我們要做好變壓器的繼電保護，及時的發(fā)現(xiàn)變壓器的不正常故障狀態(tài)，采取有效的措施應對。

5.2 110kV變電站主變壓器繼電保護整定方法分析

110kV變電站主變壓器繼電保護的整定方法主要有幾個：①采用電流速斷的保護方法，一般對容量比較小的變壓器來說，采用電流速斷來保護變壓器；②當電流速斷保護不能滿足靈敏性要求時或主變壓器容量較大時根據(jù)需要裝設縱聯(lián)差動保護；③外部相間短路引起的過電流保護；④對變壓器有過負荷的可能性時裝設過負荷保護；⑤裝設瓦斯保護和溫度報警信號；⑥針對中性點直接接地的主變壓器裝設相應的中性點保護。當然，對大容量變壓器還有阻抗保護等其它保護措施?？傊?，主變壓器的保護應根據(jù)主變壓器的容量和靈敏系數(shù)的要求以及保護的動作配合，具體情況具體分析，做出安全合理的繼電保護方案。

6 結束語

總之，110kV變電站電氣二次部分的設計包括有較多的內(nèi)容，我們應當注重到二次部分設計中的每一個要點，做好110kV變電站主電氣設備的保護措施，從而保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

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