110kV變電站電氣設計

呂軍

摘 要：變電站作為輸配電系統(tǒng)中重要的組成部分，是我國電網(wǎng)系統(tǒng)建設的核心，在電力系統(tǒng)中有著重要的使命，為我國居民的生活以及生產(chǎn)用電提供了可靠地保障。本文從110kV變電站著手，探究變電站的電氣設計規(guī)范。

關鍵詞：110kV 變電站 電氣設計

隨著我國社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，生產(chǎn)生活的用電需求日益增長，國家針對這一狀況也加大了對電力系統(tǒng)的建設，保障了居民的生產(chǎn)生活用電，而110kV變電站作為整個輸配電系統(tǒng)的核心部分，在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。因此，為了提高110kV變電站的供電效率，保障供電過程中的安全，必須要加強對110kV變電站電氣設計的研究，從而保證電力系統(tǒng)的可靠運行。

一、變電站電氣主接線的設計

（一）電氣主接線設計的要求

在110kV變電站的電氣設計過程中，電氣主接線的設計是最為重要的。電氣主接線主要負責電流的生產(chǎn)、分配以及匯聚，在對電氣主接線的設計中，需要注意經(jīng)濟性、靈活性以及可靠性。首先，在設計中要盡可能的減少資金投入；其次，需要根據(jù)110kV變電站在整個電力系統(tǒng)當中的具體作用來進行設計，以便于能夠滿足居民生產(chǎn)生活的正常用電需求。最后，在設計電氣主接線時應當盡可能的避免接線復雜、操作困難等現(xiàn)象，保證在對其進行維護檢修時較為方便，同時也應當保證供電系統(tǒng)運行的安全。在對電氣主接線設計時只有注意到這些要求，才能夠在節(jié)省資金的同時，保證設計的質(zhì)量，以確保110kV變電站的正常運作。

（二）電氣主接線的接線方式

電氣主接線的接線方式較為復雜，在整個110kV變電站中占據(jù)著重要的地位，能夠確保變電站的正常運作，滿足社會對電力資源的需求。目前，電氣主接線的接線方式有線路變壓器組接線、橋式接線以及T型接線三種。其中，在確保“N-1”可靠性原則得到滿足的條件之下，與橋式接線方式相比，線路變壓器組接線方式具有建設投資較少，容易進行擴建以及占地面積較少等優(yōu)點；但是，該接線方式僅僅適用于終端變壓器，在建設中轉(zhuǎn)類型變電站之時往往需要其他基線方式的配合。T型接線方式既可以適用于終端變電站，也可以適用于作為中轉(zhuǎn)型的變電站，具有使用范圍廣泛的優(yōu)點，考慮到在110kV變電站在電氣設計之時需要注重經(jīng)濟性、靈活性以及可靠性等原則，因此，在電氣主接線的設計中可以選用T型接線方式，以確保電氣主接線的正常運作。

二、短路電流的計算

（一）短路電流計算的目的

在110kV變電站的電氣設計過程中，短路電流的計算是一項十分關鍵的環(huán)節(jié)，其目的：（1）在選擇電氣設備時，盡可能的節(jié)省建設資金，同時為確保所選設備在故障發(fā)生時以及正常運轉(zhuǎn)知識都能夠可靠地運轉(zhuǎn)，就必須要注重短路電流的計算；（2）在選取變電站電氣主接線時，為了能夠?qū)δ骋浑姎庵鹘泳€的是否采取短路電流的限制措施，就必須要進行短路電流的計算，只有這樣才能夠保證整個變電站系統(tǒng)的可靠性以及安全性。

（二）短路電流計算的方法

在110kV變電站電氣設計對短路電流的計算過程中，往往采用的是運算曲線來計算某一時刻在整個變電站系統(tǒng)中的短路電流。這就需要相關工作人員根據(jù)出現(xiàn)短路的線路中出現(xiàn)的等值電路圖，然后得到該短路回路中所轉(zhuǎn)移的電抗，把這一部分的電抗歸入到計算電抗X，再計算電路不同阻抗之下的短路電流，求出這些短路電流的平均值，最終根據(jù)運算曲線得到短路電流的數(shù)值。

三、主要設備配置的設計

（一）主變壓器

在110kV變電站的高壓配電結(jié)構(gòu)以及電氣主接線的接線方式都容易受到主變壓器的數(shù)量、型號以及自身容量的影響，因此，在110kV變電站電氣設計的過程中，主變壓器的設計處于極其重要的地位。在設計主變壓器時，不僅要考慮到變壓器的自身容量，還要根據(jù)110kV變電站的長遠發(fā)展計劃以及電壓的等級等情況進行綜合的分析設計。為確保110kV變電站在供電時的可靠性，在電氣設計時，往往會在變電站裝配兩臺三相式的主變壓器，在對主變壓器進行電氣設計之時，三相繞組的接線組別應當要與電力系統(tǒng)當中的電壓相位保持一致，同時也要根據(jù)110kV變電站所處的實際情況，來確定主變壓器的連接方式，以保證變電站的可靠運行。為降低對變電站周邊環(huán)境的噪聲污染，城市中心通常偏重選擇自冷式變壓器，而位于其他位置的變電站考慮到資金投入情況，往往會偏重于風冷式變壓器。

（二）斷路器

隨著電力電網(wǎng)建設規(guī)模的逐步擴大，電力系統(tǒng)中短路容量也呈現(xiàn)上升趨勢，因此，在對110kV變電站進行電氣設計的過程中，一定要為斷路器的選擇留下空間。在選擇設計斷路器時需遵守以下的原則：首先，線路當中的額定電壓一定要小于空開的額定工作電壓；其次，線路當中的負載電壓一定要小于空開額定的電流電壓；最后，負載過程中所出現(xiàn)的最大電流，一定要小于空開電磁脫扣器的整定電流。六氟化硫斷路器、六氟化硫成套裝置應用較普遍，主要是由于這兩者在變電站運行的過程中較為可靠，而且使用周期較長，維修方便，有利于節(jié)約投資成本。

四、監(jiān)控系統(tǒng)的設計

110kV變電站的監(jiān)控系統(tǒng)主要是負責保障供電電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，以及節(jié)約110kV變電站的工程成本。110kV變電站監(jiān)控系統(tǒng)的實時監(jiān)控能夠為110kV變電站的管理者以及運行人員的決策提供重要的參考資料。

（一）監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要分為三層：第一層設計為上位機，第二層是PLC，第三層是由斷路器以及隔離開關等設備組成、具體負責電壓以及電流等參數(shù)的監(jiān)控。110kV變電站監(jiān)控系統(tǒng)中的主控計算機通過普通網(wǎng)卡與以太網(wǎng)進行連接，PLC則通過以太網(wǎng)的通信模塊與以太網(wǎng)進行連接，借助TCP/IP協(xié)議完成兩者之間的相互通信。

（二）組態(tài)軟件

組態(tài)軟件作為開發(fā)平臺，必須采取變化的組態(tài)方式構(gòu)建自動監(jiān)控系統(tǒng)。在對110kV變電站電氣監(jiān)控進行組態(tài)軟件的設計時，要設計好監(jiān)控的界面，監(jiān)理PLC設備；創(chuàng)建實時監(jiān)控數(shù)據(jù)庫，使檢測數(shù)據(jù)點與PLC中的數(shù)據(jù)對應起來；制作圖形界面，以便于設備工作狀態(tài)的顯示以及報警等。

結(jié)語

綜上所述，隨著社會電力需求的日益增長，110kv變電站作為電力系統(tǒng)中重要的組成部分，對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定有著極其重要的作用，因此，在對110kv變電站進行電氣設計的過程中，應當加強對電氣主接線、短路電流、主要設備以及監(jiān)控系統(tǒng)的設計，從而保障110kv變電站的安全運行，為社會提供可靠地用電保障，促進經(jīng)濟的發(fā)展。

參考文獻

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