110kV變電站一次設(shè)計(jì)要點(diǎn)探討

陳宇曦 黃海進(jìn)

摘要：隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及人民生活質(zhì)量的不斷提高，用電需求和對供電質(zhì)量的要求也越來越高，因此電力系統(tǒng)工作人員必須充分重視變電站的設(shè)計(jì)工作，從而為社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供更好的變電服務(wù)?，F(xiàn)結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)，介紹了110kV變電站的重要作用、設(shè)計(jì)原則，在此基礎(chǔ)上詳細(xì)分析了其一次設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)，希望對開展變電站設(shè)計(jì)工作有參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：110kV變電站；變壓器；一次設(shè)計(jì)

1 110kV變電站的重要性

變電站在整個(gè)供電系統(tǒng)中具有非常重要的作用，表現(xiàn)在電壓變換與調(diào)整、電力資源分配、電網(wǎng)潮流控制等方面，在整個(gè)供電網(wǎng)絡(luò)中承擔(dān)著各方聯(lián)系樞紐的重責(zé)，通過建設(shè)變電站可將分散的供電網(wǎng)絡(luò)有機(jī)地聯(lián)系在一起，對電能進(jìn)行合理分配，使整個(gè)電力系統(tǒng)以穩(wěn)定、高效的狀態(tài)運(yùn)行下去。在變電站的所有功能之中，非常重要的一項(xiàng)就是對高低壓進(jìn)行有效轉(zhuǎn)換，這一方面能減少傳輸過程中電能的損耗，另一方面也方便了電能的遠(yuǎn)距離傳輸?；诖?，變壓器也就成了變電站最重要的設(shè)備。

由于110kV變電站和用戶的聯(lián)系非常密切，所以其建設(shè)數(shù)量較多，分布范圍較廣，在進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)時(shí)，必須充分考慮經(jīng)濟(jì)性、安全性、靈活性等原則，以降低建設(shè)的經(jīng)濟(jì)成本，有效地應(yīng)對電網(wǎng)中可能出現(xiàn)的各種電力故障，滿足社會發(fā)展和人民生活對電力資源的需求。

2 110kV變電站的設(shè)計(jì)原則

2.1所采用的電氣設(shè)備必須滿足變電站的日常工作要求，比如變電站的正常運(yùn)行、日常維護(hù)、電力故障修復(fù)等，設(shè)備選型不僅要滿足當(dāng)前的容量需求，也要考慮未來一段時(shí)期內(nèi)的擴(kuò)容需要。

2.2在選擇一次設(shè)備時(shí)必須根據(jù)變電站建設(shè)的當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件進(jìn)行相關(guān)校驗(yàn)，以確保在該環(huán)境下設(shè)備能可靠運(yùn)行，保持較好的工作狀態(tài)。

2.3所采用的一次設(shè)備必須有技術(shù)先進(jìn)、成本相對較低的特點(diǎn)，這是變電站一次設(shè)計(jì)工作中非常重要的原則，因?yàn)槠潢P(guān)系著變電站建成后運(yùn)行的效率和質(zhì)量，如果設(shè)備技術(shù)比較落后，必然會為設(shè)備運(yùn)行埋下一定的安全隱患，增加故障發(fā)生概率和變電站維修成本。

2.4在通過計(jì)算選定導(dǎo)體截面后盡量減少導(dǎo)體種類，從而降低設(shè)備更換難度，如果使用一種導(dǎo)體就可滿足工作需求，那就絕不采用多種導(dǎo)體。

3 110kV變電站設(shè)計(jì)核心

3.1電氣主接線設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)者在開展變電站電氣主接線設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)時(shí)，必須嚴(yán)格考慮變電站在電力系統(tǒng)中的地位、變電站的規(guī)劃容量、負(fù)荷性質(zhì)、線路和變壓器連接元件總數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)等因素，換句話說即為遵守靈活性以及經(jīng)濟(jì)性兩方面內(nèi)容。第一，經(jīng)濟(jì)性原則。優(yōu)化分段、雙母等冗余設(shè)計(jì)，在經(jīng)濟(jì)性與穩(wěn)定性間做好平衡。同時(shí)優(yōu)化主接線設(shè)計(jì)可以為配電裝置布置創(chuàng)造條件，使占地面積減少。第二，靈活性原則。在變電站主接線設(shè)計(jì)的過程中，必須保證對應(yīng)設(shè)計(jì)能夠達(dá)到設(shè)備擴(kuò)建、電力調(diào)度的需要。當(dāng)開始電力調(diào)度時(shí)，變電站必須具備可以快速調(diào)節(jié)負(fù)荷的能力。就設(shè)備檢修而言，充分具備進(jìn)行安全檢修而不影響電網(wǎng)運(yùn)行和用戶用電的條件。

3.2變壓器選型分析。從變電站的角度來說，變壓器有著極其核心的地位。變壓器將直接決定整個(gè)變電站能否安全可靠的繼續(xù)運(yùn)行。就變壓器電力負(fù)荷以及數(shù)量而言，如果建設(shè)位置有許多季節(jié)性負(fù)荷與一級負(fù)荷，那么變壓器對應(yīng)的數(shù)量則是2個(gè)。設(shè)計(jì)者應(yīng)該針對變壓器安裝數(shù)量進(jìn)行合理選擇，在大多數(shù)情況下變電站中都存在兩個(gè)或兩個(gè)以上變壓器。如此在其中一臺變壓器發(fā)生故障時(shí)，另一臺變壓器也能夠保證變電站正常運(yùn)作。設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)110kV變電站時(shí)，選擇合適的變壓器數(shù)量必須根據(jù)電力系統(tǒng)、負(fù)荷以及供電條件等因素決定，同時(shí)還應(yīng)該考慮下面幾點(diǎn)問題：第一，快速準(zhǔn)確地獲得主變?nèi)萘浚坏诙?，明確變壓器對應(yīng)數(shù)量將對占地面積產(chǎn)生的作用；第三，進(jìn)一步研究電流短路對變壓器產(chǎn)生的作用。

3.3高壓配電裝置設(shè)計(jì)方式。在大多數(shù)環(huán)境中，110kV變電站高壓配電裝置設(shè)計(jì)主要包括兩種，即屋外布置與屋內(nèi)布置。而這里提出的屋外布置又可以細(xì)分為三種，即屋外半高型、屋外中型以及屋外高型布置。簡單舉例來說，屋外中型布置表現(xiàn)的含義就是將變電站中全部的設(shè)施以及設(shè)備都安裝至支架位置處，而變電站母線位置則不會安裝任何電力設(shè)備。該類型的設(shè)置方式相較于其他方式來說，成本更低，同時(shí)模式也更加清晰。當(dāng)前屋外中型布置最大的缺陷為占地面積大，但較大的面積也可以直接保證維修的順利進(jìn)行。上述提出的高壓配電裝置屋內(nèi)布置包括有三種不同模式，即以GIS為基礎(chǔ)的屋內(nèi)布置、柜式屋內(nèi)布置以及普通敞開式電力裝置屋內(nèi)布置。這三種方式都存在自身的優(yōu)勢與缺陷，所以使用者應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的具體要求，選擇合適的模式。

3.4斷路器選擇。在110kV變電站設(shè)計(jì)過程中，斷路器也有著極為重要的作用。設(shè)計(jì)者在選擇斷路器時(shí)一定要嚴(yán)格按照參數(shù)規(guī)定執(zhí)行，進(jìn)而達(dá)到整個(gè)電力系統(tǒng)對應(yīng)的基本要求。第一，最后選擇得到的斷路器應(yīng)該具備對應(yīng)電壓等級的電力絕緣特性，保證系統(tǒng)波動時(shí)的絕緣可靠性；第二，斷路器應(yīng)該具備良好的通流特性，滿足相應(yīng)的動熱穩(wěn)定參數(shù)如此就能夠在長時(shí)間負(fù)荷電流環(huán)境中，降低事故產(chǎn)生的概率；第三，當(dāng)電力系統(tǒng)產(chǎn)生故障時(shí)，其對應(yīng)形成的短路電流值相對較大，而這時(shí)斷路器應(yīng)具備相應(yīng)的短路電流開斷能力；第四，最后使用的斷路器需要具備更短的分合閘時(shí)間。同時(shí)還應(yīng)該保證其對應(yīng)的結(jié)構(gòu)更加簡單，使用時(shí)間更長。若斷路器具備上述全部特征，那么就能夠降低后續(xù)維修成本，減少不必要的麻煩。