110kV變電站電氣一次設(shè)計探析

摘要：變電站作為電力系統(tǒng)的主要組成部分，是保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行與持續(xù)供電的關(guān)鍵，而變電站運行質(zhì)量取決于電氣設(shè)備的支持。本文以110kV變電站為例對電氣一次設(shè)計進行探究，首先闡述了110kV變電站得概念與優(yōu)點，其次總結(jié)了設(shè)計原則，然后結(jié)合實例提出具體得設(shè)計方法，旨在為類似工程設(shè)計及設(shè)備選型等提供參考。

關(guān)鍵詞：110kV變電站;電氣安裝調(diào)試;技術(shù)要點;對策

1引言

近年來，國家電力部門依據(jù)當(dāng)前科技發(fā)展的水平，對變電站供電的可靠性、電壓合格率等指標提出了新的要求，進一步維護了我國電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，以滿足人民群眾的需求。根據(jù)當(dāng)前人們對于優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定、實惠的電能需求，國家相關(guān)的電力設(shè)計部門在一次設(shè)計過程中需結(jié)合人民群眾對電力性能的要求，同時結(jié)合實際情況，從質(zhì)量、安全、性能、價格等多重角度思考，構(gòu)建出變電站電氣一次設(shè)計框架，以科學(xué)、專業(yè)的電力知識和技能解決設(shè)計中存在的問題，不斷地探索、總結(jié)經(jīng)驗，思考解決方法，從而保證電氣一次設(shè)計的質(zhì)量水平。

2110kV變電站概述

變電站是電力系統(tǒng)的基本構(gòu)成部分，其擔(dān)負著電能轉(zhuǎn)換、優(yōu)化調(diào)整電壓、電能傳遞等功能。在智能化技術(shù)的支撐下，變電站電氣系統(tǒng)已成為目前智能電網(wǎng)構(gòu)建的關(guān)鍵。110kV變電站的優(yōu)點是能夠使用站內(nèi)監(jiān)控來處理信息和數(shù)據(jù)，更好地記錄和處理警報情況，工作人員可以在提高變電站運行效率的情況下，借助互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)對其合理地調(diào)節(jié)和控制，從而更好地提高110kV變電站的運作效率。與此同時，110kV綜合自動系統(tǒng)在運作過程中要及時地控制好自動化系統(tǒng)，使用GPS功能來改善系統(tǒng)運行效果，達到完善運行功能的作用。

3110kV變電站的電氣一次設(shè)計原則

想要保證110kV變電站的安全穩(wěn)定運行，電氣設(shè)計方案是否科學(xué)合理對變電站的綜合運行效率產(chǎn)生直接影響，通過電路滿足差異化電氣設(shè)備連接，從而成功轉(zhuǎn)化電力資源效能。電氣主接線可以實現(xiàn)基于電源線、引出線，充分運用母線安全運營變電站。那么在設(shè)計時需遵循以下原則：以變電站和電網(wǎng)的實際運行狀態(tài)為設(shè)計依據(jù)，從全面視角綜合考量設(shè)計影響因素，制定科學(xué)合理最優(yōu)化的電氣組接線方案;間接采購電氣設(shè)備性能，科學(xué)規(guī)劃配電結(jié)構(gòu)，并且設(shè)計配電路自動跳閘保護系統(tǒng)，確保區(qū)域電網(wǎng)可以安全穩(wěn)定運行;電氣設(shè)備的連接工具以電氣主接線為主，立足長期和短期都需要對110kV變電站的運行負荷影響進行分級。

4110kV變電站的電氣一次設(shè)計要點

某電站屬于110kV電壓等級的供電系統(tǒng);負責(zé)該地區(qū)的農(nóng)業(yè)用電、城鄉(xiāng)結(jié)合部以及市區(qū)地帶的工業(yè)用電。該電站位于較為空曠且地勢平坦的地帶，海拔高度為200m，該地區(qū)一年中最低溫度為-8℃，最高溫度是40℃，最熱月份的最高平均氣溫為30℃。地震烈度為6°，風(fēng)速最大25m/s，冬季覆冰最大厚度為1mm，平均土壤溫度為20℃，該地區(qū)的水質(zhì)較好，沒有腐蝕性。

4.1主變壓器容量的選擇

4.1.1主變?nèi)萘康倪x擇

借助負荷的相關(guān)性質(zhì)以及電網(wǎng)的實際結(jié)構(gòu)來確定變電站的主變?nèi)萘?。因此，?dāng)某一個變電站停運時，其他主變?nèi)萘吭谪摵稍试S的范圍內(nèi)需要保證有一級以及二級負荷。

4.1.2主變額定容量的選擇

（1）主變額定容量的選擇依照該變電站負荷側(cè)所帶支路的數(shù)量來確定;由負荷資料表的數(shù)據(jù)經(jīng)計算得到：

（2）變壓器的近期計算容量：

（3）根據(jù)條件：

根據(jù)供電要求可知，對于裝有兩臺或者以上數(shù)量主變壓器的變電站，如果有一臺主變壓器出現(xiàn)故障，則其他主變壓器需要能夠擔(dān)負總負荷60%的電力。

因此，在選用主變?nèi)萘渴咕托枰笥诨蛘叩扔?6.59MVA（≥16.59MVA），本文最后確定選擇主變?nèi)萘繛?1.5MVA。

4.1.3變壓器相數(shù)的形式的選擇

變電所所用的大型變壓器有多種容量等級，通常有100/50/50、100/100/50及100/100/100等，而由于電壓等級較高因此其容量并不會有太大的增加，因此其價格并不會由于容量的增加而有多大的變化，綜合考慮各因素，最好選用100/100/100的容量比的變壓器。

4.2電氣主接線設(shè)計

方案1：單母線分段（如圖1）

可靠性：不管其中一路有故障還是檢修等原因都能夠確保其用電設(shè)備持續(xù)供電。

靈活性：有著較好的擴展性能;結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，但非常靈活。

經(jīng)濟性：所用空間不大;運行費用不高，投資不大，所需設(shè)備也不多。

方案2：單母線

可靠性：不能確保設(shè)備不間斷供電且不可靠;一旦有故障發(fā)生或者要檢修設(shè)備都需要停掉負載。

靈活性：有著較好的擴展性能;結(jié)構(gòu)簡單，然而靈活性不高。

經(jīng)濟性：所用空間不大;運行費用不高，投資不大，僅需輕型設(shè)備且不多對上述的幾種方案進行經(jīng)濟性、可靠性以及擴展性等方面的深入比較，決定對于該電站的110kV電壓回路采用單母線分段的接線方式。

4.3防雷擊保護

4.3.1變電所的直擊雷保護

當(dāng)雷云直接擊中變電站設(shè)備時，強大的雷電流流過該設(shè)備然后泄入大地，在該設(shè)備上將產(chǎn)生很高的壓降，并將這種壓降稱之為直接雷過電壓。直接雷對電力設(shè)備危害性極大，變電站有必要采取直擊雷防護措施。變電站常用的直擊雷防護措施主要有以下幾種：①在室外通過安裝獨立避雷針或在構(gòu)架上方安裝避雷針來防止直擊雷，主要是利用尖端放電原理，使其保護范圍內(nèi)所有電氣設(shè)備或建筑物免遭直擊雷的破壞，為了避免泄地的雷電流發(fā)生反擊現(xiàn)象，應(yīng)遠離變電站設(shè)置避雷針接地引線;②在保護小室、主控樓等建筑物上安裝避雷帶或避雷網(wǎng)，沿建筑物屋頂四周易受雷擊部位明設(shè)防雷保護用的避雷帶，在屋頂上部明裝避雷網(wǎng)，沿外墻裝引下線接到接地裝置上。

4.3.2雷電過電壓防護

保護措施：為了防止線路出現(xiàn)過電壓，設(shè)計時要考慮到裝設(shè)氧化鋅避雷器性能，能夠有效限制過電波的幅值。在入戶應(yīng)加設(shè)合適規(guī)格的避雷器，為了使其有效且可靠地發(fā)揮作用，應(yīng)該將其另外一端和該變電所的接地系統(tǒng)形成等電位連接，且最后必須和大地相連且最后的接地電阻經(jīng)測量不應(yīng)大于10Ω。

（1）各個電壓等級（10kV系統(tǒng)、35kV系統(tǒng)以及110kV系統(tǒng)）的回路中都要配備合適規(guī)格的避雷器。

（2）在110kV電壓等級的供電回路中避雷器需要在各個相上都裝設(shè)，因為該電壓等級的供電系統(tǒng)中每一相采取了分級絕緣方式。

5結(jié)語

綜上所述，變電站電氣一次設(shè)計是一項綜合性總體框架型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類設(shè)計。在設(shè)計過程中，需要工作人員掌握整體框架思路，并擁有大局觀，能夠從宏觀的角度來進行設(shè)計。同時，通過引進高新技術(shù)設(shè)備，運用創(chuàng)新型技術(shù)手段，可以進一步優(yōu)化電氣一次設(shè)計，以滿足廣大人民群眾對安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟性的需求。

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作者簡介：張衡求（1991-），男，湖南邵東人，助理工程師，本科，工作方向：電氣系統(tǒng)及其自動化。