110kv變電站電氣設(shè)計探討

摘要：110kv變電站電氣的一次系統(tǒng)設(shè)計是電力系統(tǒng)項目設(shè)計中的一個重要組成部分。要想做到110kv變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計的完美實現(xiàn)，除了有一份成功的變電站電氣設(shè)計方案之外，還需要注意諸如配電設(shè)備、電氣設(shè)備以及接線方式等方面的選擇問題，只有這樣，才能使變電站在實際的運行中獲得最大的效益，才能使變電站電力系統(tǒng)實現(xiàn)用電的安全性，才能最終確保電力系統(tǒng)較高的經(jīng)濟(jì)效益以及社會效益。

關(guān)鍵詞：110kv變電站;電氣設(shè)計;一次設(shè)計

1.110kv變電站電氣設(shè)計的基本原則

對于110kv變電站來說，對其進(jìn)行電氣設(shè)計的過程中需要遵循以下的原則：

1.1"首先，要把好電氣設(shè)備的選擇關(guān)。選擇的電氣設(shè)備必須要可以滿足變電站的運行、檢修、短路、過電壓等情況。同時在選擇電氣設(shè)備時，要考慮到變電站未來的發(fā)展需求，選擇質(zhì)量過硬的設(shè)備。在設(shè)備安裝前，要做好檢測工作，堅決禁止質(zhì)量不過關(guān)的產(chǎn)品進(jìn)入施工現(xiàn)場。

1.2"在選擇設(shè)備的過程中，要按照環(huán)境的條件來校驗，南方地區(qū)雨水多，濕氣大，為了保證設(shè)備在運行過程中的安全性和穩(wěn)定性，必須要做好設(shè)備的防潮和防水工作。即使雨水不多，防潮和防水工作也要做，在運輸過程中不保不會下雨。此外，對于設(shè)備的選擇必須要遵循設(shè)備先進(jìn)、性價比高的原則，如果設(shè)備落后，不僅難以保證電網(wǎng)的正常運轉(zhuǎn)，也會在一定程度上增加故障的發(fā)生率，也會增加相應(yīng)的維修費用。

1.3"盡量減少設(shè)備的品種，如果選用新產(chǎn)品，必須要做好相應(yīng)的檢測工作，確保新產(chǎn)品的性能能夠符合標(biāo)準(zhǔn)要求，如果工程為擴(kuò)建工程，那么就必須要使用與舊設(shè)備相同型號的新設(shè)備，從根本上降低故障的發(fā)生率。

2.110kv變電站電氣設(shè)計

2.1"高壓配電裝置的選擇

110kv變電站在高壓配電裝置中所采用的布置形式有兩種，即屋外布置和屋內(nèi)布置。屋外設(shè)置有三種類型：屋外中型布置、屋外半高型布置和屋外高型布置。屋外中型布置在屋外設(shè)置較為清晰，造價相對較低且運行較為可靠，它是將所有的電氣設(shè)備都安裝在地面設(shè)備支架上。母線下不布置設(shè)備;屋外半高型布置能夠減少配電裝置之間的跨度，但是卻在布線時增加了線路的面積，對于進(jìn)出線回路較少的變電站較不適用。它是把母線和母線之間進(jìn)行隔離，且將斷路器和電流互感器放置在母線升高的下方;屋外高型布置主要適用于雙母線的布置，是在母線和母線隔離的基礎(chǔ)上，將開關(guān)進(jìn)行上下重疊布置。以上三個方案中，屋外中型布置方式占地面積最大，但檢修維護(hù)條件較好;屋外高型布置、屋外半高型布置兩種方式均可節(jié)約土地，但操作條件比屋外中型配電裝置差，檢修上層設(shè)備不方便，且抗震能力比屋外中型配電裝置差。此外，對110kv及以上的配電裝置通過經(jīng)濟(jì)比較及布置要求，可采用屋外SF6氣體絕緣金屬封閉開關(guān)裝置（GIS）布置方案。

屋內(nèi)布置也分為三種情況：普通電器的屋內(nèi)布置、屋內(nèi)SF6氣體絕緣金屬封閉開關(guān)裝置（GIS）布置和110kv斷路器的屋內(nèi)布置。其中屋內(nèi)GIS布置由于其占地面積最小且投資成本最高，因此其使用范圍一般在城市的中心。

2.2"變壓器的選擇

變壓器是110kv變電站中較為重要的電氣設(shè)備之一，它的選擇對于變電站的安全、可靠、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運行有著至關(guān)重要的作用。

2.2.1"當(dāng)變電站符合以下條件中的任何一條時，均必須安裝至少兩臺以上的變壓器：其一，存在大量的一級負(fù)荷或者雖然屬于二級負(fù)荷但從安全角度考慮時;其二，季節(jié)性負(fù)荷變化較大的地區(qū);其三，幾種特定負(fù)荷較大的情況下，如動力電與站名共用變壓器、電源系統(tǒng)不接地、電氣裝置外露等等。

2.2.2"變壓器的臺數(shù)。在城網(wǎng)變電站中通常都配有兩臺或兩臺以上的主變，這是因為當(dāng)某一臺變壓器出現(xiàn)故障時，可以將其上的負(fù)荷轉(zhuǎn)移到另一臺變壓器上，以確保電力系統(tǒng)能夠正常供電。對于110kv變電站而言，在滿足相同供電能力以及供電可靠性的前提下，應(yīng)當(dāng)安裝幾臺變壓器更為合理，則需要按照該區(qū)域的具體供電條件、負(fù)荷性質(zhì)、運行方式等等進(jìn)行確定，同時還需要考慮經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性這兩大原則：其一，確定主變?nèi)萘?。在總?fù)荷一定時，當(dāng)停止其中某一臺變壓器，要求供電能力保持不變;其二，變壓器自身的容量上限;其三，變壓器的實際占地面積。由于110kv變電站多位于市區(qū)，而市區(qū)本身面積比較有限，為此，節(jié)約變壓器的占地面積就顯得尤為重要。而安裝三臺變壓器顯然要比兩臺占地面積大;其四，設(shè)備投資。當(dāng)采用高壓有斷路器的接線方式時，通常都會使用SF6斷路器，而采用T接線方式或是線路變壓器組接線方式時，則需要建設(shè)出線間隔，這樣一來投資勢必會有所增大;其五，短路電流水平。當(dāng)變壓器單臺容量提高以后，勢必會使低壓側(cè)的短路容量有所增大，這樣一來就會給10kv配電設(shè)備的選型帶來一定的困難。為此，當(dāng)變壓器容量較大致使10kv配電無法選用輕型設(shè)備時，應(yīng)采取限制短路電流的措施;其六，變壓器成本。選用兩臺變壓器與三臺變壓器所需的總?cè)萘恳鄬^多，但總體投資卻所差無幾。若是以兩臺主變和三臺主變兩種方案為例，兩臺變壓器的方案要比三臺占地面積小很多，并且投資成本和運行維護(hù)費用也都低得多，同時容載比較大、電網(wǎng)適應(yīng)能力強(qiáng)，優(yōu)越性非常明顯。但需要注意的是，隨著城市的不斷發(fā)展，用電密度勢必會有所增加，加之為了進(jìn)一步提高變電站運行的安全性和靈活性，110kv變電站的電氣設(shè)計上，應(yīng)當(dāng)采用三臺主變，這是變電站一次電氣設(shè)備設(shè)計的必然趨勢。所以，在設(shè)計時，設(shè)計三臺主變，兩臺投運一臺備用。備用的主變把和它相關(guān)的場地設(shè)計好，以便將來擴(kuò)建。

2.3"主接線方式的選擇

在110kv變電站電氣設(shè)計上，接線方式不需要采用較為復(fù)雜的主接線。復(fù)雜的主接線方式的運用雖然能夠保證變電站的供電可靠性，但是不足之處也是顯而易見的，接線方式較為復(fù)雜、運行操作過于頻繁、檢修維護(hù)量大、投資成本大、占地面積多等等。在110kv變電站電氣設(shè)計中，應(yīng)當(dāng)按照實際負(fù)荷性質(zhì)、電氣設(shè)備特點、變壓器負(fù)載率以及上級電網(wǎng)強(qiáng)度等等因素確定主接線方式。通常情況下，變電站高壓側(cè)的主接線方式可采用內(nèi)橋接線或線路與變壓器組接線這兩種方式。

2.3.1"內(nèi)橋接線屬于終端變電站最為常用的一種主接線方式，其優(yōu)點：斷路器數(shù)量少、線路故障操作簡便、系統(tǒng)接線清晰、保護(hù)配置與整定簡單。當(dāng)送電線路出現(xiàn)問題時，僅僅需要將故障位置的斷路器斷開便可以切除故障區(qū)段，不影響整體線路的運行。為此，建議110kv電氣設(shè)計應(yīng)當(dāng)盡量采用內(nèi)橋主接線的方式，這樣有利于提高系統(tǒng)的供電可靠性。

2.3.2"線路與變壓器組接線。這是一種比較簡單的接線方式。僅需在變電站低壓側(cè)進(jìn)行轉(zhuǎn)移負(fù)荷操作就能保證負(fù)荷正常用電，并且對相鄰變電站基本無任何影響。

3.結(jié)語

110kv變電站電氣的設(shè)計是一個系統(tǒng)、綜合的工程，也是電力系統(tǒng)設(shè)計過程中的核心工作之一。要做好110kv變電站電氣設(shè)計的工作，除了要設(shè)計科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆桨敢酝?，還要做好接線方式、配電器以及電氣設(shè)備等因素的選擇問題。只有將完美的設(shè)計方案與完美的設(shè)備相結(jié)合，才能令變電站在實際運行的過程中收到最好的效果，才能在最大程度上降低設(shè)備運行過程中的維護(hù)費用，進(jìn)而保證電力系統(tǒng)運行的設(shè)計效益和經(jīng)濟(jì)效益。

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