110kV變電站一次設(shè)計(jì)中相關(guān)要點(diǎn)分析

張輝

摘 要：本文簡要地介紹了變電站的重要性，從而進(jìn)一步針對變電站的一次設(shè)計(jì)中相關(guān)要點(diǎn)進(jìn)行了分析與研究，以供大家參考。

關(guān)鍵詞：變電站；一次設(shè)計(jì)；主接線設(shè)計(jì)；變壓器選擇；照明設(shè)置

1 引言

伴隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，用電量大幅度地增長。然而，在用電量不斷增加以及人們要求不斷提高的同時，人們對變電站的設(shè)計(jì)和使用提出了更高的要求，以最大程度地滿足人們的日常生活的需要，由此可見，變電站設(shè)計(jì)工作在電力供應(yīng)中發(fā)揮著重要的作用。因此，如何做好110kV變電站一次設(shè)計(jì)工作意義重大。

2 變電站的重要性

變電站是電力系統(tǒng)中變換電壓、接受電能并對之進(jìn)行分配、控制電力的流向以及調(diào)整電壓的電力設(shè)施。它是電網(wǎng)之間相互聯(lián)系的紐帶，通過變壓器將各級電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來，能夠?qū)㈦娔苓M(jìn)行變換和分配，它的安全可靠運(yùn)行之間關(guān)系到整個電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

變電站的主要作用就是在高低壓之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，有些變電站是將發(fā)電廠發(fā)車的電壓進(jìn)行升壓，這樣有利于電能遠(yuǎn)距離傳輸?shù)耐瑫r還能夠降低輸電時在線路上的損耗；其他一些變電站是將高壓轉(zhuǎn)換成低壓再傳輸給用戶端。

變電站中最重要的設(shè)施是變壓器，它能夠?qū)⒆冸娬窘邮艿母唠妷哼M(jìn)行變換，轉(zhuǎn)換成用戶使用的安全電壓。除了變壓器之外，變電站中的設(shè)備還有控制開閉電路的開關(guān)設(shè)備、互感器、母線、儀表、調(diào)度通信裝置、防雷保護(hù)裝置和繼電保護(hù)裝置等。

110kV 變電站是直接面向用戶的，因此其數(shù)量較多，分布也較廣。因此在對變電站進(jìn)行設(shè)計(jì)時應(yīng)考慮其經(jīng)濟(jì)性、靈活性 以及可靠性，這樣才能夠在某個區(qū)域內(nèi)減少變電站所在單位的投資，且能夠靈活地應(yīng)對各種停電需求和電網(wǎng)故障，還能夠提高該區(qū)域內(nèi)供電的可靠性。變電站能夠滿足各區(qū)域的需求，就能夠提高110kV變電站分布點(diǎn)的合理性以滿足社會發(fā)展的需求。根據(jù)上述對變電站重要性的分析，我們可以清晰地了解到，只有設(shè)計(jì)出符合某區(qū)域發(fā)展的變電站，即設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)、靈活、可靠的變電站，才能夠滿足各方面的用電需求。

3 110kV變電站一次設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 電氣主接線設(shè)計(jì)

目前主接線的設(shè)計(jì)一般比較復(fù)雜，這種復(fù)雜的主接線雖然可以保證供電的可靠性，但是其復(fù)雜的接線方式以及繁瑣的運(yùn)行操作等缺點(diǎn)也比較突出，同時這種主接線一旦發(fā)生故障將很難檢測，維護(hù)成為一個難題，并且其占地面積大、耗資多，所以針對以上問題，我們需要

在保證供電可靠的前提下，盡力簡化主接線。我們可以根據(jù)負(fù)荷的性質(zhì)、電氣設(shè)備的特點(diǎn)和變壓器負(fù)載率等因素進(jìn)行綜合考慮來確定變電站的主接線方式。

通常變電站高壓側(cè)多不用或少用斷路器的接線；最簡單的主接線方式是線路—變壓器組接線，高壓配電裝置只需要設(shè)置2個設(shè)備單元，具有接線簡單清晰的優(yōu)點(diǎn)，發(fā)生一條送電線路發(fā)生故障時，在低壓側(cè)作轉(zhuǎn)移負(fù)荷操作，仍能保證正常的用電，系統(tǒng)接線清晰，容易檢測和維修，節(jié)省人力物力和時間。

3.2 主變壓器選擇

在變壓器的選擇上，應(yīng)根據(jù)變電站的情況而定。如果變電站的季節(jié)性負(fù)荷較大，或者有大量的一級負(fù)荷或者二級負(fù)荷時，應(yīng)考慮安裝兩臺或以上的變壓器。如變電站可由中、低壓側(cè)電力網(wǎng)取得足夠容量的備用電源時，可裝設(shè)一臺主變壓器。在對變電站中變壓器臺數(shù)的確定時，應(yīng)根據(jù)該變電站中的具體指標(biāo)來進(jìn)行選擇，該指標(biāo)有主變的總?cè)萘?、變壓器制造容量的限制、變電站的占地面積以及對配電裝置的投資、對變壓器的投資、短路情況下的電流水平等，根據(jù)這些指標(biāo)可以確定變電所中對變壓器的數(shù)量選擇。一般情況下，城網(wǎng)110kV變電站的變壓器有兩臺或多臺，這樣能夠保證當(dāng)其中一臺變壓器出現(xiàn)故障停運(yùn)時，其余主變壓器的容量應(yīng)保證該站全部負(fù)荷的 70%，在計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷。

由于系統(tǒng)負(fù)荷不斷變化，各個變電站節(jié)點(diǎn)的電壓也隨之變化，在系統(tǒng)無功電力平衡的前提下，可以進(jìn)行電力系統(tǒng)的電壓調(diào)整。電力潮流變化大和電壓偏移大的變電站，如經(jīng)計(jì)算普通變壓器不能滿足電力系統(tǒng)和用戶對電壓質(zhì)量的要求時，應(yīng)采用有載調(diào)壓變壓器。

當(dāng)需限制110kV變電站主變壓器35kV側(cè)、10kV 側(cè)母線的短路電流時，可采用高阻抗變壓器。 為減少能源浪費(fèi)，在滿足將各電壓側(cè)短路水平限制在規(guī)定值的前提下，盡量不使用阻抗較高的變壓器，降低主變壓器的空載損耗（鐵損）及負(fù)載損耗（銅損）。

3.3 高壓配電裝置的布置

110kV變電站采取的布置形式主要包括屋外和屋內(nèi)兩種布置。屋外布置分為高型布置、中型布置以及半高型布置，這三者布置形式各有其特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)，其中高型布置是主要是對母線進(jìn)行隔離，上下重疊布置線路的開關(guān)，這種形式占地面積較小，但是具體操作比較困難，檢修工作難度系數(shù)大，并且抗震性能也比較薄弱；中型布置的占地面積較大，成本相對其他比較低，抗震性能好，但是工作人員的維修強(qiáng)度和難度比較??；半高型布置不太適用于回路較少的變電站，但是其可以在一定程度上將配電裝置的距離縮短，使布線的面積增大。

3.4 斷路器的選擇

選擇斷路器要考慮多方面的因素和指標(biāo)，這是l10kV變電站一次設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。選擇斷路器時最重要的標(biāo)準(zhǔn)是絕緣性能要好，因?yàn)楫?dāng)線路發(fā)生跳閘等突發(fā)狀況時，斷路器可以保證其絕緣，從而為檢修人員提供足夠的時間；同時斷路器還應(yīng)該是良好的導(dǎo)體，以保證電流較大時不會發(fā)生線路故障，如果發(fā)生電流短路，要有良好的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，避免發(fā)生火災(zāi)等危險；斷路器的機(jī)械壽命和電氣壽命應(yīng)該盡量選取較長者；體積和重量較小、結(jié)構(gòu)簡單的斷路器的安裝方法較為簡單，并且有利于檢測和維護(hù)，根據(jù)以上這些因素和變電站的具體要求選擇適合的斷路器。

3.5 消弧和過電保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)

消弧和過電保護(hù)裝置是一種在新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)下發(fā)展出的產(chǎn)品，它的主要作用是抵抗中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)弧光接地給電氣設(shè)備帶來的危害，從而保證10kV、35kV系統(tǒng)弧光接地過電壓和諧振過電壓不致造成危害。將此裝置加入到中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中后，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相弧光接地時，裝置可以在半分鐘之內(nèi)啟動，將立即熄滅掉故障點(diǎn)的電弧，同時對弧光接地過電壓起一定的限制；該裝置運(yùn)行以后，可以將電容電流連續(xù)通過的上限提高到200A以上，這樣可以允許用戶有一定的時間和條件快速完成負(fù)荷轉(zhuǎn)移，然后再進(jìn)行故障檢查和維修。

3.6 照明設(shè)置的設(shè)計(jì)

在屋外布置投光燈作為照明設(shè)施，以便于巡視時觀察；而屋內(nèi)的設(shè)備室內(nèi)多采用熒光燈、白熾燈的混合布置為照明設(shè)施。20kV的開關(guān)室通常選擇熒光燈。

事故照明都采用應(yīng)急燈或者白熾燈，因?yàn)槠錁?biāo)志比較明顯，易于發(fā)現(xiàn)，通常各個室內(nèi)均需要設(shè)置事故照明，例如電容器室、二次設(shè)備室以及20kV開關(guān)室，事故照明的白熾燈電源來自于直流屏。對變電站的照明設(shè)施進(jìn)行設(shè)計(jì)時要考慮周全，正常運(yùn)行情況下所需照度要和安裝以及發(fā)生故障檢修所需要的照度分開設(shè)置，并且還要符合工業(yè)監(jiān)視的標(biāo)準(zhǔn)和要求，盡量選擇壽命長的節(jié)能燈設(shè)備。

4 結(jié)束語

綜上所述，在110kV變電站一次設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)合理選擇電氣主接線、變壓器、斷路器以及消弧和過電保護(hù)裝置，在滿足用戶的用電需求，保證供電的可靠性的前提下，靈活選擇和盡量優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，以滿足各方面的用電需求。本文通過對110kV變電站的重要性及設(shè)計(jì)中的相關(guān)要點(diǎn)分析，旨在為了不斷提高變電站設(shè)計(jì)水平，確保變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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