探析有關(guān)110kV變電站的電氣一次設(shè)計(jì)

【摘要】隨著國家不斷加大對電力事業(yè)的投入力度，110kV變電站作為電力系統(tǒng)中的重要組成部分，同時(shí)110kV變電站是眾多變電站中最為常見的一種。而人們生活水平與質(zhì)量的提高使其對供電質(zhì)量也提出了更高的要求。110kV變電站的電氣一次設(shè)計(jì)直接關(guān)系著110kV變電站的正常運(yùn)行，基于此，本文以《探析有關(guān)110kV變電站的電氣一次設(shè)計(jì)》為題，進(jìn)行了分析與探討。

【關(guān)鍵詞】110kV變電站；電氣一次設(shè)計(jì)；準(zhǔn)備工作

110kV變電站工程是一項(xiàng)技術(shù)含量高、資金投入量大且極為復(fù)雜的系統(tǒng)工程，而110kV變電站的電氣一次設(shè)計(jì)又直接關(guān)系著變電站的正常運(yùn)行，所以對110kV變電站的電氣一次設(shè)計(jì)進(jìn)行分析探討顯得非常有必要。因此，作為新時(shí)期背景下的設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行110kV變電站的電氣一次設(shè)計(jì)時(shí)，必須充分認(rèn)識到變電站的重要性，并根據(jù)實(shí)際情況確保110kV變電站的電氣一次設(shè)計(jì)是科學(xué)合理且可行性較高的，從而變電站的正常運(yùn)行奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1、110kV變電站的重要性

110kV變電站工程是一項(xiàng)技術(shù)含量高、資金投入量大且極為復(fù)雜的系統(tǒng)工程，所涉及的設(shè)備也是先進(jìn)且精密程度和自動化程度都很高的。變電站的作用就是對高壓電能和低壓電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換。為了使變電站能夠遠(yuǎn)距離傳輸電能并有效降低線路損耗，部分變電站還會采取升高發(fā)電廠發(fā)車電壓的措施。110kV變電站是眾多變電站中最為常見的一種，這主要是因?yàn)?10kV的電壓是當(dāng)前我國的電力用戶中是應(yīng)用數(shù)量最多、分布最廣的一種電壓。此外，變電站的經(jīng)濟(jì)性、可靠性、靈活性直接影響著變電站的正常運(yùn)行及相關(guān)效益。

2、110kV變電站一次電氣設(shè)計(jì)探析

2.1分析110kV變電站一次電氣設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作

在進(jìn)行變電站電氣一次設(shè)計(jì)工作前，設(shè)計(jì)人員應(yīng)多與變電站建設(shè)單位進(jìn)行溝通聯(lián)系，充分了解所設(shè)計(jì)變電站的要求特點(diǎn)以及詳細(xì)的掌握設(shè)計(jì)原始資料與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。在設(shè)計(jì)時(shí)必須充分明確設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)原則，并深入施工現(xiàn)場進(jìn)行勘察，以便確保掌握的資料與數(shù)據(jù)的正確性，而后結(jié)合相關(guān)規(guī)定對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行可行性研究，確保設(shè)計(jì)作品充分符合相關(guān)規(guī)章程序與規(guī)范要求。通過對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行可行性研究，能夠?yàn)樽冸娬竟こ添?xiàng)目的核準(zhǔn)提供重要的技術(shù)依據(jù)[2]。

2.2合理選擇配電裝置

通常情況下，110kV變電站中高壓配電裝置的布置形式主要能分為兩種，分別是屋內(nèi)布置與屋外布置。其中屋外設(shè)置又能夠分成三種類型，分別是屋外中型布置、屋外高型布置和屋外半高型布置。屋外中型布置設(shè)置經(jīng)濟(jì)適用，簡單清晰且可靠性較高，其原理就是在地面設(shè)備支架上安裝好電氣設(shè)備，不在母線下面布置設(shè)備；屋外高型布置多布置在雙母線的情況下，該情況下母線與母線應(yīng)適當(dāng)隔離，而后采用上下重疊的方式布置開關(guān)；屋外半高型布置具有縮短配電裝置跨度，增加布線線路面積的特點(diǎn)，不適用于進(jìn)出線回路少的變電站，其原理是將布置的雙母線進(jìn)行隔離，并在母線升高的下放布置斷路器和電流互感器。

2.3合理選擇變壓器

2.3.1變電站負(fù)荷條件考慮

變電站變壓器的選擇必須充分考慮其符合條件，以此確保選擇的變壓器能夠充分滿足變電站負(fù)荷。且對于變電站以下負(fù)荷情況，應(yīng)最少安裝兩臺或以上的變壓器：第一，存在大量一級負(fù)荷；第二，該地區(qū)季節(jié)性負(fù)荷變化較大；第三，一些特殊負(fù)荷情況，例如電氣裝置外露、電源系統(tǒng)不接地等情況。

2.3.2變電站臺數(shù)配置

在11110kV變電站中一般都會配置兩臺或以上的變壓器，一臺正常運(yùn)行另一臺作為備用，這樣的話如果一臺變壓器發(fā)生故障，那么就會啟動作為備用的另一臺變壓器，以便做到以防萬一，確保供電正常。究竟110kV變電站配置多少臺變壓器才算合理，這就需要對110kV變電站所供電區(qū)域的供電條件、運(yùn)行方式、負(fù)荷性質(zhì)等進(jìn)行確定，同時(shí)充分考慮經(jīng)濟(jì)性與技術(shù)性原則，從而在符合該區(qū)域供電能力和供電質(zhì)量的前提下合理確定變壓器臺數(shù)。

2.4合理選擇接線方式

在110kV變電站設(shè)計(jì)中，為了確保變電站的正常運(yùn)行以及供電質(zhì)量，通常會采用比較復(fù)雜的主接線方式。而復(fù)雜的主接線方式雖然在一定程度上確保了變電站的正常運(yùn)行以及供電質(zhì)量，但是也存在明顯的不足之處，在現(xiàn)代110kV變電站電氣設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)變電站的實(shí)際負(fù)荷性質(zhì)、變壓器負(fù)載率、電氣設(shè)備特點(diǎn)以及電網(wǎng)強(qiáng)度等情況來合理確定接線的方式。

3、電氣一次設(shè)計(jì)中對變電站智能化的要求

目前的新建110kV變電站都是智能變電站，主要包含了智能變壓器、智能GIS設(shè)備以及智能避雷器。以下筆者以智能變壓器為例，就電氣一次設(shè)計(jì)中對變電站智能化的要求作出以下分析。

3.1智能變壓器的參數(shù)類別

智能變壓器的參數(shù)類別主要分為以下三點(diǎn)：一是溫度；二是輔助設(shè)備報(bào)警；三是有載調(diào)壓開關(guān)。

3.2智能變壓器的在線監(jiān)測參數(shù)

智能變壓器的在線監(jiān)測參數(shù)主要分為以下幾點(diǎn)：首先，從溫度來看，主要有頂部的油溫、環(huán)境溫度和每個(gè)繞組的熱點(diǎn)溫度以及冷卻器的進(jìn)出口溫度；其次從輔助設(shè)備報(bào)警來看，主要有壓力的突變、油溫的高低、氮?dú)獾膲毫σ约巴咚箞?bào)警；最后，從有載調(diào)壓開關(guān)來看，主要有檔位指示、檔位換擋記數(shù)、溫差監(jiān)視、油位高低、切換電流能量記錄和驅(qū)動電機(jī)能量變化。

3.3智能變壓器的自動控制功能

智能變壓器的自動控制功能主要有2點(diǎn)：一是智能變壓的在線專家系統(tǒng)應(yīng)具備冷卻自動控制功能，基于頂部油溫、變壓器負(fù)荷、環(huán)境溫度、變壓器熱能模型以及冷去系統(tǒng)狀態(tài)對智能變壓器本體進(jìn)行冷卻控制；二是智能變壓的在線專家系統(tǒng)應(yīng)具備有載調(diào)壓開關(guān)的全功能控制、內(nèi)置變壓器并聯(lián)運(yùn)行控制功能，采用環(huán)流，元功分享，主從和反極性電抗控制方式。

3.4智能變壓器的診斷評估功能

智能變壓器的診斷評估功能主要有5點(diǎn)：一是預(yù)測過載時(shí)限和過載能力；二是計(jì)算繞組的熱點(diǎn)溫度，冷卻風(fēng)扇的智能控制；三是計(jì)算變壓器絕緣壽命損失；四是為調(diào)壓開關(guān)的維護(hù)提供觸頭磨損預(yù)測提示；五是每個(gè)觸頭和調(diào)壓開關(guān)的操作次數(shù)記錄有助于預(yù)測維護(hù)。

3.5智能變壓器的通訊功能

智能變壓器的通訊功能主要有2點(diǎn)：一是智能變壓器應(yīng)具有網(wǎng)絡(luò)功能數(shù)字接口，控制功能與監(jiān)測功能都必須依托于數(shù)字接口，控制命令和狀態(tài)信息通過過程總線GOOSE進(jìn)行傳輸，狀態(tài)監(jiān)測所需采樣值必須通過網(wǎng)絡(luò)獲??；二是采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格：IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)，必須具備和站控層及間隔層設(shè)備無縫的通訊功能。

4、結(jié)語

綜上所述，110kV變電站是一種最為常見的類型的變電站，加大對110kV變電站的建設(shè)投入力度，對社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人們生產(chǎn)生活有著巨大的推動作用，而110kV變電站電氣一次設(shè)計(jì)又直接關(guān)系著變電站的正常運(yùn)行及供電質(zhì)量，因此，鑒于其重要性，必須做好110kV變電站電氣一次設(shè)計(jì)工作，這樣還有助于進(jìn)一步促進(jìn)我國電力事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。