淺談110kV變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)

馬瑞

摘 要：近年來，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，社會(huì)群眾對用電需求提出了更高的要求，電力事業(yè)也有了前所未有的發(fā)展，電力網(wǎng)絡(luò)規(guī)模在東中西部地區(qū)大面積展開，電力設(shè)備無論是在安全性還是用電保障上也有了實(shí)質(zhì)性的突破，然而，伴隨變電站產(chǎn)生的用電安全事故還是時(shí)有發(fā)生。在電力系統(tǒng)接線組成中，變電站電氣主接線是其中的重要組成部分，主接線是否正常，很大程度上關(guān)系著整個(gè)電力系統(tǒng)的安全、靈活、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基本情況，甚至影響變電站電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置等。

關(guān)鍵詞：110kV；變電站；電氣；一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TM645 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）22-0154-01

供電公司一方面完善各類供電設(shè)備設(shè)施，清理各種安全隱患，另一方面則不斷引進(jìn)新的電力設(shè)備，整體上來說，供電的安全性有了切實(shí)的保障。然而，伴隨著社會(huì)整體用電需求的增加，以及用電設(shè)備老舊、老化等原因的存在，不同性質(zhì)的用電事故還是時(shí)有發(fā)生。本篇文章主要是圍繞110kV變電站電氣的一次設(shè)計(jì)展開描述，對變電站電氣主接線的概念進(jìn)行了解釋，為深入推進(jìn)各種類型的用電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及改造創(chuàng)造了條件，對清理供電安全上的各類隱患大有裨益。

1 變電站電氣主接線基本定義

變電站電氣主接線涵蓋的內(nèi)容較多，有普通的變壓器、斷路器或者其他的避雷設(shè)施等，這些都屬于主接線的范疇。這些設(shè)備需要按照一定的順序進(jìn)行有機(jī)的連接，從而形成一種安全的閉合線路，這樣做的目的主要是對電能進(jìn)行匯集及相關(guān)的分配等。雖然影響電氣主接線的因素非常多，例如，用電設(shè)備的型號(hào)、電壓、天氣情況、主接線方案等都會(huì)產(chǎn)生影響，但是，起決定性影響作用的則是主接線方案，在方案設(shè)計(jì)上，需要充分考慮變電站的各種規(guī)劃，將需要規(guī)避和重視的因素囊括在方案設(shè)計(jì)中，還得對主接線在變電站系統(tǒng)中承擔(dān)何種任務(wù)進(jìn)行考慮，需要考慮的內(nèi)容比較多，涉及到的項(xiàng)目也非常復(fù)雜。從某種意義上說，主接線方案直接決定了變電站的整體規(guī)模，該方案把變電站需要考慮的各個(gè)項(xiàng)目、環(huán)節(jié)都涉及到，如果方案是正確的且運(yùn)行正常，那么，可以說變電站系統(tǒng)整體上也會(huì)安全、穩(wěn)定、正常的運(yùn)行。同時(shí)，主接線方案還會(huì)影響電氣設(shè)備、布置配電裝置等許多方面，所選擇的設(shè)備、裝置等都需要與主接線方案銜接起來，只有這樣，才能最大限度的減少變電站在實(shí)際運(yùn)行后各種安全事故的發(fā)生。這就需要對電氣主接線方案是否合理進(jìn)行反復(fù)的研究，修改其中不完善之處，確保方案的不斷優(yōu)化和正確，這樣能很多處理不同環(huán)節(jié)、不同項(xiàng)目之間的關(guān)系，全面分析有關(guān)影響該方案實(shí)行的相關(guān)因素、技術(shù)及投入成本等。

2 主接線的設(shè)計(jì)

在進(jìn)行主接線方式設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要充分考慮各種元素之間的關(guān)系，只有這樣才能保證主接線方式準(zhǔn)確、完整，也才能為避免相關(guān)事故創(chuàng)造條件。

（1）在系統(tǒng)中，變電站起到關(guān)鍵作用，是所有軟硬件設(shè)施的所在地，這就要求各類變電設(shè)備、裝置等必須符合變電站的環(huán)境要求。（2）在方案設(shè)計(jì)上，有的時(shí)候考慮不全面，單純考慮當(dāng)下，沒有將變電站今后可能的變化考慮其中，這就使得方式在設(shè)計(jì)上比較狹隘，因此，方式設(shè)計(jì)必須把宏觀和微觀、當(dāng)下和今后結(jié)合進(jìn)來，盡可能為未來的發(fā)展變化留足空間。（3）充分考慮主電線和變電站今后負(fù)荷的大小，結(jié)合周邊城區(qū)建設(shè)、工礦企業(yè)建設(shè)等，將最大電荷承載考慮到位，妥善應(yīng)對不同季節(jié)的用電峰值，同時(shí)，還需要考慮出線回?cái)?shù)對主接線的影響。（4）需要考慮備用容量的有無和大小可能對主接線帶來的影響，這就要求先計(jì)算出基本的負(fù)荷，根據(jù)負(fù)荷選出主變壓器，然后根據(jù)經(jīng)濟(jì)型、可靠性和靈活性三個(gè)基本要求確定110kV采用單母線分段等不同的電氣主接線形式。

3 一次設(shè)計(jì)中高壓配電裝置的選擇

110kV變電站高壓配電裝置中一般采用的布置形式主要是屋內(nèi)布置和屋外布置兩種。當(dāng)前，在中國電力市場上，有三種常見的屋內(nèi)布置方式：安裝普通電器的屋內(nèi)布置、SF6全封閉組合電器的屋內(nèi)布置、110kV斷路器的屋內(nèi)布置，這三種方式的最終選擇需要考慮變電站、主接線方案等多種元素，通過選取合適的配電裝置，能最大限度的保證供電安全，規(guī)避各種風(fēng)險(xiǎn)安全事故的發(fā)生。從總的占地面積、基本的投資成本來看，屋內(nèi)布置的前兩種方式是基本相同的，110kV斷路器的屋內(nèi)布置在占地面積上則是最小的，由于占用空間小，就可以定期開展各種類型的安全維護(hù)，且維護(hù)的角度全面，相對其他兩種方式，維護(hù)方便，但是，它的實(shí)際維護(hù)成本是較高的，因此，在國內(nèi)的使用率并不高，尤其是在中心部地區(qū)、農(nóng)村地區(qū)，該種方式采用非常少，如果有使用的，則主要是在北京、上海等其他用地非常緊張的大中城市，相比居高位的地價(jià)，該方式的價(jià)格還是比較容易接受的。按照當(dāng)前業(yè)內(nèi)流行的分類標(biāo)準(zhǔn)，屋外布置和屋內(nèi)布置也一樣，也可以從三個(gè)方面進(jìn)行分類，包括屋外中型布置、屋外半高型布置、屋外高型布置。在三種分類中，屋外中型布置比較特殊，主要是指將所有的電氣設(shè)備都安裝在母線上，安裝位置較安裝在支架上要高，所以清晰度非常好，使母線與所有的電氣設(shè)備都互聯(lián)互通，在實(shí)際運(yùn)行過程中可靠性也有了保障，從而代替都安裝在地面的設(shè)備支架上，可以減少一定的支架安裝費(fèi)用開支，也可以減少過度分散安裝帶來的問題隱患。屋外半高型布置的特點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)了母線和母線之間的相互分離，以往母線承載的壓力非常大，但是通過這樣的布設(shè)，就將母線承載的壓力進(jìn)行一定的分流，并在母線升高的下方將斷路器以及電流互感器等一些設(shè)備直接布置在此即可。這種類型的屋外布置方式有一個(gè)非常明顯的特點(diǎn)，就是配電裝置之間的跨度被非常明顯的減少了，這是其他的屋外布置方式所不能相比的，這種方式使用的人力、物力和財(cái)力都比較小，這種方式方便了對相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行集中管理，也減少了一定的費(fèi)用開支，但是，由于這些線路間隔不能合并，就使得線路增大了橫向面積，該類型布置適合進(jìn)出線回路較多的變電站，在中西部地區(qū)回路較少的變電站居多的地方采用率并不高。而對于高型屋外布置，這種類型的屋外布置則是指將母線與母線隔離，開關(guān)上下重疊而進(jìn)行的布置，該種類型的布置主要適合于雙母線的布置。

4 電氣設(shè)備典型的接線方式

在110kV的變電站電氣設(shè)計(jì)中，主要考慮的就是終端變電站以及中間變電站。前者變電站則接近110kV變電站負(fù)荷中心，并在其中分為兩路進(jìn)線，從而將電能分配給低壓用戶，而實(shí)現(xiàn)這一分配的主要是通過兩臺(tái)主變來實(shí)現(xiàn)的。終端變電站的高壓側(cè)主接線形式有三種：單母線接線；內(nèi)橋接線以及線路變壓器組接線，對于單母線接線方式，主要是用在110kV變電站的高壓側(cè)主接線，且單母線分段的接線方式是在110kV變電站的低壓側(cè)主接線，其特點(diǎn)就是在供電上非常穩(wěn)定，實(shí)際操作起來也比較靈活，但是，相比其他的方式來說，在成本投入上一直是居高不下。對于內(nèi)橋接線方式，主要用在110kV變電站的高壓側(cè)主接線，單母線分段的接線方式則是用在110kV變電站低壓側(cè)主接線。雖然該種方式被普遍適用，但是這種方式也有非常明顯的不足之處，例如，供電不是非常穩(wěn)定，實(shí)際操作經(jīng)常出現(xiàn)問題，這些問題很容易引發(fā)電力方面的安全事故，而且靈活性不夠。

5 結(jié)語

110kV變電站電氣的一次設(shè)計(jì)相比其他的項(xiàng)目來說是非常復(fù)雜的，包括的環(huán)節(jié)多，涉及的內(nèi)容廣，在電力系統(tǒng)中占有非常重要的位置，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，需要充分考慮電氣設(shè)計(jì)方案、配電器選擇等，只有這樣才能確保設(shè)計(jì)的順利進(jìn)行，嚴(yán)防各類安全事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1]李莉平.淺析110/220kV變電站電氣一次主接線設(shè)計(jì)[J].通訊世界，2015，（23）：178-179.

[2]范清華.110kV變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2015，34（17）：18+22.