110kV變電站配電設(shè)備設(shè)計(jì)及配置研究

孫苑

摘 要：我國進(jìn)入經(jīng)濟(jì)變革的新時(shí)代，電力資源被廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域中。與此同時(shí)，對電力資源需求量的不斷增加也促進(jìn)了電力行業(yè)的發(fā)展。變電站是我國配電系統(tǒng)中不可或缺的組成元素，若想確保110kV線路的安全運(yùn)行，有效地為企業(yè)生產(chǎn)與居民工作生活提供電能，則應(yīng)對變電站的配電設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，強(qiáng)化配電配置。

關(guān)鍵詞：110kV；變電站；配電設(shè)備；配電配置

中圖分類號：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

在科技發(fā)展日新月異的背景下，智能電網(wǎng)作為將高新技術(shù)融合為一體的電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，對電壓變化以及電網(wǎng)的有序運(yùn)行起著決定性作用，并且現(xiàn)階段其已經(jīng)成為我國電力系統(tǒng)的首要發(fā)展方向。110kV智能變電站具有一定的開放性，內(nèi)部結(jié)構(gòu)是多層級結(jié)構(gòu)的分層式系統(tǒng)，主要結(jié)構(gòu)為：過程層、間隔層以及站控層。110kV變電站相較于傳統(tǒng)變電站，增加了許多新型設(shè)備，若想提升變電站的實(shí)際效用，應(yīng)對變電站配電設(shè)備設(shè)計(jì)以及配置進(jìn)行深入的探究。

1 分析110kV變電站的主變壓器設(shè)計(jì)與配置

選擇與設(shè)計(jì)主變壓器是保證變電站正常運(yùn)行的前提，其關(guān)系到變電站的安全與高效性。下面對變電站主編器的選擇進(jìn)行深入探究：

1.1 確定主變壓器的臺數(shù)

在110kV變電站中，變壓器是一種至關(guān)重要的電力設(shè)備，主要以功率變換的形式，縮減供電費(fèi)用、降低供電過程中的能源消耗，完成遠(yuǎn)距離配電的目的。故此，在對110kV變電站配電設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)明確主變壓器的實(shí)際臺數(shù)以及配置情況。就現(xiàn)階段我國城鄉(xiāng)輸配電的運(yùn)行狀況而言，110kV配電開始逐漸向35kV、10kV線路轉(zhuǎn)換功率，主要目的在于強(qiáng)化變電站供電的穩(wěn)定性以及可靠性，避免變電站主變壓器發(fā)生故障而導(dǎo)致用戶用電出現(xiàn)問題。變電站的主變壓器通常有兩臺設(shè)置，可以互為備用，有效避免了因線路故障或者線路檢修致使供電異常的現(xiàn)象發(fā)生。與此同時(shí)，一些一次變電站或者大型專用變電站通常應(yīng)安裝3臺主變壓器。一般來講，就配置模式的接線網(wǎng)絡(luò)而言，這3臺主變壓器較為復(fù)雜，并且在實(shí)際安裝中，對維修技術(shù)、施工技術(shù)以及技術(shù)能力等要求較高，故此，在常用的單一變電站以及小型變電站中，主要以兩臺主變壓器為主要設(shè)置方式。

1.2 確定主變壓器的實(shí)際容量

在110kV變電站中，若想確定主變壓器容量，應(yīng)充分考慮到滿足正常變壓、負(fù)荷等因素，將其調(diào)整向上浮15%以上的容量空間，便于應(yīng)對臨時(shí)增加負(fù)荷的需求。主變壓器容量的實(shí)際大小，是由變電站所帶負(fù)荷形式以及電網(wǎng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)兩個(gè)元素所決定的。通常來說，一些相對重要的變電站，應(yīng)提前做好防范措施，一旦其中任意一臺變壓器停止運(yùn)行，則另外的變壓器的容量、負(fù)荷等在一定的時(shí)間范圍內(nèi)能夠滿足一級負(fù)荷、二級負(fù)荷的實(shí)際需求。一臺普通的變電站，應(yīng)確保一臺主變壓器停止運(yùn)行，則別的主變壓器可以提供電負(fù)荷的80%的用電需求。舉例而言，如果用電負(fù)荷為80%以上，但因?yàn)橹髯儔浩鞯氖鹿蔬^載負(fù)荷能力通常控制為45%左右，所以就算其中一臺主變壓器出現(xiàn)問題停止運(yùn)行，另一臺主變壓器也能夠確保絕大多數(shù)以上用戶的供電需求。此外，應(yīng)著重控制主變壓器的容量級別數(shù)量，確保容量級別的系列化以及標(biāo)準(zhǔn)化。針對主變壓器的容量計(jì)算，可引用如下的公式：

S=0.8×（S1+S2+S3+Sn……）

在這一公式中，S主要表示主變壓器的容量，而公式中的S1、S2、S3分別表示35kV、10kV等變壓器另一端的實(shí)際負(fù)荷。

1.3 選擇主變壓器的形式

對主變壓器形式的選擇，應(yīng)對繞組數(shù)、主變冷卻方式、連接組別、主變調(diào)壓方式、主編冷卻方式以及主變相數(shù)等因素進(jìn)行綜合衡量。通常情況下，變電站主變壓器的設(shè)計(jì)方式是運(yùn)用單相線或者三相線，如果變電站規(guī)模較大便選擇單相，如果變電站規(guī)模較小則選擇三相。針對繞組數(shù)的選擇，在110kV變電站實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，如果通過變電站主變壓器的側(cè)繞組功率超過總?cè)萘康?0%時(shí)，可以運(yùn)用三繞組變壓器，按照施工工程實(shí)際要求、施工條件情況等合理地選擇普通三繞組變壓器、自耦變壓器以及分裂變壓器等。對變壓器主變電站的電壓的控制，主要是以分接頭開關(guān)進(jìn)行的，主要分為載調(diào)壓以及無激磁調(diào)壓兩種形式，我國國內(nèi)通常將Y連接形式運(yùn)用于110kV變電站主變壓器繞組中。

除此之外，還應(yīng)該著重考慮冷卻系統(tǒng)，假若出現(xiàn)故障情況，應(yīng)控制主變壓器可以通過的負(fù)荷大小。根據(jù)我國電氣工程設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)定，一旦主變壓器的冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)問題，并且空氣溫度為1℃時(shí)，則電壓允許通過的時(shí)間應(yīng)控制在16h以內(nèi)；而如果當(dāng)空氣溫度為10℃時(shí)，則電壓允許通過的時(shí)間不能超過7h，如若不然，一旦運(yùn)行超過允許范圍，則會(huì)導(dǎo)致主變壓器被燒壞的情況發(fā)生。因此，工作人員應(yīng)著重于對冷卻系統(tǒng)的關(guān)注，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患，確保主變壓器的正常運(yùn)行。

2 優(yōu)化110kV配電設(shè)備的設(shè)計(jì)與配置

2.1 設(shè)計(jì)與選擇斷路器

在110kV變電站的實(shí)際運(yùn)行中，斷路器作為一種電器設(shè)備，能夠?qū)Ω邏夯芈愤M(jìn)行保護(hù)與控制，是確保變電站線路正常運(yùn)作的首要前提。從變電站配電成本及維修為基本出發(fā)點(diǎn)，對110kV變電站斷路器的最佳選擇就是同一個(gè)廠家，同一個(gè)型號的設(shè)備。這樣一方面能夠有效縮減備用件的種類選擇，另一方面可以便于日常維護(hù)與檢修等。配電人員對于斷路器的選擇，應(yīng)按照變電的熱穩(wěn)定電流、額定電流、動(dòng)穩(wěn)定電流、分側(cè)的額定電壓等因素，對額定開斷電流進(jìn)行設(shè)計(jì)與確定。在選取110kV變電站斷路器之前，應(yīng)保證斷路器本身具有較短的分?jǐn)鄷r(shí)間、較強(qiáng)的短路功能、動(dòng)穩(wěn)定性、絕緣性以及熱穩(wěn)定性等特點(diǎn)，以便于確保變電站運(yùn)行的安全性、可靠性、高效性等。在具體實(shí)踐中，我國110kV變電站斷路器通常會(huì)選用耐用性強(qiáng)、絕緣性能好以及體積相對較小的六氟化硫斷路器，這一斷路器本身的滅弧能力較強(qiáng)，更易于工作人員開展維護(hù)工作與檢修工作。

2.2 合理選擇隔離開關(guān)及電壓主線

在變電站中，隔離開關(guān)所起到的作用是對電源進(jìn)行隔離，有效控制110kV高壓線路，應(yīng)確保隔離開關(guān)斷開之后有足夠的斷開距離、明顯的斷開點(diǎn)。除此之外，還應(yīng)該具備優(yōu)質(zhì)的機(jī)械強(qiáng)度、動(dòng)穩(wěn)定性以及熱穩(wěn)定性等，并且安裝于開關(guān)相匹配的連鎖機(jī)構(gòu)。針對110kV電壓主線而言，通常運(yùn)用的材料是軟導(dǎo)體導(dǎo)線，其中，應(yīng)用范圍相對較廣泛的便是加強(qiáng)型的鋼芯鋁絞線，工作人員還應(yīng)該按照檢查的實(shí)際情況對電暈進(jìn)行檢驗(yàn)。

結(jié)語

總而言之，我國110kV變電站的設(shè)備優(yōu)化設(shè)計(jì)與配置是保證供電系統(tǒng)正常運(yùn)作的必要前提。怎樣強(qiáng)化110kV變電站線路、設(shè)備的設(shè)計(jì)，與變電站的用電情況以及負(fù)荷有著直接的聯(lián)系。在對主要配電運(yùn)行設(shè)備。主變壓器等進(jìn)行設(shè)計(jì)與配置的過程中，應(yīng)該強(qiáng)化防雷保護(hù)、合理布設(shè)配電裝置、科學(xué)選擇互感器等，有效降低安全事故的發(fā)生，維護(hù)110kV變電站的正常運(yùn)行，推動(dòng)110kV變電站的長足發(fā)展。

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