城市110kv變電站電氣一次設(shè)計(jì)探討

揭紅兵

摘要：變電站保障該地區(qū)可以穩(wěn)定電能供給的裝備設(shè)備，因此一旦在變電站當(dāng)中的核心機(jī)組設(shè)備出現(xiàn)一定的故障問題，就會(huì)直接導(dǎo)致該地區(qū)的電能受到嚴(yán)重的影響。因此，本文就基于當(dāng)下城市110kV變電站，進(jìn)行電氣一次設(shè)計(jì)方面的研究，以此為相關(guān)領(lǐng)域的研究人員提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：變電站;電氣一次設(shè)計(jì);拉合閘;電纜

引言：伴隨著人們生活水平的不斷提升，使得社會(huì)上對(duì)于電力方面的需求有著較高的提升，因此就需要在供電的過程中，讓電力系統(tǒng)有著較高的穩(wěn)定性與可靠性，提升電力供應(yīng)的整體質(zhì)量。為了實(shí)現(xiàn)這樣的目標(biāo)，就要科學(xué)合理地進(jìn)行電氣一次設(shè)計(jì)，進(jìn)而全面的保障電力設(shè)備的穩(wěn)定性。

1 110kV變電站的重要價(jià)值

在當(dāng)下進(jìn)行110kV變電站的設(shè)計(jì)中，是一種技術(shù)含量較高的工程項(xiàng)目，同時(shí)成本投入也相對(duì)比較高。在這個(gè)工程項(xiàng)目當(dāng)中，會(huì)涉及到大量的機(jī)械設(shè)備，同時(shí)使用的設(shè)備在精密程度上較高。變電站的運(yùn)行中，可以很好地將高壓電能轉(zhuǎn)變成低壓電能。其中，為了保障變電站可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的傳輸電能，就可以在設(shè)計(jì)的過程中，降低線路方面的電能損失。當(dāng)下110kV變電站，是眾多變電站當(dāng)中十分常見的一種電能裝置，以此成為我國主流的變電站設(shè)施，具備著較高的經(jīng)濟(jì)性、靈活性以及可靠性。

2 電氣一次設(shè)計(jì)重點(diǎn)

2.1 進(jìn)線電纜電壓等級(jí)

基于110kV變電站的基本工作原理，使得在進(jìn)行電壓等級(jí)較高的電能接收到變壓器機(jī)組一次側(cè)之后，可以使得變壓器機(jī)組的進(jìn)線端可以滿足使用的需求，之后利用變壓器機(jī)組傳輸電壓之后，其等級(jí)相對(duì)比較低，但是可以充分的滿足當(dāng)下用戶的實(shí)際電能需求[1]。因此，進(jìn)行該設(shè)備的設(shè)計(jì)過程中，工作人員首先需要進(jìn)行拉合閘處理。這樣讓電閘斷開之后，便可以讓變壓器保持?jǐn)嚯姷臓顟B(tài)中。但是，在將進(jìn)行拉合閘操作的過程中，往往無法將一次側(cè)的進(jìn)電實(shí)現(xiàn)斷開處理，因此所有的輸電電纜，都需要被放置在修理完成的溝道當(dāng)中，并為了日后的穩(wěn)定運(yùn)行，要實(shí)現(xiàn)良好的散熱處理。一般情況下都并不需要對(duì)輸電電纜進(jìn)行額外的保護(hù)處理。因此，在進(jìn)行變壓器的設(shè)計(jì)中，就要嚴(yán)格地避免一些工作人員的個(gè)人失誤，從而導(dǎo)致對(duì)其他工作人員造成嚴(yán)重的安全威脅[2]。

2.2 嚴(yán)格遵守執(zhí)行準(zhǔn)則

當(dāng)下進(jìn)行110kV的變電站電氣一次設(shè)計(jì)中，經(jīng)常會(huì)在諸多環(huán)節(jié)出現(xiàn)操作行為不規(guī)范的問題，因此就導(dǎo)致設(shè)計(jì)的過程中，要對(duì)其工作進(jìn)行全面的監(jiān)管與審核。其中，為了保障工作的順利進(jìn)展，要進(jìn)行法律法規(guī)方面的健全，避免一些設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)預(yù)留下一些施工當(dāng)中的安全隱患[3]。

在實(shí)際設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，由于變電站的實(shí)際變壓器機(jī)組的占地面積比較大，因此就會(huì)使得施工人員進(jìn)行操作的過程中，無法對(duì)其工作區(qū)域當(dāng)中的其他工作人員情況觀察，特別是在設(shè)計(jì)的后期階段，十分容易出現(xiàn)故障。

3 110kv變電站電氣一次設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)準(zhǔn)備

進(jìn)行變電站的電氣一次設(shè)計(jì)工作之前，往往設(shè)計(jì)人員積極地與變電站的工作人員取得聯(lián)系，以此充分的了解設(shè)計(jì)的具體要求和標(biāo)準(zhǔn)，并整理工程項(xiàng)目的全面信息數(shù)據(jù)。在設(shè)計(jì)的過程中，要基于設(shè)計(jì)的基本需求和要求出發(fā)，來到建設(shè)現(xiàn)場開展現(xiàn)場的調(diào)查與分析，進(jìn)而就可以全面地掌握工程項(xiàng)目的資料以及數(shù)據(jù)內(nèi)容。之后，還要對(duì)編制的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行可信性的分析，充分的保障設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方案可以滿足當(dāng)下的建設(shè)需求[4]。

3.2 變壓器選擇

變壓器的選擇中，基本上要從兩方面進(jìn)行分析。首先，要保障110kV變電站當(dāng)中的變壓器符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，采用的變壓器可以符合負(fù)荷的設(shè)計(jì)要求，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)變電站負(fù)荷的匹配。其次，還需要對(duì)電站設(shè)置的變電站當(dāng)中的臺(tái)數(shù)進(jìn)行分析。一般情況下，都需要設(shè)置兩臺(tái)以上的變壓器才可以滿足電站運(yùn)行需求。設(shè)備運(yùn)行中會(huì)受到當(dāng)?shù)靥鞖鈿夂虻挠绊?，并電力線路當(dāng)中大量的一次負(fù)荷，都需要受到設(shè)計(jì)人員的考量。在現(xiàn)代能源系統(tǒng)無法接地，或者在運(yùn)行中，電氣裝置出現(xiàn)外露的問題，這樣的問題都會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成直接的影響。例如，在一些亞熱帶區(qū)域，其季節(jié)性的變化并不大，就可以設(shè)計(jì)出兩臺(tái)設(shè)備，一個(gè)當(dāng)做主用而另一個(gè)當(dāng)做備用設(shè)備，以免再出現(xiàn)故障問題之后，無法順利的使用。另外，在一些特殊情況下，則需要在變電站當(dāng)中設(shè)置出專用的變電器，但是一旦在動(dòng)力與照明的過程中，其使用的變壓器嚴(yán)重的影響到燈泡的自身壽命，或者在電源系統(tǒng)當(dāng)中無法接地，以此就需要保障在低壓電網(wǎng)當(dāng)中，設(shè)計(jì)出專用的電壓器設(shè)備。

3.3 采用先進(jìn)的技術(shù)與工藝，降低容性漏電

在設(shè)計(jì)的過程中，可以采用新型絕緣子，并利用無鋼筋的與澆筑支撐部件，同時(shí)結(jié)合起絕緣母線等諸多方式，有效地避免設(shè)備在實(shí)際的安裝過程中，出現(xiàn)一定的容性漏電的問題。這樣的材料使用下，可以保障電力線路可以穩(wěn)定地運(yùn)行下去，控制容性漏電問題出現(xiàn)的可能性。另外，在設(shè)計(jì)中，也可以利用先進(jìn)絕緣技術(shù)，使得在一些空間較為有限的區(qū)域，形成較大的電阻，最大程度上控制漏電問題的出現(xiàn)。

3.4 狀態(tài)自愈技術(shù)動(dòng)態(tài)分配負(fù)荷

在電網(wǎng)的智能化發(fā)展中，利用并列運(yùn)行的方式，可以很好地保障在諸多的環(huán)節(jié)上，例如在斷路器并列、變壓器并列以及互感器并列的處理中，實(shí)現(xiàn)電纜回路、母線的有效并列處理，這樣的設(shè)計(jì)方式十分有效的保障系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)頻繁的熱切換。對(duì)于電力系統(tǒng)而言，在先進(jìn)的設(shè)備檢測系統(tǒng)加持下，可以良好的對(duì)其故障問題進(jìn)行針對(duì)性地切換，因此避免出現(xiàn)嚴(yán)重的故障問題，最大程度上滿足當(dāng)下的電網(wǎng)需求。另外，在斷路器出現(xiàn)故障之后，就可以將其負(fù)荷投入到另一個(gè)設(shè)備上，以此實(shí)現(xiàn)斷路器的自動(dòng)化倒閘操作。對(duì)于這種狀態(tài)自愈技術(shù)的使用，是當(dāng)下實(shí)現(xiàn)智能化電網(wǎng)系統(tǒng)的重要設(shè)計(jì)理念，以此便于在未來的110kV變電站運(yùn)行中，打下良好的智能化基礎(chǔ)。

其次，還要進(jìn)行智能變壓器的診斷評(píng)估。當(dāng)下實(shí)現(xiàn)的智能化評(píng)估工作，首先要對(duì)過載時(shí)限以及過載能力進(jìn)行預(yù)測，同時(shí)對(duì)繞組熱點(diǎn)溫度進(jìn)行計(jì)算分析，并對(duì)冷卻風(fēng)扇實(shí)現(xiàn)良好的智能化控制。這樣的智能化設(shè)計(jì)，也相應(yīng)的對(duì)變壓器進(jìn)行了絕緣壽命方面的良好計(jì)算分析，進(jìn)而可以對(duì)其中每一個(gè)觸頭或者調(diào)壓開關(guān)，都可以實(shí)現(xiàn)全面的記錄。

3.5 柔性供電技術(shù)下的配網(wǎng)環(huán)境

在上個(gè)世紀(jì)末期，一些電廠對(duì)容性降壓進(jìn)行平衡處理，以此避免對(duì)廠區(qū)供電帶來的干擾，也相應(yīng)的避免使用一些加工較高的大容量電容器，或者對(duì)其電感器進(jìn)行無功率的補(bǔ)償處理，就需要在輸出端進(jìn)行針對(duì)性的降壓供應(yīng)處理。這樣的處理中，可以很好地讓其U值進(jìn)行無功率的補(bǔ)償處理。以此保障U值可以在無功功率較高的環(huán)境中，始終保持在一個(gè)合理的范疇當(dāng)中，這樣的供電方式，便成為了當(dāng)下柔性供電的基礎(chǔ)。因此，在現(xiàn)階段的設(shè)計(jì)中，就需要利用聯(lián)網(wǎng)探頭系統(tǒng)。全面地捕捉到全網(wǎng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的柔性控制以及處理。

例如，利用負(fù)荷專家系統(tǒng)，可以有效地在數(shù)十秒的時(shí)間內(nèi)，對(duì)其負(fù)荷變化趨勢進(jìn)行評(píng)估與預(yù)測，解決了對(duì)一些冗余負(fù)荷線路的有效去除，并使得設(shè)備以及需要并列的備用線路以及各種設(shè)備，實(shí)現(xiàn)良好的處理。這樣的智能電網(wǎng)的運(yùn)行中，可有十分有效地利用符合專家系統(tǒng)，進(jìn)行遠(yuǎn)控系統(tǒng)的對(duì)接處理。其次，當(dāng)系統(tǒng)的自動(dòng)化趨勢已經(jīng)形成，并且能夠?qū)崿F(xiàn)柔性負(fù)荷控制后，就不需要對(duì)其進(jìn)行事先進(jìn)行人為干預(yù)。

同時(shí)，由于構(gòu)建110kV變電站過程中，并不需要牽扯無功補(bǔ)償?shù)闹T多問題，因此其減壓供電技術(shù)就可以充分發(fā)揮出節(jié)能方面的作用。在當(dāng)下用電端網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)上，可以對(duì)其電壓過高實(shí)現(xiàn)及時(shí)顯示，便針對(duì)用電一側(cè)的電壓實(shí)現(xiàn)了良好控制。

3.6 智能變壓器的優(yōu)化設(shè)計(jì)

在構(gòu)建出智能變壓器的過程中，其搭建的在線監(jiān)測系統(tǒng)，可以很好地保障對(duì)其參數(shù)變化實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的檢測，并基于變壓器的參數(shù)類型，實(shí)現(xiàn)全面的優(yōu)化處理。例如，在有載調(diào)開關(guān)的時(shí)候，就要重點(diǎn)關(guān)注單位的指示，同時(shí)對(duì)于溫度差進(jìn)行針對(duì)性地檢測，控制油位的高低，實(shí)現(xiàn)單位的記數(shù)分析，而在輔助報(bào)警系統(tǒng)方面，運(yùn)行中主要對(duì)于氮?dú)狻⑼咚?、壓力突變等?shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的檢測。所構(gòu)建出的智能變壓器的自動(dòng)控制功能，主要是利用自身的在線專家系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)冷卻方面的自動(dòng)控制。其設(shè)計(jì)的過程中要綜合性的對(duì)變壓器負(fù)荷、環(huán)境溫度實(shí)現(xiàn)良好的檢測，進(jìn)而可以發(fā)揮出重要的作用。另外，在智能變壓器當(dāng)中的專家系統(tǒng)，還需要具備著無功分項(xiàng)、環(huán)流以及反極性的效果，這樣就可以發(fā)揮出重要的綜合性功能控制效果。

3.7 高壓配電裝置的布置方式

對(duì)于110kV變電站的高壓配電裝置使用中，基本上分為兩種不同的布置方式，分別為屋內(nèi)布置與屋外布置這兩種不同的方式。例如在屋外布置的過程中，又分為屋外中型布置、屋外半高型布置以及高型布置方式，這樣的不同布置方式，可以滿足不同的設(shè)計(jì)要求，以此可以較為有效地保障設(shè)計(jì)的合理性。一般情況下，在屋外中型布置的過程中，是一種將變電站當(dāng)中的電氣設(shè)備，以及其他類型的設(shè)施都安裝在地面上。對(duì)于變電站母線下，并不需要安全電力設(shè)備。這樣布置方式下，形成較為清晰直觀的布置效果，同時(shí)建設(shè)的成本投入也較為容易控制。

總結(jié)：綜上所述，在未來的城市發(fā)展中，變電站成為穩(wěn)定電力系統(tǒng)運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，因此就需要格外地重視起電氣一次設(shè)計(jì)方式，通過電力系統(tǒng)的全面分析，構(gòu)建出智能化的電網(wǎng)，這樣才可以充分的保障設(shè)計(jì)的過程中，不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的問題，提供穩(wěn)定的電力資源。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡小剛.城市10KV快速安裝整體配送式模塊化變電站[J].農(nóng)家參謀，2020（11）：150.