摘要：就目前我国电网的整体规模情况来，大型发电站所生产的电能主要通过 110kV 的监控线路输送到地区中线变电站，然后在利用电缆对电能的输送进行适当分配。由此可见，110kV 变电站是电网系统中的一个关键节点，对其进行分析进行具有现实意义。
关键词：110kV 变电站；设计技术；电气
目前我国不断的在加大城市电网的建设,并且对农网的也在加大建设以及改造,这就推动了我国变电站事业的快速发展,同时也给人们带了很多便利。但是也对供电的可靠性提出了更高的要求。供电的可靠性在电网的建设中是非常重要的,在进行变电站的建设的时候也是要充分的考虑供电可靠性的。在电网的供电过程中可以看出,110KV变电站是在电网中是在关键性的节点上的。加强对110KV变电站的设计水平是非常有必要的。
1.主变压器与主接线的相关设计
1.1主变压器的选择
主变压器的形式、兼容量以及数量是影响变电站一次主接线方法与配电装置内部结构的主要因素。主变的设计定下来之后，除了以传递容量的初始资料为依据之外，还应参考电力系统 5~10 年内的发展计划和输送功率数值，当然馈线回路数等也要考虑进去，综合的全方位的分析之后，再进行合理选择。设计者在对主变压器的兼容量进行选择工作时，应该考虑到变电站中某台停运时其他的兼容量， 在其能承担的时间范围内，应使其满足 1 类和 2 类 负荷的供电。对普通变电站而言，出现一台主变压器运行停止时，其他变压器的兼容量要能满足总负荷的 60~70％。110kV 变电站的主变兼容量和数量要以远景负荷为依据进行挑选。
1.2主变压器台数的确定
在城市电网的变电站中,通常都是配备两台及其以上的变压器,这是为了确保在有变压器发生问题的时候,可以将负荷加到正常运行的变压器上。在保证同等能力的供电以及具有保证供电可靠性的情形下,要充分的结合经济以及技术,并且要充分地考虑该地区的供电条件、运行方式以及负荷性质,结合这些方面来确定变压器的台数。选择的时候要考虑一下几个方面。首先,主变压器容量。在一台主变压器出现故障的时候,在供电负荷不变的条件下,能实现相同的供电能力。其次,占地面积。对配置室内变压器来说,占地面积就显得尤为重要,对于城市电网的变电站而言,占地面积的重要性就更加的突出,这个时候安装两台变压器显然比安装三台变压器占用的面积要少。再次,短路电流。提升当台变压器的容量将会提高低压测短路容量的,给110KV配电设备型号的选择增加难度。所以,在进行短路电流的进行限制的时候要考虑单台变压器容量是否会对110KV变电站对配电设备的选择增加难度。
1.3设计电气主接线
变电站中的电气主接线应当能够达到灵活、可靠、可拓展、经济性四个方面的要求。在具体设计过程中为了使变电站在运行过程中能够具有灵活与可靠两项特点，电网规划与设计人员在对变电站进行设计时，设计的主接线图会变得十分复杂。这样可以确保电站具有灵活和可靠两项特点，但是从实际情况来看，复杂的主接线在应用中也存在许多缺点有待解决。例如，运行操作过程会变得十分繁琐，加大了维护与运行过程中的工作量，同时也会加大投资面积和占地面积。这些无法避免的缺点，将会导致运行人员在对变电站进行维护和运行过程中消耗大量的精力与投资，并且还会引起一些不必要的麻烦。因此，对系统中处于不同位置和具有不同作用的110kV 变电站中的电气主接线进行设计，工作人员需从运行方式、负荷性质、电气设备、主变负载率、调度、拓建方便、降低成本等多个方面对问题进行详细分析，从而确定一种最佳的一次主接线设计方案。
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2.配电设备的布置
由于110KV的出线规模比较大,但是变电站的的占地面积是比较小的。所以一般110KV配电设备是SF6绝缘材料组合而成的封闭式的并且用三相共箱式的结构。布置方式是用户外中型支持管型母线双列式。在两组母线上分别配置上垂直断口单柱隔离开关和双柱水平单断口旋转式隔离开关。这种布置方式形成了主变进线、母线、分段及母设间隔与出现间隔是以母线相互对称的特性,这种特性因为不是单独占用间隔,使配电设备的纵向尺寸得到了最优的配置。由于封闭式SF6全封闭组合电器是三相共箱的结构形式,三相导体是实行共面布置。
3.110kV 变电站接地设计
110kV 变电站电气一次设计作业过程中，接地的核心目的在于确保电气设备整个运行过程中不会出现故障，尽量避免人员发生触电现象，将电气设备中的部分元件与地面能够实现可靠电气连接，确保整个系统在运行过程中的安全性与可靠性。在设计过程中进行合理的接地处理，还能够实现以下几项价值：（1）有效地避免了人身接触电气设备而发生触电危险，有效地降低安全事故的发生。（2）有效避免电器设备在正常运行状态下，出现机械损伤从而对的设备日后的正常运行造成不良影响。（3）有效防止电气设备发生机械损伤等多个方面的问题，有效避免爆炸、火灾等灾害。目前，技术条件的支持下，100kV 变电站电气设备常态意义上的工作接地装置包括以下两个不同的部门：第一接是接地体，第二是接地线。在这之中，针对接地来说，将更多的角钢作为原材料，消减尖端部位，并将其打入地下。对与接地来说，应当多选择扁钢或圆作为主要材料，从而使其保障性能能够得到有效发挥。在设计变电站电气一次过程中，应当围绕变电所及低压配电室设置两处接地的连通。在设计过程中需要额外注意的是：针对变压器来说，还需要与将其与低压配电室、高压配电室，室内环境进行接地连接，最终构成以一个统一的整体，确保了系统运行的安全性。
4.110kV 变电站防雷设计
从防雷设计角度说，在设计 110kV 变电站电气一次设计中，对于直击雷保护和过电压保护两项内容应当分别进行分析，采取合理的设计措施。对于以上两个方面的内容进行总结概括，具体内容如下：第一，对于有关防止直击雷保护方面，在变电站一次电气设计中，所有的配电装布置上都应当在屋顶设置避雷针，通过此方式实现预防直击雷的目的。通过大量的工程实践经验来看，在屋顶避雷采用的原材料应当选取过热镀锌扁钢，选择的尺寸大小应当为 40mm×4mm。并且在此基础上，选用的热镀锌扁钢的尺寸可以略大于 40mm×4mm 作为引下线，并且同与接地网进行连接，从而确保在雷雨天气中出现的直击雷能够通过该方式倾泻入大地，有效地避免了变电站在运行过程中遭遇雷击，从而遭受破坏。第二，从过压角度进行分析，为了避免线路在正常运行情况下，遭遇雷击，而出现过压侵入现象，在具体设计中，需要在 110kV进线段以及 10kV 出现段每段母线线路上分别安装独立避雷器，通过利用避雷的方式，实现对系统中电压的安全保护。与此同时，还应当将避雷器安装在 110kV 中性点上，通过设置放电间隙的方式，实现变压器中性点绝缘，从而实现过压的可靠保护。
结语
110kV变电站一次电气部分的设计是一项复杂的系统性工程,在电力系统项目建设中起着重要的作用。因此,变电站一次电气部分的设计是否科学合理,对供电的可靠性以及安全性有着重要的影响,并且与变电站的建设费用等等有着密切的联系。所以要做好一次部分的设计以及电气设备的接线方式等等问题,唯有如此才能使变电站在得到较大的效益,并且提升电力系统的用电的安全性能。
参考文献
[1]王娇.探析有关 110kV 变电站的电气一次设计[J].科技与企业，2014，（14）：393.
[2]吕欣.110KV变电站部分电气一次设计[J],北京电力高等专科学校学报,2010,27(10):101-105.
论文作者:孙金,曹智
论文发表刊物:《电力设备》2019年第9期
论文发表时间:2019/10/18
标签：变电站论文; 变压器论文; 过程中论文; 电气论文; 接线论文; 电网论文; 母线论文; 《电力设备》2019年第9期论文;