摘要：110kV变电站的设计是否科学合理，对变电站的运行安全具有重大影响。从110kV变电站的主要作用来看，应以变电站运行的安全性、可靠性、经济性为主要设计核心，实际设计中应结合各场地所在的实际情况，同时更重要的是做好设备选型分析，选择更加安全、可靠和合理的设备方案。本文笔者结合实例介绍110kV变电站的设计方法、设备选型，阐述的设计经验及方法希望可供其它相似工程设计参考之用。
关键词：110kv 变电站；设计；设备选型
前言
电力是我国国民经济建设和发展的重要基础能源，是工业经济发展的主要动力来源，其发展水平直接反应一个国家的基础设施建设水平。而电能的输送和分配则是电能应用于各个领域必不可少的过程。变电站是联系发电厂和用户的中间环节，使电厂或上级电站经过调整后的电能输送给下级负荷，起着变换和分配电能的作用，是电能输送的核心部分。若变电站系统中某一环节发生故障，将会给工业和民用带来重大不利影响。这就要求变电所的一次部分经济合理，二次部分安全可靠，只有这样变电所才能正常的运行工作，为国民经济服务。从变电站的主要作用来看，变电站系统对保护供电的可靠性、安全性、灵敏感性等指标非常重要。
1、110KV变电站主要设计内容
从变电站的功能和作用来看，通常110kV变电站设计主要包括主变压器、110kV设备区、35kV设备区、10kV设备区以及中央控制室等几个主体内容。具体要按照建设规模、用电负荷数量、供电距离等因素来确定是建设110kV、35kV还是10kV变电站。该区属于特大型（5.0Mt/a），用电负荷较多，因此，专用变电站推荐采用110kV电压等级供电。
2、110KV变电站设备选择型设计
2.1 供电电源确定
分析该区周围已有电源和未来的供电规划可知，供电部门在工业场地规划了1座区域110kV变电站。区域110kV变电站有两回外部电源。该工程110kV变电站2回110kV电源分别接自区域110kV变电站110kV不同母线段。由于电源距离较近，2回110kV电源采用电缆连接，型号为YJV-110kV-3*（1×500mm2）。
2.2 主变压器确定
陈2.2.1 主变压器绕组数确定
该区供电距离较远，10kV电压等级不能满足供电质量。因此确定前期主变压器选择三相双绕组有载调压型变压器，110kV/10kV。后期主变压器更换为三相三绕组有载调压型变压器，110kV/35kV/10kV。
2.2.2 主变压器容量确定
按照需用系数法对该区用电负荷进行统计计算后，该区10kV母线侧最大计算负荷（经高压电容器补偿9000kvar，并考虑总负荷同时率后）有功功率为24346.2kW；无功功率为4700.4kvar；视在功率为24795.7kVA；功率因数为0.98。主变压器选用2台25MVA的容量时，当1台主变压器故障或检修时，另1台能100%保证该区生产和生活用电。
2.3 变电站主接线及布置形式的确定
2.3.1 电气主接线形式确定
变电站电气主接线方式有多种（单母线、单母线分段、双母线、桥型接线等），应按照可靠性、经济性、灵活性的原则来确定。本工程变电站采用单母线分段接线方式能满足该区用电负荷要求，也是规范中推荐使用的一种主接线方式。因此，110kV及10kV均采用单母线分段接线方式。
2.3.2 布置形式确定
110kV变电站布置形式分为户外布置和户内布置，按照设备不同，又分为COMPASS组合电气布置、GIS布置、普通构架布置。本工程变电站靠近原煤仓及准备车间附近，污染大，为了电气设备的安全运行，变电站采用全户内布置方式。
3 110kV变电站主要设备选型
3.1 变电站的设置
变电站面积为4096m2，64m×64m（长×宽）内设综合楼，SVG电容器室、事故油池、砂箱及消防器材库等。变电站内设环形通道，电气综合楼靠近东侧布置、SVG无功补偿装置采用室内安装方式布置在变电站西侧。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆电气综合楼采用两层式布置：110kV配电装置布置在室内二层，10kV配电装置、主控室，通信室均布置在室内一层。变电站场地呈正方形，主变压器采用户内布置。
3.2 主要电气设备的选型
3.2.1 一次设备选型
变电站内设主变压器2台，型号为SZ11-25000/110、110±8×1.25%/10.5kV、25000kVA三相自冷式双绕组有载调压变压器，正常2台同时分列运行，负荷率为0.50。
110kV设备选用户内ZF7A-126型SF6封闭式组合电器。进线2个间隔均采用电缆进线，主变2个间隔均采用架空出线，PT间隔2个、分段1个。
10kV设备选用KYN28A-12型金属铠装移开式封闭开关柜，内设VS1-12型户内真空断路器，附弹簧操作机构。进线、母联断路器柜额定电流2000A，额定开断电流31.5kA。其它馈出线柜额定电流为1250A，额定开断电流31.5kA。10kV配电装置室采用双列式布置，电缆出线方式。
10kV母线上装设静止型无功发生器（SVG+并补）2套，每套补偿容量为7000kvar。其中SVG部分：有效补偿容量为Wvar；并联补偿部分：容量为5Mvar。每套SVG装置额定补偿容量可实现-2～7Mvar无功连续可调。无功补偿装置考虑一定的富裕量。全站基波补偿总容量14000kvar，屋内安装方式。SVG+FC的治理方案具有无功补偿能力强、滤波特性好、响应速度快、改善电压波动与闪变、运行损耗少等优点。经治理后，使变电站10kV母线功率因数不低于0.95，电能质量满足国家标准现值。
为降低电容电流，设计选用XBSG-10/70型消弧线圈及选线成套装置2套，设备采用KYN28A-12型柜体布置在独立的房间内。实现电网中对地电容电流的自动跟踪补偿。
变电站操作电源选用微机控制高频开关直流（-220V）电源系统，内设PZDWK-200Ah/220型铅酸免维护蓄电池。
为防止雷电波入侵，在变电所各侧母线上装设避雷器保护。为防止真空断路器的操作过电压，设计选用组合式金属氧化物避雷器保护。变电站电气综合楼采用避雷带进行保护，防止直击雷。全所接地电阻要求小于0.5Ω。
3.2.2 二次设备选型
该110kV变电站装备1套分层分布式变电站综合自动化系统，按无人值守设计。110kV线路、变压器测控保护设备及公用测控设备集中组屏安装，10kV间隔测控保护装置就地分散安装于10kV开关柜。变电站继电保护和自动装置均按国家标准给予配置。微机保护及监控系统采用国电南自系列产品。
4 结论
该110kV变电站按照全户内无人值班变电站设计，设备按照高可靠性、高技术含量、少维护或免维护、无油化、小型化的原则进行选取。本工程特点如下：
（1）变电站按照全户内布置方式，减少占地面积，造型美观大方，设备抗污秽能力强。
（2）变电站设备选用高技术含量、高可靠性设备，采用最先进的无功补偿方式，为变电站的可靠运行提供保障。
（3）变电站采用简单可靠的供电系统，减少供电环节，采用多种备自投功能，提高了供电的可靠性。
（4）变电站采用新型接地材料，具有安装效率高、寿命长、强度高的特点，为变电站的安全稳定运行奠定了基础。
（5）变电站采用微机监控系统，自动化程度高，实现了变电站的无人值班化。
该110kV建成投运一年多以来，一直稳定无事故运行，为厂区安全生产、高产高效的顺利实施奠定了基础。本工程为供电系统的设计发展提供了新的思路。
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论文作者:朱源源
论文发表刊物:《基层建设》2018年第4期
论文发表时间:2018/5/22
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