摘要：电力资源作为支撑国民经济发展的关键性因素，供电质量的优劣将直接影响到社会的发展及人们生活的便利程度，因此，对供电质量有了越来越高的要求。随着城网和农网建设力度的不断加大，110kV变电站的发展也越来越快。城网建设及改造中的重要目标之一就是保证供电的可靠性，110kV变电站的设计作为城网建设中重要的技术部分，其设计是整个城网建设及改造的关键。本文分析了110kV变电站的一次电气设计，并在此过程中分析了其对变电站智能化的要求。
关键词：110kV变电站；一次电气设计；智能化
1 110KV变电站电气一次设计要点
1.1 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。
1）单母线接线方式
变电站110kV电源进线采用的是两路接110kV电网，一个是主体，一个为备用。高压侧主接线需要利用单母线接线的方式，而低压侧主接线则需要采用单母线两分段的接线方式，这种接线方式具有运行灵活、供电可靠，并且在电源失电的情形下，也可以利用高压设备来自动恢复供电。
2）内桥接线
变电站110kV电源进线需要利用两路接110kV的电网，高压侧主接线使用内桥接线的方法，低压侧主接线则采用单母线两分段的接线方法，这种接线方式具有线路的投入较少、断路器断开方便、线路的切除比较简单等优势。
3）变压器组接线
通过110 kV变电站的电源进线，采用一路“T”接，另外一路则与其他城网变电站相互联络，或者采用双电源“T”接的方式。采用高压侧主接线的线路———变电器两组断路器的方式，低压侧则使用带旁母线接线方式以及单母线接线四分段方式。
1.2 高压配电器的设计
城市110kV变电站高压配电器的设置中，常见的高压配电器主要有两种类型：一是室内的高压配电器；另一种是室外的高压配电器。在对室内的高压配电器布置中又可以划分成为普通变压器、110kV断路器室内布置方案以及SF6全封闭电器组合式室内布置方案这三种基本类型。三种类型因其各自不同的优势与缺点而在实际的选择中有所区别，例如SF6全封闭电器组合式室内布置方案主要优势是占地面积小势，所以具有很强的实践性与推广价值，因此在实际的设计过程中多将110kV断路器室内布置作为最佳的布置方案。
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1.3 变压器的合理选择
变压器的选择需要考虑两方面内容。一是考虑110 kV变电站变压器的负荷条件。变压器的选择要符合负荷条件，要能够与变电站的负荷相互匹配。二是考虑电站设置变压器台数，对于变电站处于以下几种负荷时的情况，要为变电站至少设置两台或两台以上的变压器：①所在地区的季节性变化比较大；②存在大量的一级负荷；③出现如电源系统不能接地、电气装置发生外露现象等特殊情况。由于珠三角地区属于亚热带，季节性变化不大，可设置两台变压器，其中一台用做工作的正常使用，另一台则是作为备用，以防其中一台工作暂停或瘫痪等情况的发生。另外，有些情况下需要为变电站设置专门的变电器，如在动力与照明过程中使用的变压器已严重影响到灯泡的寿命及质量时，或者在电源系统没有接地或者经过阻抗接地时，在电气装置外漏导电体的就地接触系统的低压电网中就需要设置照明专用变压器。
1.4 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采用用户所提供的方案，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
2 110 kV变电站一次电气部分设计的优化
从智能变压器在线的监测参数来看，监测参数可以依据变压器的参数类型来进行优化，如在有载调压开关方面，主要关注有档位的指示、温度差的监视、油位的高低、档位换挡之间的记数、驱动电机能量的变化以及切换电流能量的记录等方面。在辅助报警设备方面，可以从氮气的压力、瓦斯的报警、压力的突变及油温高低等方面进行监测。智能变压器的自动控制功能主要表征为两个方面。
一方面是智能变压器所具有的在线专家系统要能够对冷却进行自动控制，也就是要在综合考虑变压器负荷、环境温度、顶部油温、冷却系统状态及变压器热能模型等实际情况下，实行对智能变压器自身的一种冷却控制功能；
另一方面是智能变压器所具有的在线专家系统还要能够采用元功分享、环流、反极性和主从电抗控制方式来发挥有载调压开关的综合功能控制。从智能变压器的通讯功能来看，通讯功能的主要表征为控制功能与无缝通讯功能两种类型。智能变压器应该具有网络数字接口的功能，并能够依托数字接口发挥监测与控制功能，控制状态与控制命令的信息需要通过总线进行传播，而状态监测又需要通过网络获取采样值。另外，智能变压器必须采用标准的规格，必须要同时具备间隔层设备与和站控层设备之间的无缝通讯功能。
综上所述，电力资源是促进整个国民经济发展的重要因素，为了保证供电质量，就要求变电站的各项设计合理到位。城网建设的不断发展对110kV变电站的数量及质量提出了越来越高的要求。本文主要从变电站的接线方式、电气平面的布置及变压器类型和数量的确定等角度分析了110kV变电站的一次设计及其对变电站设计的智能化要求。
参考文献：
[1]张涵羽. 110kV变电站部分电气一次设计浅析[J]. 中小企业管理与科技(上旬刊),2013,12:311-312.
[2]刘国丽. 有关110kv变电站的电气一次设计分析[J]. 科技创业家,2012,18:129.
[3]石冯炜. 110kV变电站部分电气一次设计浅析[J]. 广东科技,2013,12:47-48.
论文作者:宋兴丽
论文发表刊物:《电力设备》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/12
标签：变电站论文; 变压器论文; 接线论文; 方式论文; 母线论文; 电气论文; 高压论文; 《电力设备》2017年第16期论文;