关于城市110kv变电站电气一次设计的讨论

关于城市110kv变电站电气一次设计的讨论

刘杰

呼和浩特市电力勘察设计院内蒙古呼和浩特市010050

摘要：现阶段，在经济高速发展的推波助澜下，国内电力行业的发展不管是在规模上还是在应用深度都达到了顶峰状态。城市电力的稳定安全而高效的运行已经成为城市发展的必需品。面对当前用电量急剧膨胀的状态，城市供电的稳定已经收到了挑战，变电站电气一次设计的科学性成为应对急剧上升的用电量的重要措施。就目前而言变电站建设在服务社会的过程中，仍然存在一定的问题，这些问题的出现引发了电力工作人员对变电站电气一次设计问题的思考，本文就110KV变电站电气一次设计的相关设计要点进行简要分析。

关键词：城市；变电站；电气一次设计

城市发展规模在不断扩大，电气资源作为城市运行的重要动力，保证其安全高效是促进城市经济发展的关键因素。在城市电力系统中，变电站是城市电网中的关键组成部分，影响着整个电力系统的安全与稳定。本文主要在讨论变电站的城市发展中的很重要性前提下，对城市110kv变电站电气一次设计的要点进行简要讨论。

一、变电站在城市供电中的作用

在城市电力系统中，变电站是负责电压变换、接受以及分配电能、控制城市电流的流向的重要电力设施。它主要是通过自身的主变压器将电力系统中各级电压的电网联系起来。作为控制城市电压高低的主要电力设备，变压器在负责调控电厂输配电压的同时，也降低输电过程中电力的线路损耗。此外也有一部分变压器降压后送至用户端使用。针对不同的电力网络情况，变电器对电力的升压和降压幅度也是各不相同根据电压等级以及具体作用的异同，变电器的分类也多种多样，例如根据输配电距离的不同，在远距离输电时，电压往往会经过升压变电站，而变为220KV或者更高，而对于负荷中心，电压往往经过110KV变电站降至为10KV。在种类繁多的变电站中，110KV的变电站的使用范围最为广泛，变电站的数量也最多。110KV变电站直接面向用电用户，因此对110KV变电站的设计必须安全可靠，且具备一定的经济性，才能有效应对用户用电的各种多变的需求。提高110KV变电站设计的科学性与合理性，对保证地区经济与生活需求具有十分重要的意义。

二、城市110KV变电站电气一次设计要点分析

110KV变电站电气一次设计主要从变电站的主接线设计、高压配电装置布置设计着手。在具体设计过程中，为了提高设计的科学高效性，必须针对各部分设计的不同来把握设计的要点。

1城市110kV变电站接线方式设计要点分析

通常，在110kV变电站的高压侧主接线的形式分为以下三种类型：单母线分段接线形式、内桥接线方式和线路变压器组接线方式。现阶段线路变压器组接线方式以很少采用。如何运用单母线分段接线方式，则要考虑到变电站所在的电力系统中的地位和作用，同时考虑系统专业的要求。一般分支变电站采用这种接线方式。此方式可以极大地提高供电的可靠性，运行也较为灵活，但是这种接线方式也存在着一定的缺陷：高压设备较多，无形中增加了投资和扩大了占地的面积。另一种重要的接线方式是内桥接线方式，这种接线方式主要适用终端变电站。采用这种方式，切换供电线路时变压器不需停电，但是也存在一定的弊端，再一定情况下，一台变压器退出时另一台也需要短时停电。总体上运行不够灵活，供电可靠性有所降低。因此，在选用接线方式的过程中，一定要考察实际情况来选择合适的接线方式，依据不同接线的特点，从三种方式中选择最为科学的接线方式。

2城市110kV变电站配电装置布置设计要点分析

在城市110kV变电站高压配电装置的布置中，比较常见的布置方式有两种类型：第一是室内布置，第二是室外布置。而对于室内布置方案而言，110kV配电装置多以及SF6全封闭组合电器为首选。由于SF6全封闭组合电器在占地面积方面具有天然的优势，再加上考虑到城市用地紧张方面的问题，因此最具践行价值。不过其投资成本相对较高。

而从室外布置的角度上来说，主要有两种可供选择的方案，分别为室外中型布置方案、室外半高型布置方案。现阶段应用最为普遍的布置方式为室外中型布置方案。这种布置方式的核心是：将所有相关的电器设备都以母线线路作为载体，安装在母线线路上。不难发现，采取此种设计方案，能够避免在电气设备的安装过程当中，耗用设备支架。同时，也使得整个高压配电装置的布置更加的清晰，由于造价、技术较低所以变电站的综合供电能力势必会更加的可靠。而对于半高型布置方式而言，还是考虑到城市变电站用地紧张方面的问题，而采取半高型的布置方案，能够使得相关配电装置的占地面积相较中型布置大幅减少，同时兼顾母线线路相互之间的布局清晰，因此具有较大优势，值得落实。

对于主变压器的布置，也分为室内、室外两种布置方式。对于城市110kV变电站，考虑噪音的影响应采用室内布置方式。对于中低压侧配电装置均应采用室内开关柜形式布置。

3城市110kV变电站主接线设计要点分析

对于城市110kV变电站而言，变电站主接线从本质上来说属于电路疏通线的一种类型。其主要价值在于：对电能进行分配或者是汇集处理。变电站主接线也可以说是整个线路连线过程当中最核心的通道与载体之一。在有关主接线的设计过程当中，所涉及到的电气设备主要包括以下几个方面：①变压器装置；②刀闸装置；③开关设备；④互感器装置；⑤避雷器装置；⑥母线线路。从设计排列的角度上来说，以上相关电气设备需要按照合理的顺序进行连接，通过主接线控制的方式，确保以上设备能够始终持续、高效的运转，从而顺利的开展相关的变电工作。

在进行主接线设计的过程当中，需要确保所设计的方案能够考虑到本变电站中，主接线在整个变电系统中所扮演的角色，及其发挥的职能。同时，还需要将整个城市110kV变电站的规划设计方案及其规模大小纳入方案的综合考量范畴当中。与此同时，在主接线方案的设计过程当中，还需要确保对相关电气设备关系处理的正确性，对影响设计方案的技术性因素、环境因素进行综合研究，确保通过投入合理的设备，能够取得最大的预期收益。实际操作中，需要重点关注以下几个方面的问题：①对于城市110kV变电站电气设备而言，110kV侧断路器应采用SF6断路器；②从主变压器设计的角度上来说，主变压器应采用有载调压电力变压器，中性点设备，需要设置一定的放电间隙，以策安全；③从一次设备控制室设计方案的角度上来说，应采用智能变电站设计，采用国内先进技术，对一次设备实施在线监测和集中控制。

三、结语

110kV变电站在整个城市电网中发挥着十分关键的作用。城市110KV变电站在众多的变电站类型中应用最广，涉及的用户最多，因此在对其一次设计时要遵循灵活、可靠安全的设计原则。对110KV变电器的设计控制中，主要从组成该变电站的两大部分即变电站主接线以及高压配电装置的布置，对变电站主接线设计要点主要包括三方面内容，保证变电站运行的可靠性、灵活性和经济性。而对高压配电装置的设计主要采用110kV全封闭SF6组合电器室内布置作为最佳的布置方案。

参考文献：

[1]李建敏.110kV升压变电站电气一次设计探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2015，（6）：1295-1296.

[2]陈峰.110kV大塘变电站备用电源自动投入系统的运行维护问题分析[J].红水河，2012，31（2）：79-82，94.

[3]张红艳.某变电站扩建电气设计方案研究[J].郑州轻工业学院学报（自然科学版），2012，27（2）：99-101.

[4]栗然，苏国成，刘海生等.模糊专家系统原理在变电站设计中的应用[J].华北电力大学学报，2000（2）：21-26.

作者简介：

刘杰（1980.2），男，内蒙古呼和浩特，单位：呼和浩特市电力勘察设计院。从事，110kV变电站电气一次和二次设计工作。