110 kV变电站一次系统设计技术研究

吴晓鸣

摘 要：变电站作为电力输配中输电与配电的集结点，在实际供电操作中发挥着重要的作用。为保证供电的稳定性及可靠性，需要通过负荷分析，选择一些可靠性较高的设备，并通过优化设计来实现。文章主要对110 kV变电站电气一次系统的设计思路进行分析，以期促进电力企业变电站设备经济、实用，易于操作。

关键词：110 kV变电站；一次系统设计；主接线；设备；设计

中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）20-0112-02

变电站是改变电压的场所，其主要设备是开关和变压器，按照不同的规模被称为变电所或是配电室等。它设立的主要的原因是为了把电厂发出来的电输送到更远的地方，将电压升高，变成高压，到用户附近时再按需要把电压降低，以满足用户的需求。文章以某个变电站为例，对其进行科学的设计研究，以提高供电的能力。

1 某变电站的具体情况

该变电站为110 kV的区域性变电站，其建成之后，主要是针对本地区的用户尤其是较大的用电客户使用。主要有两回电源，一回是由220 kV的变电站引取，一回是由110 kV的变电站转接。在其初步设计中，确定了三台主变压器，110 kV配电装置采用的是室外铝母线半高布置，35 kV的则采用室内成套配电装置。110 kV和35 kV两个电压等级均设计的是双母线接线。

2 主接线的设计

一般在进行主接线设计的时候我们考虑到以下几点：第一，变电站在供电系统中的地位和作用如何；第二，充分的考虑到近期和远期的发展计划以及发展规模；第三，负荷的重要性分级以及出现回数的多少对于主接线的影响如何；第四，要考虑到主变压器的台数对于主接线的影响；第五，考虑备用容量对于主接线的影响。

在该变压器设计中，110 kV和35 kV的主接线均是双母线。在对110 kV设计中，主要考虑到其变压器的台数为三台，但是对该区近期和远期的发展规划不了解等这些不确定的因素，因此考虑采用双母线进行，有利于日后进行扩建。对于35 kV的主接线采用双母线则是由于向同一地点的出现均是双回路，而且出线回路比较多。

3 设备选择

3.1 设备选择的原则

进行电气设备的选择一定要建立在系统的主接线、负荷计算以及短路电流计算的基础上，对于设备的选择要尽量的安全可靠、经济合理及技术先进，要能够满足电力系统运行的需求。对于设备的选择，我们可以从以下几点进行。一是按照正常的工作条件进行选择。电气设备的额定电压要符合电网的电压，而且不能低于该回路的电压运行的最高值。其额定电流不能低于回路在各种运行方式下可持续工作的电流。对于所选的电器端子的允许负荷，要大于引下线正常运行的时候包括短路的时候的最大的作用力。二是根据短路条件对电气设备的动、热稳定性进行校验。电气设备允许通过的极限电流不应该小于短路时的冲击电流；其在某一时段内产生的热量也不应该小于短路电流在这一时间段内产生的热量。

3.2 该设计中设备的选择

在该设计中，主变压器主要选择的是SF11型双绕组电力变压器。为保持与供电系统中35 kV系统的相序一致性，因此在实施变压器绕组接线时采用的是YN/yn0/d11接线。当110 kV中性点不接地的术后，变压器中铁芯磁化曲线的非线性对于这种变压器会造成外壳、空气与铁芯之间构成通路，增加了油箱等部位的损耗，降低变压器的效率从而造成了局部发热。因此，在此装置中，安装了一个△接线的附加绕组。35 kV配电装置设备中，采用的是双母线铠装固定式高压成套配电装置。由于许多厂家没有正式的产品，因此，由各厂家在单母线的基础上改造而成。

3.3 隔离开关的选择

在该设计中，110 kV的隔离开关采用的是GW5型的，这种隔离开关的结构为V形，两个棒式的支柱绝缘子子分别固定在一个底座上，其交角是50？觷。由于变电站110 kV选用的是半高型布置方式，因此这种隔离开关相对来说比较理想。出于统一考虑的结果，所有的隔离开关均选用的是GW5型。高位隔离开关的主刀及其手动操作之间的连杆用Φ40镀锌钢管，其好处是操作的时候方便、灵活，有利于上下旋转，且稳定性比较好，不会产生上下晃动等不良情况。

3.4 断路器的选择

①选择断路器的原则。断路器一般分为真空断路器、压缩空气断路器、SF6断路器、多油断路器和少油断路器。在进行选择的时候要注意在满足各个方面的条件，如技术条件、环境条件等，除此之外还要考虑经济方面、施工调试方面以及运行维护方面等因素。一般情况下，110 kV侧选用的是145 kV/3 150 A-40 kA型断路器，35 kV侧选择的是ZN12-35型真空断路器。

②该设计中断路器的选择。在该设计中，110 kV的高压断路器选择的是六氟化硫断路器。这种断路器与一般的少油断路器而言，容量相对比较大，维护工作量小，全分断的时间较短等特点。其全断开的时间≤60 ms，且连续开端电流的次数可以高达20次，累计开端的电流量达到4 200 kA。由于随着科学技术的不断发展与创新，在对六氟化硫断路器进行改进与生产方面的技术水平也有所提高。特别是近年来研制出的自动式110 kV六氟化硫断路器，采用的是自能式灭弧原理。在进行开断电路的时候所需的能量来源于电弧，且实际需要的能量仅为原先压气式断路器的25%左右。且彻底的解决了因漏气、漏油而造成安全隐患的问题。在开关柜内的高压断路器，则采用的是ZN28-4015型高压真空断路器。

3.5 避雷器和互感器的选择

在35 kV系统中，有电压互感器两台。为了满足在停电进行检修的时候，不同的回路带电导体之间的距离不得小于2 400 mm的要求，因此在设计中将避雷器与电压互感器进行分柜设计。其中避雷器的选择要符合被保护电器的绝缘水平和使用特点。

4 变压器配电装置布置

①110 kV配电装置布置。110 kV室外配电装置采用的是管形铝母线半高型布置方式。其主要架构主要是混凝土建筑。共有7个宽为8 m的间隔。七个间隔中，变压器的间隔有三个，进线的间隔有两个，母联间隔是一个，避雷器及电压互感器两组但共用一个间隔。间隔的两侧有Π形的梁，其共基是9 m，高度是11 m。相邻之间的Π形梁用横梁进行连接，其高度是11 m，高位隔离开关安装在此处。户外场地除道路和户外设备基础外，敷设透水砖，其中巡视小道透水砖颜色有所区分，此方案虽前期投资较大于采用场地绿化方案，但在变电站全寿命周期内，有更好的经济效益。

②35 kV高压配电室布置。对35 kV高压配电室设计的一字性布置。配电室的端头的墙上出两回35 kV出线，作为与热电车间之间的联络线，此处的两只开关柜作为其出线的间隔。为了保证两回出线的相序保持一致，在对其中一只开关柜进行制造的时候，要与其他的开关柜出线的相序正好相反。进出线在室内的那一部分，进行统一制造，统一采用封闭母线，包括其外形和色彩也要一致。35 kV高压开关柜其余出线采用架空+电缆出站方式相结合，室内不设置一次电缆沟，二次电缆通道由厂家在开关柜顶设置控揽桥。备用位置的开关柜要尽量的采用架空出线，以满足在不同的时段，停电检修的距离。

③控制室和辅助室的布置。控制室与辅助室的设置要与35 kV高压配电室的布置连接布置，同样呈一字形，结构为一或二层，根据变电站实际要求。主要作为功能性用房，设置控制室、或是员工休息室、舆洗室、厨房等，控制室地板采用防玻化砖面静电地板。在进行布置的时候，要充分的考虑到房间的设计比例以及楼道的陡度等，努力使得空间的布置最优。

5 结 语

从对该110 kV变电站一次系统设计的研究，我们可以清楚的知道这个系统中的优点，当然也有存在不足的地方。我们可以在实际设计过程中，根据实际情况，充分的进行设计，努力的使设计方案达到最优化，以保证电力运行过程中的安全与稳定。

参考文献：

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[3] 刘胜男.浅谈110 kV变电站电气一次系统设计[J].科技信息，2012，（27）.