110kV变电站一次电气设计探析及其对变电站智能化的要求

何牧

摘 要：变电站是决定整个供电系统高效、稳定的关键，而变电站一次电气的设计直接影响着整个变电站的运作效率。这就对110 kV变电站一次电气设计有了越来越高的要求，且变电站的智能化水平也对110 kV变电站一次电气设计有着重要的影响。主要从变电站的接线方式、电气平面设计及变压器的选择等角度分析了110 kV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：110 kV变电站；一次电气设计；智能化；变压器

中图分类号：TM63 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.20.143

文章编号：2095-6835（2016）20-0143-02

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，110 kV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，110 kV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。

1 变电站主接线

选择变电站主接线需要充分考虑变电站在整个系统中的作用、地位、电压等级、位置、进出线及站内变压器容量和台数等条件。城市有着高密度的人口，土地资源更是紧缺。这就要求城网变电站接线设计在保证其安全性的同时，要做到尽可能简单。

1.1 线路-变压器组接线

在这种接线方式下，110 kV变电站的电源进线选择双电源T形接线，或者只有一路选择T形接线，而剩下的一路联络城网的其他变电站。高压侧主接线选择线路-变压器组两断路器的方法，而低压侧选择带旁母线、单母线四分段的接线形式。之所以选择这种接线方式，是因为该方式具备使用高压设备少、投资及土地占用少、继电保护简单、接线方式简洁等优势，并且在任何一个电源出现失电的状况时，可以通过备用自投转移负荷，以便在最短的时间内恢复供电。当然，这种接线方式也有不足之处，即如果高压中有任何电源出现失电状况，就必须要有一台主变电器停掉，必须要对部分电负荷进行短时限电。线路-变压器组接线方式通常被应用于仅承受受电功能，不存在转移功率需求的域网中。

1.2 单母线接线

在这种接线方式下，110 kV变电站的电源进线选择两路接110 kV电网。其中，在高压侧的主接线选择单母线形式，而在低压侧的选择单母线两分段旁母接线形式，具体如图1所示。之所以选择该接线方式，是因为其具备运行灵活、方便且供电稳定性高等优点。如果出现主供电源失电的状况，可以通过高压备用自投的方式实现供电的自动恢复。但是，这种接线方式具有投资和占地较大，且需要用到较多的高压设备的缺点。

1.3 内桥接线

在这种接线方式中，110 kV变电站的电源进线选择两路接110 kV电网的形式。其中，内桥接线形式被应用在高压侧主接线中，而在低压侧选择两分段带旁母接线的形式。选择该接线方式的原因是其具备所需断路器少，四个回路中只需要三台断路器，并且很方便实现电路的投入及切除等优点。一旦有线路故障发生，只有断路器会断开，其他回路的正常运行不会受到影响，具体如图2所示。但是，这种接线方式存在可靠性低、运行不够灵活的缺点，并且一二次运行操作都非常复杂，一旦变压器有故障出现，连接变压器的两台断路器全部断开，进而导致没有故障出现的线路的运行也会受到影响。由于变压器出现故障的情况较少，因此被普遍应用于系统中。综合考虑该接线方式的优缺点，其被应用于高压线路操作频繁却无需承担电网穿越功率的城网变电站。

综上所述，不同的接线方式有着不同的优缺点，也被应用在不同的需求和环境方面，但在接线方式的选择上，除了要结合各种接线方式的优缺点外，还要充分考虑各种接线方式的技术性和经济性。只有确保可行的技术性和经济性，才能选择出经济、合理的接线方式，以促进整个电气设计的合理化。

2 电气平面的布置

布置整个变电所的总平面时，要做到结合规划实现因地制宜，使整个布置合理、紧凑，同时还要尽可能地将主变布置在户外。如果必须要选择全户内布置方式，就必须充分考虑通风及消防等措施。此外，为了防止出现电容器和微机保护监控系统之间的电磁干扰，要避免电容器室和二次设备室的垂直布置。

3 选择变压器

3.1 变压器的选择

在选择变压器时，应该结合变电站的实际情况来确定。通常，在以下状态下，专用变压器可被应用于变电站：①在有较大的季节性负荷容量或者存在特殊功能的大容量设备时，为了保证其正常运行，便可以选择专业变压器；②如果照明和动力选择公用变压器会对灯泡的质量或寿命产生的影响较为严重时，或者出现经阻抗接地、电源系统不接地等，可以选择照明专用变压器；③当存在较大的冲击性负荷，对电能质量产生严重影响的情况时，应该选择冲击负荷专用的变压器。

3.2 确定变压器数量

在城网变电站中，主变压器通常要配备两台以上，一旦其中一台有故障发生，能自动将其负荷转移到运行正常的变压器上。对于同一变电站，在确保供电可靠性和供电能力的状态下，要结合运行方式、负荷性质及城区的供电条件等确定变压器的数量。主变压器的总容量、占地面积、变压器制造的容量限制等都是选择变压器数量的过程中必须要充分考虑的因素，在保证相同的总负荷状态下，减少一台变压器，必须要保证供电能力不会下降。由于城网所建的位置通常土地资源比较紧缺，因此在保证供电质量的情况下，变压器数量的选择还要充分考虑占地情况。

此外，在配电设备方面的投资、变压器的投资、短路电流水平等也都是影响变压器数量选择的重要因素。例如，在选择高压有断路器的接线时，通常会选六氟化硫断路器；在选择T形接线时，必须要建设电源及线路翻出线间隔。这样投资将会增加。在单台变压器容量增加的情况下，低压侧容量就会提升，增加了10 kV配电装置选型的难度，而容量大到一定程度时，就必须要考虑采取限制短路电流的措施等。这就要求在选择变压器时，要综合考虑各方面的因素，在保证供电质量的同时选择合适的变压器数量，以保证整个变电站的效率和效果。

4 总结

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110 kV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110 kV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]王娇.探析有关110 kV变电站的电气一次设计[J].科技与企业，2014（14）：393.

[2]荣幸，张迪.110 kV智能变电站设计及可靠性分析[J].广东科技，2014（20）：95-96.