110kV变电站电气设计

吕军

摘 要：变电站作为输配电系统中重要的组成部分，是我国电网系统建设的核心，在电力系统中有着重要的使命，为我国居民的生活以及生产用电提供了可靠地保障。本文从110kV变电站着手，探究变电站的电气设计规范。

关键词：110kV 变电站 电气设计

随着我国社会经济的迅速发展，生产生活的用电需求日益增长，国家针对这一状况也加大了对电力系统的建设，保障了居民的生产生活用电，而110kV变电站作为整个输配电系统的核心部分，在电力系统中发挥着重要的作用。因此，为了提高110kV变电站的供电效率，保障供电过程中的安全，必须要加强对110kV变电站电气设计的研究，从而保证电力系统的可靠运行。

一、变电站电气主接线的设计

（一）电气主接线设计的要求

在110kV变电站的电气设计过程中，电气主接线的设计是最为重要的。电气主接线主要负责电流的生产、分配以及汇聚，在对电气主接线的设计中，需要注意经济性、灵活性以及可靠性。首先，在设计中要尽可能的减少资金投入；其次，需要根据110kV变电站在整个电力系统当中的具体作用来进行设计，以便于能够满足居民生产生活的正常用电需求。最后，在设计电气主接线时应当尽可能的避免接线复杂、操作困难等现象，保证在对其进行维护检修时较为方便，同时也应当保证供电系统运行的安全。在对电气主接线设计时只有注意到这些要求，才能够在节省资金的同时，保证设计的质量，以确保110kV变电站的正常运作。

（二）电气主接线的接线方式

电气主接线的接线方式较为复杂，在整个110kV变电站中占据着重要的地位，能够确保变电站的正常运作，满足社会对电力资源的需求。目前，电气主接线的接线方式有线路变压器组接线、桥式接线以及T型接线三种。其中，在确保“N-1”可靠性原则得到满足的条件之下，与桥式接线方式相比，线路变压器组接线方式具有建设投资较少，容易进行扩建以及占地面积较少等优点；但是，该接线方式仅仅适用于终端变压器，在建设中转类型变电站之时往往需要其他基线方式的配合。T型接线方式既可以适用于终端变电站，也可以适用于作为中转型的变电站，具有使用范围广泛的优点，考虑到在110kV变电站在电气设计之时需要注重经济性、灵活性以及可靠性等原则，因此，在电气主接线的设计中可以选用T型接线方式，以确保电气主接线的正常运作。

二、短路电流的计算

（一）短路电流计算的目的

在110kV变电站的电气设计过程中，短路电流的计算是一项十分关键的环节，其目的：（1）在选择电气设备时，尽可能的节省建设资金，同时为确保所选设备在故障发生时以及正常运转知识都能够可靠地运转，就必须要注重短路电流的计算；（2）在选取变电站电气主接线时，为了能够对某一电气主接线的是否采取短路电流的限制措施，就必须要进行短路电流的计算，只有这样才能够保证整个变电站系统的可靠性以及安全性。

（二）短路电流计算的方法

在110kV变电站电气设计对短路电流的计算过程中，往往采用的是运算曲线来计算某一时刻在整个变电站系统中的短路电流。这就需要相关工作人员根据出现短路的线路中出现的等值电路图，然后得到该短路回路中所转移的电抗，把这一部分的电抗归入到计算电抗X，再计算电路不同阻抗之下的短路电流，求出这些短路电流的平均值，最终根据运算曲线得到短路电流的数值。

三、主要设备配置的设计

（一）主变压器

在110kV变电站的高压配电结构以及电气主接线的接线方式都容易受到主变压器的数量、型号以及自身容量的影响，因此，在110kV变电站电气设计的过程中，主变压器的设计处于极其重要的地位。在设计主变压器时，不仅要考虑到变压器的自身容量，还要根据110kV变电站的长远发展计划以及电压的等级等情况进行综合的分析设计。为确保110kV变电站在供电时的可靠性，在电气设计时，往往会在变电站装配两台三相式的主变压器，在对主变压器进行电气设计之时，三相绕组的接线组别应当要与电力系统当中的电压相位保持一致，同时也要根据110kV变电站所处的实际情况，来确定主变压器的连接方式，以保证变电站的可靠运行。为降低对变电站周边环境的噪声污染，城市中心通常偏重选择自冷式变压器，而位于其他位置的变电站考虑到资金投入情况，往往会偏重于风冷式变压器。

（二）断路器

随着电力电网建设规模的逐步擴大，电力系统中短路容量也呈现上升趋势，因此，在对110kV变电站进行电气设计的过程中，一定要为断路器的选择留下空间。在选择设计断路器时需遵守以下的原则：首先，线路当中的额定电压一定要小于空开的额定工作电压；其次，线路当中的负载电压一定要小于空开额定的电流电压；最后，负载过程中所出现的最大电流，一定要小于空开电磁脱扣器的整定电流。六氟化硫断路器、六氟化硫成套装置应用较普遍，主要是由于这两者在变电站运行的过程中较为可靠，而且使用周期较长，维修方便，有利于节约投资成本。

四、监控系统的设计

110kV变电站的监控系统主要是负责保障供电电网的安全稳定运行，以及节约110kV变电站的工程成本。110kV变电站监控系统的实时监控能够为110kV变电站的管理者以及运行人员的决策提供重要的参考资料。

（一）监控系统结构

监控系统的结构主要分为三层：第一层设计为上位机，第二层是PLC，第三层是由断路器以及隔离开关等设备组成、具体负责电压以及电流等参数的监控。110kV变电站监控系统中的主控计算机通过普通网卡与以太网进行连接，PLC则通过以太网的通信模块与以太网进行连接，借助TCP/IP协议完成两者之间的相互通信。

（二）组态软件

组态软件作为开发平台，必须采取变化的组态方式构建自动监控系统。在对110kV变电站电气监控进行组态软件的设计时，要设计好监控的界面，监理PLC设备；创建实时监控数据库，使检测数据点与PLC中的数据对应起来；制作图形界面，以便于设备工作状态的显示以及报警等。

结语

综上所述，随着社会电力需求的日益增长，110kv变电站作为电力系统中重要的组成部分，对电力系统的稳定有着极其重要的作用，因此，在对110kv变电站进行电气设计的过程中，应当加强对电气主接线、短路电流、主要设备以及监控系统的设计，从而保障110kv变电站的安全运行，为社会提供可靠地用电保障，促进经济的发展。

参考文献

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