浅谈110kV变电站电气一次系统设计

马瑞

摘 要：近年来，随着经济社会的发展，社会群众对用电需求提出了更高的要求，电力事业也有了前所未有的发展，电力网络规模在东中西部地区大面积展开，电力设备无论是在安全性还是用电保障上也有了实质性的突破，然而，伴随变电站产生的用电安全事故还是时有发生。在电力系统接线组成中，变电站电气主接线是其中的重要组成部分，主接线是否正常，很大程度上关系着整个电力系统的安全、灵活、稳定、经济运行的基本情况，甚至影响变电站电气设备的选择、配电装置的布置等。

关键词：110kV；变电站；电气；一次系统设计

中图分类号：TM645 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）22-0154-01

供电公司一方面完善各类供电设备设施，清理各种安全隐患，另一方面则不断引进新的电力设备，整体上来说，供电的安全性有了切实的保障。然而，伴随着社会整体用电需求的增加，以及用电设备老旧、老化等原因的存在，不同性质的用电事故还是时有发生。本篇文章主要是围绕110kV变电站电气的一次设计展开描述，对变电站电气主接线的概念进行了解释，为深入推进各种类型的用电网络建设及改造创造了条件，对清理供电安全上的各类隐患大有裨益。

1 变电站电气主接线基本定义

变电站电气主接线涵盖的内容较多，有普通的变压器、断路器或者其他的避雷设施等，这些都属于主接线的范畴。这些设备需要按照一定的顺序进行有机的连接，从而形成一种安全的闭合线路，这样做的目的主要是对电能进行汇集及相关的分配等。虽然影响电气主接线的因素非常多，例如，用电设备的型号、电压、天气情况、主接线方案等都会产生影响，但是，起决定性影响作用的则是主接线方案，在方案设计上，需要充分考虑变电站的各种规划，将需要规避和重视的因素囊括在方案设计中，还得对主接线在变电站系统中承担何种任务进行考虑，需要考虑的内容比较多，涉及到的项目也非常复杂。从某种意义上说，主接线方案直接决定了变电站的整体规模，该方案把变电站需要考虑的各个项目、环节都涉及到，如果方案是正确的且运行正常，那么，可以说变电站系统整体上也会安全、稳定、正常的运行。同时，主接线方案还会影响电气设备、布置配电装置等许多方面，所选择的设备、装置等都需要与主接线方案衔接起来，只有这样，才能最大限度的减少变电站在实际运行后各种安全事故的发生。这就需要对电气主接线方案是否合理进行反复的研究，修改其中不完善之处，确保方案的不断优化和正确，这样能很多处理不同环节、不同项目之间的关系，全面分析有关影响该方案实行的相关因素、技术及投入成本等。

2 主接线的设计

在进行主接线方式设计的时候，需要充分考虑各种元素之间的关系，只有这样才能保证主接线方式准确、完整，也才能为避免相关事故创造条件。

（1）在系统中，变电站起到关键作用，是所有软硬件设施的所在地，这就要求各类变电设备、装置等必须符合变电站的环境要求。（2）在方案设计上，有的时候考虑不全面，单纯考虑当下，没有将变电站今后可能的变化考虑其中，这就使得方式在设计上比较狭隘，因此，方式设计必须把宏观和微观、当下和今后结合进来，尽可能为未来的发展变化留足空间。（3）充分考虑主电线和变电站今后负荷的大小，结合周边城区建设、工矿企业建设等，将最大电荷承载考虑到位，妥善应对不同季节的用电峰值，同时，还需要考虑出线回数对主接线的影响。（4）需要考虑备用容量的有无和大小可能对主接线带来的影响，这就要求先计算出基本的负荷，根据负荷选出主变压器，然后根据经济型、可靠性和灵活性三个基本要求确定110kV采用单母线分段等不同的电气主接线形式。

3 一次设计中高压配电装置的选择

110kV变电站高压配电装置中一般采用的布置形式主要是屋内布置和屋外布置两种。当前，在中国电力市场上，有三种常见的屋内布置方式：安装普通电器的屋内布置、SF6全封闭组合电器的屋内布置、110kV断路器的屋内布置，这三种方式的最终选择需要考虑变电站、主接线方案等多种元素，通过选取合适的配电装置，能最大限度的保证供电安全，规避各种风险安全事故的发生。从总的占地面积、基本的投资成本来看，屋内布置的前两种方式是基本相同的，110kV断路器的屋内布置在占地面积上则是最小的，由于占用空间小，就可以定期开展各种类型的安全维护，且维护的角度全面，相对其他两种方式，维护方便，但是，它的实际维护成本是较高的，因此，在国内的使用率并不高，尤其是在中心部地区、农村地区，该种方式采用非常少，如果有使用的，则主要是在北京、上海等其他用地非常紧张的大中城市，相比居高位的地价，该方式的价格还是比较容易接受的。按照当前业内流行的分类标准，屋外布置和屋内布置也一样，也可以从三个方面进行分类，包括屋外中型布置、屋外半高型布置、屋外高型布置。在三种分类中，屋外中型布置比较特殊，主要是指将所有的电气设备都安装在母线上，安装位置较安装在支架上要高，所以清晰度非常好，使母线与所有的电气设备都互联互通，在实际运行过程中可靠性也有了保障，从而代替都安装在地面的设备支架上，可以减少一定的支架安装费用开支，也可以减少过度分散安装带来的问题隐患。屋外半高型布置的特点就是实现了母线和母线之间的相互分离，以往母线承载的压力非常大，但是通过这样的布设，就将母线承载的压力进行一定的分流，并在母线升高的下方将断路器以及电流互感器等一些设备直接布置在此即可。这种类型的屋外布置方式有一个非常明显的特点，就是配电装置之间的跨度被非常明显的减少了，这是其他的屋外布置方式所不能相比的，这种方式使用的人力、物力和财力都比较小，这种方式方便了对相关的设备进行集中管理，也减少了一定的费用开支，但是，由于这些线路间隔不能合并，就使得线路增大了横向面积，该类型布置适合进出线回路较多的变电站，在中西部地区回路较少的变电站居多的地方采用率并不高。而对于高型屋外布置，这种类型的屋外布置则是指将母线与母线隔离，开关上下重叠而进行的布置，该种类型的布置主要适合于双母线的布置。

4 电气设备典型的接线方式

在110kV的变电站电气设计中，主要考虑的就是终端变电站以及中间变电站。前者变电站则接近110kV变电站负荷中心，并在其中分为两路进线，从而将电能分配给低压用户，而实现这一分配的主要是通过两台主变来实现的。终端变电站的高压侧主接线形式有三种：单母线接线；内桥接线以及线路变压器组接线，对于单母线接线方式，主要是用在110kV变电站的高压侧主接线，且单母线分段的接线方式是在110kV变电站的低压侧主接线，其特点就是在供电上非常稳定，实际操作起来也比较灵活，但是，相比其他的方式来说，在成本投入上一直是居高不下。对于内桥接线方式，主要用在110kV变电站的高压侧主接线，单母线分段的接线方式则是用在110kV变电站低压侧主接线。虽然该种方式被普遍适用，但是这种方式也有非常明显的不足之处，例如，供电不是非常稳定，实际操作经常出现问题，这些问题很容易引发电力方面的安全事故，而且灵活性不够。

5 结语

110kV变电站电气的一次设计相比其他的项目来说是非常复杂的，包括的环节多，涉及的内容广，在电力系统中占有非常重要的位置，在实际设计中，需要充分考虑电气设计方案、配电器选择等，只有这样才能确保设计的顺利进行，严防各类安全事故的发生。

参考文献

[1]李莉平.浅析110/220kV变电站电气一次主接线设计[J].通讯世界，2015，（23）：178-179.

[2]范清華.110kV变电站电气一次系统设计研究[J].企业技术开发，2015，34（17）：18+22.