110kV变电站电气设计

2020-12-14高梓芊

湖北农机化 2020年19期

高梓芊

(齐齐哈尔工程学院，黑龙江齐齐哈尔 161005)

1 110kV变电站电气自动化设计

1.1 电气主接线设计重点

变电站中主接线接线的方式比较复杂，可以将其分为线路变压器组接线、桥式接线和T型接线3种，线路电压器接线的方法成本较低，且接线比较简单，容易操作和施工，但线路变压器只能作为终端的变压器，要和其它的接线方式一起使用；T型接线方法主要适用于终端变压站和中间变压站的连接，采用这2种接线方式较为常见，电气主接线设计如图1所示。

图1 电气主接线设计

1.2 合理选择主变压器

(1)要结合实际负荷计算主变压器容量，远近距离的变压器容量要科学计算。

S近=0.9×(S近35+S近10)=0.9×(10.144+6.306)=14.805MVA

S远=0.9×(S远35+S远10)=0.9×(19.375+20.348)=35.751MVA

对于一些特殊用户供电的变电站需要多台主变压器的，若其中一台出现故障运行异常，剩下的一台主变压器容量应该能够确保满足全部负荷的70%以上，得出：

S断=0.8×S远=0.8×35.751=28.601MVA

主变电压器容量Sn>28.601MVA，要根据目前的R10系列标准，选用主变容量为31.5MVA。

(2)校核条件分析

对于多机器的变电站，如果一台停止运行，其它主变压器容量要能够确保一二级负荷可以正常供电，即：

(n-1)Se≥ΣS1+ΣS2

对于变电站而言，变压器是核心设备，它的主要作用就是对电流进行升压和降压处理，使其达到使用标准。选择主变压器要结合实际需要，主要考虑用电量和用电负荷等因素，如果发电量较小，可以使用1台变压器配合2台发电机，如果发电量较大，要结合实际增加变压器和发电机。主变压器按照冷却方式可以分为自冷式，风冷式和油循环3种，风冷式比较低碳环保，自冷式噪声较小。设置主变压器要调整调压开关，要结合实际调节侧电压。

1.3 直流系统的设计

变电站直流系统的设计也是不可忽视的，要遵循双充双馈配置的基本原则，设计要能够满足变电站的实际需求，保证提高变电站电力系统运行的安全性。技术人员可以将直流系统安装在变电站一、二次设备及自动化供电系统中，营造优质的用电环境。直流系统设计要采用220V电压和200Ah蓄电池组，应该按照变电站实际运行的需求将其分为2部分内容，形成科学的设计模式。直流系统设计中要合理安置电池，要建立专用蓄电池室，可以使用放射型供电方式。

1.4 配电装置的合理配置

110kV变电站运行中要合理配置配电装置，可以采用三相共箱式结构的全封闭六氟化硫绝缘组合电器，采用户外中型支持管型母线双列式的布置模式，保证变电站的安全运行。户外中型支持管型母线双列式布置方式具有显著的优势，其主变进线、母联和分段与出现间隔以母线对称，缩短了配电装置纵向的距离，设计比较科学，解决了传统的配置占地面积大的问题。110kV变电站设计中要做好配电装置的布置，技术人员要高度重视这一问题，保证变电站设备的正常运转。

2 110kV变电站电气设计与防雷保护

2.1 110kV变电站进线保护

变电站在电气设计中要注意做好防雷保护，要考虑变电站的实际运行情况，合理限制雷电电流流经避雷器的幅值与雷电波陡度。实际进行避雷保护时，线路存在过电压现象，幅值为线路绝缘50%的冲击闪络电压行波向变电所运动，冲击压较大，线路中的电流幅值大于变站站设备的电流值。变电站防雷设计要从实际出发，在距离变电站位置较近的线路中安装避雷线，如果不安装避雷线，会导致变电站进线遭到雷击后，流经避雷器的雷电电流幅值超出承受极限，导致线路损坏。为了保护变电站中的设备正常运转，要在雷电波出现范围内确定变电站进线段外的范围内进行防雷保护设置，110kV变电站如果没有避雷线的线路，就要安装避雷线，避雷线长度控制在1～2km，进而降低进线中雷电波的大小。变电站线路如果绝缘性能良好，要在进线中加装管型避雷器，进而调节雷电波幅值，避免恶劣天气下遭雷击。

2.2 110kV变电站电气设计接地屏蔽技术

变电站电气设计过程中还要注意采用接地屏蔽技术，实现变压电力系统的稳定运行，电力系统可以分为保护接地、防雷接地与工作接地3种。保护接地是指使用外科装置保护电气设备，工作接地是组织保证电力安全运行采用的接地方式，防雷接地是向大地释放电流的设计方式。电网运行需要依靠很多得设备和仪器进行电力开发和输送，因此，要采取合理的接地设计保证系统的稳定运行。对于电气设备而言，采取有效的措施达到对冲击的屏蔽是至关重要的，雷击电流容易对电气设备造成不可逆的损伤。因此，采用接地屏蔽技术可以实现对雷击电流的传导和释放，接地设备设施要发挥其应有的作用，变电站防雷设计一般选择自然接地体实现防雷保护。