劉杏娟

大理電力設計院有限責任公司

淺析變電一次設計過程的細節(jié)問題

劉杏娟

大理電力設計院有限責任公司

國家十三五規(guī)劃把能源戰(zhàn)略作為一個重要組成部分，對未來電網(wǎng)的發(fā)展提出了要求，而智能電網(wǎng)、綠色電能是能源戰(zhàn)略的發(fā)展方向。國外變電站的研究是直流輸出代替交流。110kV變電一次設計不僅是智能電網(wǎng)的重要支撐，而且技術先進、安全經(jīng)濟和選址合理的110kV變電一次設計是電力能源行業(yè)的基礎。電力行業(yè)關系我國人民日常生活與社會穩(wěn)定發(fā)展，是國民經(jīng)濟的基礎能源產(chǎn)業(yè)。電氣設備的升級換代和消除安全隱患的新技術是電力行業(yè)的主要發(fā)展方向，例如變壓器的電抗器設計，并聯(lián)間隙防雷保護裝置等。針對電力系統(tǒng)中存在的問題和智能電網(wǎng)系統(tǒng)設計，提出110kV變電一次設計的細節(jié)。

變電一次設計；細節(jié)；問題

在我國國民經(jīng)濟的發(fā)展過程當中，電力工業(yè)是相當重要的，其可以有效促進我國的經(jīng)濟發(fā)展。因此，需要對我國的變電一次設計進行分析，并且根據(jù)其實際情況提出相對應的建議和意見，更好地促進我國電力行業(yè)的不斷發(fā)展，為人們的生產(chǎn)和生活提供電力保障。文章從變電一次設計的基本內容入手，對變電一次設計要點作了分析，并對變電一次設計過程進行了研究。

1 重要性

變電站在整個供電系統(tǒng)中具有非常重要的作用，表現(xiàn)在電壓變換與調整、電力資源分配、電網(wǎng)潮流控制等方面，在整個供電網(wǎng)絡中承擔著各方聯(lián)系樞紐的重責，通過建設變電站可將分散的供電網(wǎng)絡有機地聯(lián)系在一起，對電能進行合理分配，使整個電力系統(tǒng)以穩(wěn)定、高效的狀態(tài)運行下去。在變電站的所有功能之中，非常重要的一項就是對高低壓進行有效轉換，這一方面能減少傳輸過程中電能的損耗，另一方面也方便了電能的遠距離傳輸?；诖?，變壓器也就成了變電站最重要的設備。除變壓器之外，變電設備還有控制開關、計量儀表、通信裝置、繼電保護裝置、防雷保護裝置等。

由于110kV變電站和用戶的聯(lián)系非常密切，所以其建設數(shù)量較多，分布范圍較廣，在進行相關設計時，必須充分考慮經(jīng)濟性、安全性、靈活性等原則，以降低建設的經(jīng)濟成本，有效地應對電網(wǎng)中可能出現(xiàn)的各種電力故障，滿足社會發(fā)展和人民生活對電力資源的需求。

2 110kV變電站設計的主要原則

相關設計者在開展110kV變電站設計時，必須時刻考慮下面幾個原則，進而達到設計需要的質量。第一，設計過程中選用的電氣設備能夠達到變電站運行要求，同時便于排除故障、檢修工作。在設備選型時，不應該只考慮當前技術需要，還需能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運行。第二，在選擇一次設備的過程中，必須根據(jù)變電站的實際環(huán)境，進一步完善變電共組工作，使變電站處于更好的工作狀態(tài)中。第三，最后選擇得到的一次性設備必須具備成本低廉以及技術先進等特點。如果使用的設備相對較為落后，那么設備運行過程中的安全將不能得到有效保障。第四，在選擇導體時，應該盡量降低導體種類數(shù)量，從而使有效設備更換難度得到保障。

3 一次設計的細節(jié)設計要點

3.1 變壓器選型分析

變壓器是變電站非常重要的電力設備，它的選擇是否合理關系著變電站的運行是否安全可靠。第一，在變壓器數(shù)量與電力負荷的關系方面，如果建設地區(qū)存在大量一級負荷或季節(jié)性負荷變化較大時，必須安裝2臺以上的變壓器。第二，合理選擇安裝的變壓器數(shù)量，一般變電站都會裝有2臺或2臺以上的主變壓器，以保證其中一臺出現(xiàn)故障時供電系統(tǒng)仍能正常工作。對于110kV變電站的設計而言，在考慮安裝幾臺變壓器的問題時必須結合當?shù)氐墓╇姉l件、供電負荷以及電力系統(tǒng)的運行特點，具體可參考以下幾點：(1)及時確定主變容量，在保證總供電能力的前提下，考慮變壓器發(fā)生故障的特殊情況；(2)考慮變壓器數(shù)量對變電站占地面積的影響，因為變壓器的數(shù)量與變電站的占地面積直接相關，考慮到經(jīng)濟性原則，必須將數(shù)量對于占地面積以及設備投資的影響列入考慮；(3)考慮短路電流的影響，提高單臺變壓器的容量勢必會增加低壓側的短路容量，給設備選擇工作帶來實際困難，所以如果設備容量較大，必須采用限制短路電流的技術措施。

3.2 線路設計和工程接線方式

我國的主接線在運行的過程中一定要能支撐電壓范圍、負荷以及供電次數(shù)的實際運行考驗。電氣主接線的設計關系到電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性，是電網(wǎng)線路布置的主要因素，影響到二次設計的繼電保護自動裝置、斷路器等設備的配置安裝。

線路布置包括分段、接線出線方式，應用電氣規(guī)范設計，應實用和簡潔，有利于安裝和檢修。雙電源進出線設計應經(jīng)濟合理，注意間隔布置均勻、選擇軟導線架空方式或者內橋接線，應減少二次設計回線。在居民住宅的進出線可運用支柱架設方式，保障檢修的可靠性。

3.3 斷路器的合理選擇

斷路器也是110kV變電站非常重要的設備，在選擇斷路器時必須遵循相關參數(shù)的規(guī)范要求，以滿足電力系統(tǒng)的基本需求。(1)斷路器要有很好的電力絕緣特性，從而在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時方便維修。(2)應保證斷路器具有良導體的性質，從而滿足在長期負荷電流下故障發(fā)生概率較低的要求。(3)電力系統(tǒng)在發(fā)生故障的情況下，產(chǎn)生的短路電流值會比較大，斷路器的良導體性質能夠保證系統(tǒng)有足夠的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。(4)斷路器的分斷時間要短，且具備斷路能力較強、內部線路結構比較簡單、質量較輕、體積較小、安裝程序和維護修理簡單方便等特征，同時還必須滿足機械壽命和電氣壽命長的要求，以減少更換次數(shù)，降低維護成本。比如，LW30-126型斷路器的技術參數(shù)如表1所示，實踐表明，該型號的斷路器具有良好的工作性能，能夠滿足110kV變電站運行的各項要求。

綜上所述，由于社會經(jīng)濟的不斷進步，我國居民用電需求不斷上升，所以110kV變電站的設計工作也得到了越來越多民眾的注意。就變電站的實際建設過程而言，相關設計者應該嚴格遵守整個行業(yè)中的原則，隨后根據(jù)實際情況、系統(tǒng)負荷、應用范圍與設備特征等因素，制定最合適的規(guī)劃。如此就能夠嚴格保證一次設計方法的安全性與合理性。

[1] 張秋莉. 變電一次設計及無功補償設計分析[J]. 中國新技術新產(chǎn)品，2016，01：76.

[2] DL/T 5429-2009. 電力系統(tǒng)設計技術規(guī)程 [S].