朱正

摘要：目前，就我國(guó)電網(wǎng)的整體規(guī)模情況來(lái)，大型發(fā)電站所生產(chǎn)的電能主要通過(guò)110kV的監(jiān)控線路輸送到地區(qū)中線變電站，然后在利用電纜對(duì)電能的輸送進(jìn)行適當(dāng)分配。可見(jiàn)，110kV變電站部分電氣一次設(shè)計(jì)是電力系統(tǒng)中關(guān)鍵的技術(shù)環(huán)節(jié)，110kV變電站部分電氣一次設(shè)計(jì)是否科學(xué)合理關(guān)系著整個(gè)電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量和穩(wěn)定運(yùn)行。本文主要對(duì)110kV變電站電氣一次部分設(shè)計(jì)技術(shù)有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：110kV變電站；電氣一次部分；設(shè)計(jì)技術(shù)

1主變壓器的選擇

主變壓器的形式、兼容量以及數(shù)量是影響變電站一次主接線方法與配電裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)的主要因素。主變的設(shè)計(jì)定下來(lái)之后，除了以傳遞容量的初始資料為依據(jù)之外，還應(yīng)參考電力系統(tǒng)5～10年內(nèi)的發(fā)展計(jì)劃和輸送功率數(shù)值，當(dāng)然，饋線回路數(shù)等也要考慮進(jìn)去，綜合的全方位的分析后，再進(jìn)行合理選擇。重要變電站在對(duì)主變壓器進(jìn)行選擇的時(shí)候，要考慮在一臺(tái)主變壓器停止運(yùn)行的時(shí)候，剩余變壓器容量在負(fù)荷范圍內(nèi)，而且在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)不僅要能實(shí)現(xiàn)對(duì)一類(lèi)負(fù)荷的供電，還要能實(shí)現(xiàn)對(duì)二類(lèi)負(fù)荷的供電。對(duì)于一般的變電所，出現(xiàn)一臺(tái)主變壓器運(yùn)行停止時(shí)，其他變壓器的兼容量要能滿足總負(fù)荷的60～70%。110kV變電站的主變兼容量和數(shù)量要以遠(yuǎn)景負(fù)荷為依據(jù)進(jìn)行挑選。可見(jiàn)，變電所在進(jìn)行主變壓器的選擇的時(shí)候變壓器的容量要根據(jù)未來(lái)負(fù)荷進(jìn)行確定，并且還不僅僅要考慮變壓器正常運(yùn)行時(shí)的過(guò)負(fù)荷能力，還需要考慮在發(fā)生事故的時(shí)候過(guò)負(fù)荷能力。

2變電站電氣主接線設(shè)計(jì)

變電站主接線設(shè)計(jì)主要是指變電站中一些電氣設(shè)備按照一定的順序連接起來(lái)的設(shè)計(jì)電路，這種電路主要用來(lái)分配和集中電能，變電站主接線的設(shè)計(jì)方案是影響變電站主接線電路功能的關(guān)鍵因素，而變電站主接線設(shè)計(jì)方案需要根據(jù)變電站的規(guī)劃和變電站系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能來(lái)決定。因此，變電站主接線設(shè)計(jì)對(duì)于變電站的整體運(yùn)行有著重要影響，方案的可行性直接影響著變電站的供電質(zhì)量和安全穩(wěn)定性。變電站主接線設(shè)計(jì)對(duì)于變電站中的一些電氣設(shè)備，例如繼電器、熔斷器和配電裝置的功能都有一定程度的影響，不同的設(shè)計(jì)方案，變電站的運(yùn)行狀態(tài)是不同的。因此，對(duì)系統(tǒng)中不同等級(jí)的110kV變電站電氣主接線的設(shè)計(jì)工作，相關(guān)人員要從負(fù)荷性質(zhì)、損耗、運(yùn)行方法、負(fù)載率、占地、操作、設(shè)備的特點(diǎn)、調(diào)度、方便性及投資、等各個(gè)方面進(jìn)行考慮，以確定變電站的一次主接線。下面介紹幾種主要的主接線設(shè)計(jì)。

2.1線路和變壓器組之間的接線設(shè)計(jì)

110kV變電站通常采用雙電源的“T”型接線方式，在高壓側(cè)采用了線路和變壓器連接兩個(gè)斷路器的設(shè)計(jì)，在低壓側(cè)采用單母線四分段的形式，這種設(shè)計(jì)形式，使得變電站中的電壓線路簡(jiǎn)潔明確，整體設(shè)計(jì)占地空間小，減少了投資，線路中過(guò)電保護(hù)效果較好。即使在一個(gè)電源無(wú)法工作時(shí)，這種雙電源的接線方式可以自動(dòng)地轉(zhuǎn)移電路中的負(fù)荷，保證在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)供電。這種接線方式也有一定的缺點(diǎn)，當(dāng)高壓側(cè)端的一個(gè)電源斷電時(shí)，要立即停止主變電器的工作，需要在盡可能短的時(shí)間內(nèi)對(duì)線路中的負(fù)荷進(jìn)行限電，因此，這種接線方式只適合用于沒(méi)有功率轉(zhuǎn)移要求的110kV變電站城域網(wǎng)中。

2.2單母線接線方式

這種接線方式在110kV變電站的高壓測(cè)用的較多，而單母線的分段接線方式在110kV變電站的低壓測(cè)用的比較多。這種接線方式有著可靠性高以及靈活性好的特點(diǎn)，不過(guò)由于高設(shè)備的很多，從而加大了占地面積，成本也隨之而增加。

2.3內(nèi)橋接線設(shè)計(jì)

110kV變電站電源進(jìn)線采用兩路線路同時(shí)接入110kV電網(wǎng)中，高壓側(cè)端主接線采用內(nèi)橋接線設(shè)計(jì)，低壓側(cè)端采用單母線兩分段帶旁母接線方式。這種接線設(shè)計(jì)，使得線路中不需要太多的斷路器，大大減少了對(duì)線路的投資，并保證了斷路器的實(shí)際效果，可以自行進(jìn)行投切。當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，線路中的斷路器會(huì)保護(hù)電路自行斷開(kāi)，不影響其他回路的工作。這種接線設(shè)計(jì)也有一定的缺點(diǎn)，內(nèi)橋接線設(shè)計(jì)降低了110kV變電站運(yùn)行的穩(wěn)定安全性和靈活性，運(yùn)行操作較為復(fù)雜，當(dāng)110kV變電器發(fā)生故障時(shí)，需要同時(shí)斷開(kāi)和這臺(tái)變壓器相連接的兩個(gè)斷路器，這樣容易影響其他沒(méi)有發(fā)生故障的線路的運(yùn)行。由于在110kV變電站系統(tǒng)中有很多的變壓器，因此，這種接線設(shè)計(jì)適合應(yīng)用于高壓線路中運(yùn)行操作比較頻繁的電網(wǎng)中。

3配電設(shè)備的布置

由于110kV的出線規(guī)模比較大，但是變電站的的占地面積是比較小的。所以，一般110kV配電設(shè)備是SF6絕緣材料組合而成的封閉式的，并且用三相共箱式的結(jié)構(gòu)。布置方式是用戶外中型支持管型母線雙列式。在兩組母線上分別配置上垂直斷口單柱隔離開(kāi)關(guān)和雙柱水平單斷口旋轉(zhuǎn)式隔離開(kāi)關(guān)。這種布置方式形成了主變進(jìn)線、母線、分段及母設(shè)間隔與出現(xiàn)間隔是以母線相互對(duì)稱的特性，這種特性因?yàn)椴皇菃为?dú)占用間隔，使配電設(shè)備的縱向尺寸得到了最優(yōu)的配置。由于封閉式SF6全封閉組合電器是三相共箱的結(jié)構(gòu)形式，三相導(dǎo)體是實(shí)行共面布置。

4終端110kV變電站

普通終端變電站所采用的都是無(wú)匯流主接線形式，應(yīng)用橋形和線路接線。線路一變壓器組接線方式是相對(duì)比較簡(jiǎn)單的，它的高壓配電裝置中，只配置兩個(gè)單位的單元，這樣做的優(yōu)勢(shì)是接線方法簡(jiǎn)單且占地面積小。如果一臺(tái)主變線路在檢修時(shí)出現(xiàn)故障，并且要退出運(yùn)行，那只要將變電站低壓側(cè)作轉(zhuǎn)移負(fù)荷操作，就能夠使全部負(fù)荷正常供電。地方電網(wǎng)中使用的110kV類(lèi)型終端變電站，假若主變?nèi)萘靠蓾M足“N-1”準(zhǔn)則的要求，則對(duì)其采用內(nèi)橋接線這一方式可以有效地提高系統(tǒng)供電的可靠性；而對(duì)于變電站內(nèi)部變壓器經(jīng)常切換或者當(dāng)變電站外部系統(tǒng)有穿越功率流過(guò)時(shí)則應(yīng)采用外橋式接線。

5結(jié)語(yǔ)

110kV變電站部分電氣一次設(shè)計(jì)是一個(gè)長(zhǎng)期復(fù)雜的工程，對(duì)于110kV變電站的供電質(zhì)量和安全可靠性有著重要的影響。因此，科學(xué)合理的110kV變電站部分電氣一次設(shè)計(jì)要根據(jù)變電站在整個(gè)電力系統(tǒng)的中作用和地位，要綜合考慮各方面的因素，例如變電站的主接線設(shè)計(jì)，高壓配電裝置的設(shè)計(jì)和消弧裝置和過(guò)電壓保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)，只有這樣110kV變電站部分電氣一次設(shè)計(jì)才能滿足電力系統(tǒng)的需求，推動(dòng)110kV變電站的良好運(yùn)行。

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（作者單位：池州電力規(guī)劃設(shè)計(jì)院）