关于110kv变电站电气设计的原则、关键要点

关于110kv变电站电气设计的原则、关键要点

作者：端巧红

来源：《农家致富顾问·下半月》2014年第14期

摘要：变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全厂（所）电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。本文主要探讨一下110kV变电站电气设计原则、关键要点。

关键词： 110kv 变电站；电气设计；要点

变电站，改变电压的场所。为了把发电厂发出来的电能输送到较远的地方，必须把电压升高，变为高压电，到用户附近再按需要把电压降低，这种升降电压的工作靠变电站来完成。变电站的主要设备是开关和变压器。按规模大小不同，小的称为变电所。变电站大于变电所。变电所：一般是电压等级在110KV以下的降压变电站；变电站：包括各种电压等级的“升压、降压”变电站。

1. 110kv 变电站电气设计的基本原则

对于110kv 变电站来说，对其进行电气设计的过程中需要遵循以下的原则： 1.1 首先，要把好电气设备的选择关

选择的电气设备必须要可以满足变电站的运行、检修、短路、过电压等情况。同时在选择电气设备时，要考虑到变电站未来的发展需求，选择质量过硬的设备。在设备安装前，要做好检测工作，坚决禁止质量不过关的产品进入施工现场。 1.2 在选择设备的过程中，要按照环境的条件来校验

南方地区雨水多，湿气大，为了保证设备在运行过程中的安全性和稳定性，必须要做好设备的防潮和防水工作。即使雨水不多，防潮和防水工作也要做，在运输过程中不保不会下雨。此外，对于设备的选择必须要遵循设备先进、性价比高的原则，如果设备落后，不仅难以保证电网的正常运转，也会在一定程度上增加故障的发生率，也会增加相应的维修费用。 1.3 尽量减少设备的品种

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如果选用新产品，必须要做好相应的检测工作，确保新产品的性能能够符合标准要求，如果工程为扩建工程，那么就必须要使用与旧设备相同型号的新设备，从根本上降低故障的发生率。

2. 110kV 变电站电气设计的关键要点 2.1 高压配电装置的选择

110kV 变电站在高压配电装置中所采用的布置形式有两种，即屋外布置和屋内布置。屋外设置有三种类型：屋外中型布置、屋外半高型布置和屋外高型布置。屋外中型布置在屋外设置较为清晰，造价相对较低且运行较为可靠，它是将所有的电气设备都安装在地面设备支架上。母线下不布置设备；屋外半高型布置能够减少配电装置之间的跨度，但是却在布线时增加了线路的面积，对于进出线回路较少的变电站较不适用。它是把母线和母线之间进行隔离，且将断路器和电流互感器放置在母线升高的下方；屋外高型布置主要适用于双母线的布置，是在母线和母线隔离的基础上，将开关进行上下重叠布置。以上三个方案中，屋外中型布置方式占地面积最大，但检修维护条件较好；屋外高型布置、屋外半高型布置两种方式均可节约土地，但操作条件比屋外中型配电装置差，检修上层设备不方便，且抗震能力比屋外中型配电装置差。此外，对110kV 及以上的配电装置通过经济比较及布置要求，可采用屋外SF6 气体绝缘金属封闭开关装置（GIS）布置方案。

屋内布置也分为三种情况：普通电器的屋内布置、屋内SF6 气体绝缘金属封闭开关装置（GIS）布置和110kV 断路器的屋内布置。其中屋内GIS 布置由于其占地面积最小且投资成本最高，因此其使用范围一般在城市的中心。 2.2 变压器的选择

变压器是110kV 变电站中较为重要的电气设备之一，它的选择对于变电站的安全、可靠、稳定、经济运行有着至关重要的作用。

2.2.1 当变电站符合以下条件中的任何一条时，均必须安装至少两台以上的变压器：其一，存在大量的一级负荷或者虽然属于二级负荷但从安全角度考虑时；其二，季节性负荷变化较大的地区；其三，几种特定负荷较大的情况下，如动力电与站名共用变压器、电源系统不接地、电气装置外露等等。

2.2.2 变压器的台数。在城网变电站中通常都配有两台或两台以上的主变，这是因为当某一台变压器出现故障时，可以将其上的负荷转移到另一台变压器上， 以确保电力系统能够正常供电。对于110kV 变电站而言，在满足相同供电能力以及供电可靠性的前提下，应当安装几台变压器更为合理， 则需要按照该区域的具体供电条件、负荷性质、运行方式等等进行确定，同时还需要考虑经济性和技术性这两大原则：其一，确定主变容量。在总负荷一定时，当

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停止其中某一台变压器，要求供电能力保持不变；其二，变压器自身的容量上限；其三，变压器的实际占地面积。由于110kV 变电站多位于市区，而市区本身面积比较有限，为此，节约变压器的占地面积就显得尤为重要。而安装三台变压器显然要比两台占地面积大；其四，设备投资。当采用高压有断路器的接线方式时，通常都会使用SF6断路器，而采用T 接线方式或是线路变压器组接线方式时，则需要建设出线间隔，这样一来投资势必会有所增大；其五，短路电流水平。当变压器单台容量提高以后，势必会使低压侧的短路容量有所增大，这样一来就会给10kV 配电设备的选型带来一定的困难。为此，当变压器容量较大致使10kV 配电无法选用轻型设备时，应采取限制短路电流的措施；其六，变压器成本。选用两台变压器与三台变压器所需的总容量要相对较多，但总体投资却所差无几。若是以两台主变和三台主变两种方案为例，两台变压器的方案要比三台占地面积小很多，并且投资成本和运行维护费用也都低得多，同时容载比较大、电网适应能力强，优越性非常明显。但需要注意的是，随着城市的不断发展，用电密度势必会有所增加，加之为了进一步提高变电站运行的安全性和灵活性，110kV 变电站的电气设计上， 应当采用三台主变，这是变电站一次电气设备设计的必然趋势。所以，在设计时，设计三台主变，两台投运一台备用。备用的主变把和它相关的场地设计好，以便将来扩建。

2.3 主接线方式的选择

在110kV变电站电气设计上，接线方式不需要采用较为复杂的主接线。复杂的主接线方式的运用虽然能够保证变电站的供电可靠性，但是不足之处也是显而易见的，接线方式较为复杂、运行操作过于频繁、检修维护量大、投资成本大、占地面积多等等。在110kV变电站电气设计中，应当按照实际负荷性质、电气设备特点、变压器负载率以及上级电网强度等等因素确定主接线方式。通常情况下，变电站高压侧的主接线方式可采用内桥接线或线路与变压器组接线这两种方式。

2.3.1 内桥接线属于终端变电站最为常用的一种主接线方式，其优点：断路器数量少、线路故障操作简便、系统接线清晰、保护配置与整定简单。当送电线路出现问题时，仅仅需要将故障位置的断路器断开便可以切除故障区段，不影响整体线路的运行。为此，建议110kV电气设计应当尽量采用内桥主接线的方式，这样有利于提高系统的供电可靠性。

2.3.2 线路与变压器组接线。这是一种比较简单的接线方式。仅需在变电站低压侧进行转移负荷操作就能保证负荷正常用电，并且对相邻变电站基本无任何影响。 3. 结语

110kv 变电站电气的设计是一个系统、综合的工程，也是电力系统设计过程中的核心工作之一。要做好110kv 变电站电气设计的工作，除了要设计科学严谨的方案以外，还要做好接线方式、配电器以及电气设备等因素的选择问题。只有将完美的设计方案与完美的设备相结合，

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才能令变电站在实际运行的过程中收到最好的效果，才能在最大程度上降低设备运行过程中的维护费用，进而保证电力系统运行的设计效益和经济效益。