1、探讨 1lOkv 变电站与电气设计运用摘要：随着我国经济的发展和综合国力的提高。本文以科学发展观为指导，针对 110kV 变电站建设中所涉及的若干关键技术进行探讨，分析了其安装要点和电气设计方法，探讨了其接地系统设计方案，从而为110kV 变电站的科学建设给出指导性意见。本文成果能让相关从业者在开展实际工作中进行借鉴。变电站是输配电系统中的重要环节，是电网的主要监控点。合理地选择 110kV 变电站电气主结线和开关站类型，在电网的安全供电及经济方面，均有着重要的意义。本文是针对某地区电网l10kV 变电站主结线方案和开关站选型研究的总结，引证的一些结论已在实际工作中得到验证和应用。 关键词：1
2、10kv 变电站 安装 电气设计 引言； 目前，稳定的电力供应已成为备受人们关注的焦点。根据我国城市电网规划的总体目标：优化电网结构、提高电网科技含量，建设国际一流的城市电网，满足各地区经济社会发展和供电企业自身发展的需要。而当前的 1 10kV 变电站设计及建设中存在有较多的关键技术，例如：变电站安装的要点、电气设计方法、接地系统设计方案等。如何领会并掌握使用好这些关键技术，是电力企业所有工作人员必须面对的课题。 一、选择电气主结线方式 变电站电气主接线 是变电站电气设计过程的首要部分，同时也是电力系统的重要环节之一。变电站电气主接线连接着各种高压电器，负责接受和分配高压设备的电能，反映各种
3、设备的相互作用、连接方式和各回路间的相互关系，是变电站电气部分重要组成。变电站电气主接线的性能直接影响着变电站的运行过程的可靠性、灵活性，并对电力输变过程的配电装置的布置、继电保护的配置、自动装置和控制方式的选择等方面的作用有决定性的影响。 为了保证变电站供电的可靠性和灵活性，在变电站设计中，往往采用较复杂的主接线。主接线的完善运用虽然保证了供电可靠性，但存在接线方式复杂、运行操作烦琐、检修维护量大、投资大、占地面积多的缺点。因此，在变电站电气设计中应根据负荷性质、变压器负载率、电气设备特点及上级电网强弱等因素来确定变电所主接线方式。一般终端变电所高压侧主接线形式选用线路一变压器组接线和内桥接
4、线。 线路 变压器组接线是最简单主接线方式。高压配电装置只配置2 个设备单元，接线简单清晰，占地面积小，送电线路故障时南送电端变电所出线断路器跳闸。当 1 台主变或一条线路故障退出运行，只需在变电所低压侧作转移负荷操作，就能确保 100% 负荷正常用电，且不影响相邻变电所的运行。内桥接线是终端变电所最常用的主接线方式。其高压侧断路器数量较少，线路故障操作简单、方便，系统接线清晰，保护配置整定简单。当送电线路发生故障时，只需断开故障线路的断路器，对其它回路的正常运行不造成影响。因此，对于地方电网中 110 kV 终端变电所，如主变容量不能满足 Nl 要求，采用内桥主接线方式有利于提高系统供电可靠
5、性。 二、电流系统设计 （一）短电电流计算 短路就是指截流体相与相之间发生非正常接通的情况。短路时电力系统中最经常发生的故障，危害极大。因此，考虑限制 Id 值是主接线设计中应重点考虑的问题。对电力系统网络而言，一般采用运算曲线来计算任意时刻的短路电流。所谓运算曲线，是按我国电力系统的统计得到汽轮发电机的参数，逐个计算在不同阻抗条件下，某时刻的短路电流，然后取所有短路电流的平均值，作为运行曲线在某时刻和计算电抗情况下的短路电流值。 （二）设计直流系统 全站设一套直流系统，按双充双馈配置，用于站内一、二次设备、通信及自动化系统的供电。直流系统电压采用 220V，选用 200Ah 蓄电池组，108
6、 只，分两组，全所事故停电按 2 小时考虑。直流系统采用单母线分段接线，设分段开关，每段母线各带一套充电装置和一组蓄电池组，充电装置采用高频开关电源，模块按 N+1 原则配置，每组充电机选用 4块 20A 模块。蓄电池采用阀控式密封铅酸电池，放置方式采用专用蓄电池室。每套系统设计一套微机型绝缘监测装置和蓄电池容量检测仪，采用混合型供电方式。ll0kV 部分采用放射型供电，每一间隔按双回路方式直接从直流馈线屏获取电源。lOkV 部分则按 10kV 母线分段情况设置。每一段母线均按双回路配置。 三、配置主要设备 （一）主变压器 从型式上看，变电站主变压器的选择一方面为了尽量减小对周边的噪声污染，偏
7、重于选择噪声水平低的自冷式变压器；另一方面为了节约投资尽量选择以风冷式为主的变电器。主变的调压开关近年来全部国产化，主变储油柜采用金属波纹式储油柜，主变高压侧采用 1 10kV8 X1，25%调压方式。对于主变 35kV 侧电压基准值为多少以及是否调压、lOkV 侧电压基准值为多少存在较大分歧 结合全国各地区的实际情况，笔者认为，中、低压侧采用 38.5kV22.5%/10.5kV 比较符合现场运行需求，尤其是对于增容改造变电站更为实用。在一台时价 300 多万元左右的三卷变压器而言，中压侧的均设调压开关，有利于电压质量的提高和满足运行调度的灵活性要求。 （二）断路器 其实一般断路器选用原则：
8、1、空开额定工作电压大于等于线路额定电压；2、空开额定电流大于等于线路负载电流；3、空开电磁脱扣器整定电流大于等于负载最大峰值电流（负载短路时电流值达到脱扣器整定值时，空开瞬时跳闸。一般 D 型代号的空开出厂时，电磁脱扣器整定电流值为额定电流的 812 倍；4、也就是说短路跳闸而电机启动电流是可以避开的。 （三）配电装置 变电站工程中一般由于站址场地狭窄，加之 110kV 出线规模较大，故 1lOkV 配电装置采用三相共箱式结构的全封闭六氟化硫绝缘的组合电器，采用户外中型支持管型母线双列式布置。一组母线配垂直断口单柱隔离开关，另一组母线配双柱水平单断口旋转式隔离开关。此种布置的特点是主变进线、
9、母联、分段及母设间隔与出线间隔以母线对称布置，不单独占用间隔，有效压缩了配电装置的纵向尺寸。GIS 的结构为紧凑型三相共箱式，三相导体共面布置，所有开关设备均采用了弹簧/电动操动机构，由 1 台机构操作，i 相联动。由于无需压缩空气供给系统，从而实现了无油化、无气化。 四、设计消弧及过电压保护装置 该装置是能迅速消除中性点 lF 直接接地系统弧光接地给电气设备带来危害的新技术产品，是确保 lOkV、35kV 系统弧光接地过电压和偕振过电压不致造成危害的有效措施。中性点不接地系统加装本装置后，一旦系统发生单相弧光接地，装置可在 30ms 之内动作，不仅使故障点的电弧立即熄灭，同时也有效地限制了弧
10、光接地过电压；装置运作后，允许200A 的电容电流连续通过 2h 以上，以便用户可以在完成转移负荷的倒闸操作之后再处理故障线路：本装置可将发生在相与相之间的各种过电限制在 3.5 倍以下。装置为金属铠装封闭开关柜，具有弧光接地过电压保护功能、谐振过电压保护功能、故障信息上传功能和装置本体故障保护等功能。 五、结束语 电网中小型 110kV 变电站的电气设计应本着具体问题具体分析的原则，根据变电站在电力系统中的地位和作用、负荷性质、出线回路数、设备特点、周围环境及变电站规划容量等条件和具体情况，在满足供电可靠性、功能性、具有一定灵活性的前提下尽量优化设计方案，精选设计手段。 参考文献： 1朱虹森.小议变电站主接线的设计J.项目管理，2007， （20）：392. 2刘娅.110kV 变电站部分电气一次设计浅析J.民营科技，2009， （6）
