关于变电站一次设计的探讨

关于变电站一次设计的探讨

谢旭平

（广州启弘电力工程咨询有限公司510655）

摘要：变电站在电力工程中占据很重要的地位，同时也是电力工程监控的核心对象。变电站对应的设计标准将作用于整个电力工程的运行，并对电力工程供电质量造成极大影响。在变电站一次设计过程中，需要涉及大量不同的因素与技术内容，同时相关设计者还应该展开较为全面的考察，抓住其中的核心，进而使设计的变电站供电运行更加安全稳定。本文主要以110kV变电站进行一次设计分析。

关键词：变电站；一次设计；要求

1110kV变电站一次设计的要求

在进行110kV变电站一次设计过程中，需要达到以下几个要求，从而达到设计的质量要求。（1）设计过程中选用的电气设备必须符合变电站运行要求，同时便于排除故障、检修工作。在设备选型时，不应该只考虑当前技术需要，还需能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。（2）在选择一次设备的过程中，需要结合变电站的实际环境，进一步完善变电共组工作，使变电站处于更好的工作状态中。（3）最后选择得到的一次性设备必须具备成本低廉以及技术先进等特点。如果使用的设备相对较为落后，那么设备运行过程中的安全将不能得到有效保障。（4）在选择导体时，应该尽量降低导体种类数量，从而使有效设备更换难度得到保障。

2电气主接线设计

电气主接线又称为电气一次接线，它是将电气设备用规定的图形和文字符号，按照电能生产、传输、分配顺序还有相关要求绘制的单相接线图。主接线代表了变电站高电压、大电流的电气部分的主体结构，也是电力系统网络结构的重要组成部分。主接线设计一定要经过技术与经济的多方位比较，还要根据各个方面的影响因素，才能得到实际工程确认的最佳方案。110KV侧为内桥接线，10KV侧为单母线分段接线。内桥形接线优点为高压断路器数量少。缺点为变压器的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，影响一回线路的暂时停运；桥联断路器检修时，两个回路需解列运行；出线断路器检修时，线路需较长时期停运。适用范围：适用于较小容量的发电厂，变电所并且变压器不经常切换或线路较长，故障率较高的情况。单母线是用断路器将母线分段后可进行各个检修，对于重要的用户，可以从不同段引出两个回路，当其中一段母线发生故障的时候，分段断路器可在继电保护作用下自动的迅速将故障段切断，这样就保证了正常母线段能够不间断供电和不用重要用户停电。优点是单母线分段接线具有单母线接线的简单清晰、方便又经济，又提高了供电的可靠性。缺点是当一段母线隔离开关发生故障或检修时，这条母线上所有的回路都需要长时间的断电。因此，单母线分段接线连接的回路数可比单母线增加一倍。6~10kV级为6回及以上；35~60kV级为4~8回；110~220kV级为3~4回。

3电短路电流的计算

k-28.688.688.6822.1513.11157.98

为了选择和校验电气设备、载流导体和整定供电系统的继电保护装置，需要计算三相短路电流；在校验继电保护装置的灵敏度时还需计算不对称短路的短路电流值；校验电气设备及载流导体的动稳定和热稳定，就要用到短路冲击电流、稳态短路电流及短路容量；但对瞬时动作的低压断路器，则需用冲击电流有效值来进行其动稳定校验。短路计算电路图如图1所示，短路计算结果如表1所示。最小运行方式下的短路计算结果，如表2所示。

4电气设备的选择

4.1断路器的选择：110kV电压等级的断路器通常考虑装设户外SF6断路器。断路器最大正常工作电流的选择计算考虑到一路进线故障情况下，一条进线承担两条母线的全部电流，此时，最大电流为：209.25A断路器额定电压U，取系统最高电压Umax=115%UN=1.15×110≈126KV，根据额定电压和电流，选择LW11A-126/1600型户外高压交流SF6断路器。该断路器由三个直立的灭弧室、操动机构、框架和支柱组成。分闸操作是靠压缩空气罐内1.50MPa的压缩空气，而合闸操作则是靠在分闸操作时蓄能的合闸弹簧来完成。每一灭弧室内均充有SF6气体，由相互间的铜管连通，以维持其压力一致，并由此通向供气口。

4.2隔离开关的选择：与高压断路器选择相配套，110kV母线侧的隔离开关选择也应该选择户外型的。隔离开关最大正常工作电流的为：

Ii=SN/√3UN=20000×2√3=299.95A

隔离开关额定电压取系统最高电压

Umax=115%UN=1.15×110≈126kv

根据额定电压电流选择GW4A-126D/630型户外高压交流隔离开关。GW4A系列隔离开关是双柱水平回转式结构，由隔离开关主体、接地开关及操动机构三部分组成。每组由三个独立的单极组成，每个单极是由底座，绝缘支柱及导电部分构成。每个支柱可以水平旋转，转角为90°。其静触头固定在隔离开关导电管上，动触头安装在隔离开关底座上。

4.3电流互感器的选择：为保证电流互感器的工作时的准确度符合要求，电流互感器的二次负荷不超过允许的最大负荷。计量用电流互感器包括计量电表在内属于国家电网公司配置，并由国家电网管理，本设计不考虑计量用电流互感器。根据电压等级，电流互感器的额定电压应该选择为110kV，线路额定最大电流为209.95A，互感器装设在户外，大多数为瓷箱式。查表选择LCW-110型户外独立电流互感器。综上所述，测量用电流继电器选择LCW-110型独立户外电流互感器，额定电流选择300A。

5结束语

由于社会经济的不断进步，我国居民用电需求不断上升，因此，变电站的一次设计工作也得到了越来越多民众的注意。望本文研究内容能够帮助大量电气研究者设计得到更加安全合理的110kV变电站，解决民众日常生活中遇到的用电需求不足问题。

参考文献：

[1]丘善富，张丹，胡会永，等.巴塔城市电网110kV变电站电气一次设计[J].河南科技，2013（20）：101：105.

[2]荣幸，张迪.110kV智能变电站设计及可靠性分析[J].广东科技，2014（20）：95-98.