论110kV变电一次设计重点

【摘 要】本文针对110kV变电站主接线的设计、电气设备选择、电气接地在变电站一次设计中的设计、如何进行110kV变电站的防雷设计四个方面进行了深入的分析和探讨。

【关键词】变电站；110kV；变电一次设计

在电力系统正常运行的过程中，变电站主要发挥对电力系统中电压的转化的作用，例如，高低压相互转换等。在一些变电站的还能在电力系统运行的过程中发挥出将电压升高的作用，通过将电压升高，可以实现电力的远距离的传输问题，对于电力系统正常运行提供了可靠的保障。本文针对110kV变电站设计为案例，对变电站变电设计进行分析。

1 110kV变电站主接线的设计

变电站运行状况与主接线设计有着直接的联系，因此，变电站以及电力系统的运行是否能够得到有效的保障以及能否安全运行，离不开主接线设计是否得当。目前流行的电气主接线主要包括：单母线接线、单母线分段接线、单母线分段带旁路接线、变压器-母线组接线、桥形接线等等。

（1）单母线接线的特点是整个配电装置只有一组母线，每个电源线和引出线都经过开关电器接到同一组母线上。

单母线接线的优缺点。优点：接线简单清晰、设备少、操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。缺点：灵活性和可靠性差。单母线接线的适用范围：适用于一台主变压器的以下三种情况：1）6～10kV配电装置的出线回路数不超过5回。2）35～63kV配电装置的出线回路数不超过3回。3）110～220kV配电装置的出线回路数不超过2回。

（2）单母线分段接线的特点是，为了提高供电可靠性和灵活性，把单母线分成几段，在每段母线之间装设一个分段断路器和两个隔离开关。

单母线分段接线的优缺点。优点：用断路器把母线分段后，对重要用户有两个电源供电。缺点：1）当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停 电。2）扩建时需向两个方向均衡扩建。单母线接线的适用范围：1）6～10kV配电装置出线回路数为6回及以上时。2）35～63kV配电装置出线回路数为4～8回时。3）110～220kV配电装置出线回路数为3～4回时。

（3）单母线分段带旁路接线的特点是，由一组分段的主母线和一组旁路母线组成的电气主接线，旁路母线经旁路断路器与一段主母线连接起来。

单母线分段带旁路接线的优缺点。优点：有了旁路母线，检修与它相连的任意回路的断路器时，该回路便可以不停电，从而提高了供电的可靠性。缺点：1）带有专用旁路断路器的接线，加装了价高的断路器和隔离开关，增加了投资。2）供电可靠性有特殊需要或接入旁路母线的线路过多、难于操作时采用。单母线分段带旁路接线的适用范围：它广泛地用于出线数较多的110kV及以上的高压配电装置中。

（4）变压器-线路单元接线的特点是，变压器与线路直接连接，接线非常简单。

变压器-线路单元接线的优缺点。优点：接线简单、设备最少。缺点：1）线路故障或检修时，变压器停运。2）变压器故障或检修时线路停运。变压器-线路单元接线的适用范围：1）只有一台变压器和一回线路时。2）当电厂内不设高压配电装置，直接将电能送至系统枢纽变电所时。

2 电气设备选择

需要从以下几个方面重点对电气设别的选择和安装：

（1）额定值的设置需要科学合理，以电气设备的正常运行条件兼顾检修运行条件进行设置，对于设备的电流、电压以及短路电流等规定的额定值需要合理选择。在电气设备选择特别要注意设备的热效验、动效验。

（2）根据待建变电所的情况，确定电气设备绝缘主要材料、导体材料、元器件的组合形式、电气设备的制造形式及制造工艺。

（3）此外，电气设备选择到的时候要考虑待建变电所所在地区的气象条件及地理位置。

通常状况下，变电站需要对技术性和经济性做到双重考虑，为了使得主变压的数量具有合理性，对主变压器容量选择要合理。例如，在城网中，在城网变电站大多数都安装了至少两台的主变压器，这样对于变电站在运行过程中发生故障的时候，能够减少停电范围、停电时间。

3 电气接地在变电站一次设计中的设计

在变电站一次设计过程中，需要对电气接地做好设计方案。

电力网中性点的接地方式要考虑：电网的电压等级、单相接地短路电流、过电压水平、保护配置等等。电力网中性点接地方式有以下几种：

（1）中性点非直接接地。中性点非直接接地包括：中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点经高电阻接地。

（2）中性点直接接地。

电力网中性点的接地方式决定了主变压器中性点的接地方式。在设计确定主变压器中性点接地方式的时候要考虑一下条件：

（1）主变压器的110～500kV侧采用中性点直接接地方式

1）凡是自耦变压器须直接接地或经小电阻接地。

2）凡是中、低压有电源的升压站和降压变电所至少应有一台变压器直接接地。

3）终端变电所的变压器中性点一般不接地。

4）变压器中性点接地的数量应使电网所有短路点的综合零序电抗与综合正序电抗之比X0/X1小于3，以使单相接地时健全全相上工频过电压不超过阀型避雷器的灭弧电压；X0/X1尚大于1～1.5，以使单相接地短路电流不超过三相短路电流。

5）所有普通变压器的中性点都应经隔离开关接地，以便运行调度灵活选择接地点。

6）选择接地点时应保证任何故障形式都不应使电网解列成为中性点不接地系统。

（2）主变压器6～63kV侧采用中性点不接地或经消弧线圈接地方式

6～63KV电网采用中性点不接地方式，但当单相接地故障电 流大于30A（6～10kV电网）时，中性点应经消弧线圈接地。

4 如何进行110KV变电站的防雷设计

从防雷的角度分析，在进行110kV变电站电气一次设计的过程中，需要落实两个方面进行相关的防雷设计措施，即：过电压保护以及直击雷保护的措施。实施以上两个方面的措施，主要从以下几个方面把握其要点，首先，在针对有关直击雷的设计保护措施中，需要在变电一次电气设计中，户内布置的方案必须在配电装置中进行采用。为了达到防治雷的直击目的，需要在屋顶设置屋顶避雷带或户外避雷针的方式进行。在此过程中，需要与实际经验相结合，热镀锌扁钢在变电站屋顶避雷带所采用的主要材质，在此基础上，还可以使用热镀锌扁钢引下线，为了保证直击雷能够通过上述方式将雷电导入大地，需要实现与主接地互联，这样还可以避免变电站不会受到直击雷的负面影响。

5 结语

保证变电站正常运行安全可靠是110KV变电站一次设计的主要考虑的问题，也是变电站正常运行的重要内容。从变电站一次设计的内容角度进行分析，变电站一次设计内容主要包110kV变电站主接线的设计、电气设备选择、电气接地在变电站一次设计中的设计、如何进行110kV变电站的防雷设计。设计过程需要采取科学合理方法，才能有效的保证变电站安全可靠运行。

参考文献：

[1]凌毅，张勇军，李哲等.基于事故因果继承原则的变电站电气误操作事故分析[J].继电器，2007（16）

[2]杨丽徙，曾新梅，刘蓉等.变电站电气一次设备智能化问题的研究综述[J].高压电器，2012（9）

[3]林炜星.220kV变电站电气隔离开关安装施工技术的研究分析[J].科技与企业，2011（16）

作者简介：

梁荣朗（1985-），男，广东阳江阳东人，本科，毕业于广东石油化工学院。毕业至今从事变电一次设计工作，已完成多项变电站工程设计。