110kV变电站配电设备设计及配置研究

110kV变电站配电设备设计及配置研究

作者：孙苑

来源：《中国新技术新产品》2018年第13期

摘 要：我国进入经济变革的新时代，电力资源被广泛的应用于各个领域中。与此同时，对电力资源需求量的不断增加也促进了电力行业的发展。变电站是我国配电系统中不可或缺的组成元素，若想确保110kV线路的安全运行，有效地为企业生产与居民工作生活提供电能，则应对变电站的配电设备进行优化设计，强化配电配置。 关键词：110kV；变电站；配电设备；配电配置 中图分类号：TM63 文献标志码：A

在科技发展日新月异的背景下，智能电网作为将高新技术融合为一体的电力网络系统，对电压变化以及电网的有序运行起着决定性作用，并且现阶段其已经成为我国电力系统的首要发展方向。110kV智能变电站具有一定的开放性，内部结构是多层级结构的分层式系统，主要结构为：过程层、间隔层以及站控层。110kV变电站相较于传统变电站，增加了许多新型设备，若想提升变电站的实际效用，应对变电站配电设备设计以及配置进行深入的探究。 1 分析110kV变电站的主变压器设计与配置

选择与设计主变压器是保证变电站正常运行的前提，其关系到变电站的安全与高效性。下面对变电站主编器的选择进行深入探究： 1.1 确定主变压器的台数

在110kV变电站中，变压器是一种至关重要的电力设备，主要以功率变换的形式，缩减供电费用、降低供电过程中的能源消耗，完成远距离配电的目的。故此，在对110kV变电站配电设备进行设计时，应明确主变压器的实际台数以及配置情况。就现阶段我国城乡输配电的运行状况而言，110kV配电开始逐渐向35kV、10kV线路转换功率，主要目的在于强化变电站供电的稳定性以及可靠性，避免变电站主变压器发生故障而导致用户用电出现问题。变电站的主变压器通常有两台设置，可以互为备用，有效避免了因线路故障或者线路检修致使供电异常的现象发生。与此同时，一些一次变电站或者大型专用变电站通常应安装3台主变压器。一般来讲，就配置模式的接线网络而言，这3台主变压器较为复杂，并且在实际安装中，对维修技术、施工技术以及技术能力等要求较高，故此，在常用的单一变电站以及小型变电站中，主要以两台主变压器为主要设置方式。 1.2 确定主变压器的实际容量

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

在110kV变电站中，若想确定主变压器容量，应充分考虑到满足正常变压、负荷等因素，将其调整向上浮15%以上的容量空间，便于应对临时增加负荷的需求。主变压器容量的实际大小，是由变电站所带负荷形式以及电网的实际结构两个元素所决定的。通常来说，一些相对重要的变电站，应提前做好防范措施，一旦其中任意一台变压器停止运行，则另外的变压器的容量、负荷等在一定的时间范围内能够满足一级负荷、二级负荷的实际需求。一台普通的变电站，应确保一台主变压器停止运行，则别的主变压器可以提供电负荷的80%的用电需求。举例而言，如果用电负荷为80%以上，但因为主变压器的事故过载负荷能力通常控制为45%左右，所以就算其中一台主变压器出现问题停止运行，另一台主变压器也能够确保绝大多数以上用户的供电需求。此外，应着重控制主变压器的容量级别数量，确保容量级别的系列化以及标准化。针对主变压器的容量计算，可引用如下的公式： S=0.8×（S1+S2+S3+Sn……）

在这一公式中，S主要表示主变压器的容量，而公式中的S1、S2、S3分别表示35kV、10kV等变压器另一端的实际负荷。 1.3 选择主变压器的形式

对主变压器形式的选择，应对绕组数、主变冷却方式、连接组别、主变调压方式、主编冷却方式以及主变相数等因素进行综合衡量。通常情况下，变电站主变压器的设计方式是运用单相线或者三相线，如果变电站规模较大便选择单相，如果变电站规模较小则选择三相。针对绕组数的选择，在110kV变电站实际设计过程中，如果通过变电站主变压器的侧绕组功率超过总容量的20%时，可以运用三绕组变压器，按照施工工程实际要求、施工条件情况等合理地选择普通三绕组变压器、自耦变压器以及分裂变压器等。对变压器主变电站的电压的控制，主要是以分接头开关进行的，主要分为载调压以及无激磁调压两种形式，我国国内通常将Y连接形式运用于110kV变电站主变压器绕组中。

除此之外，还应该着重考虑冷却系统，假若出现故障情况，应控制主变压器可以通过的负荷大小。根据我国电气工程设计的相关规定，一旦主变压器的冷却系统出现问题，并且空气温度为1℃时，则电压允许通过的时间应控制在16h以内；而如果当空气温度为10℃时，则电压允许通过的时间不能超过7h，如若不然，一旦运行超过允许范围，则会导致主变压器被烧坏的情况发生。因此，工作人员应着重于对冷却系统的关注，及时发现安全隐患，确保主变压器的正常运行。

2 优化110kV配电设备的设计与配置 2.1 设计与选择断路器

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

在110kV变电站的实际运行中，断路器作为一种电器设备，能够对高压回路进行保护与控制，是确保变电站线路正常运作的首要前提。从变电站配电成本及维修为基本出发点，对110kV变电站断路器的最佳选择就是同一个厂家，同一个型号的设备。这样一方面能够有效缩减备用件的种类选择，另一方面可以便于日常维护与检修等。配电人员对于断路器的选择，应按照变电的热稳定电流、额定电流、動稳定电流、分侧的额定电压等因素，对额定开断电流进行设计与确定。在选取110kV变电站断路器之前，应保证断路器本身具有较短的分断时间、较强的短路功能、动稳定性、绝缘性以及热稳定性等特点，以便于确保变电站运行的安全性、可靠性、高效性等。在具体实践中，我国110kV变电站断路器通常会选用耐用性强、绝缘性能好以及体积相对较小的六氟化硫断路器，这一断路器本身的灭弧能力较强，更易于工作人员开展维护工作与检修工作。

2.2 合理选择隔离开关及电压主线

在变电站中，隔离开关所起到的作用是对电源进行隔离，有效控制110kV高压线路，应确保隔离开关断开之后有足够的断开距离、明显的断开点。除此之外，还应该具备优质的机械强度、动稳定性以及热稳定性等，并且安装于开关相匹配的连锁机构。针对110kV电压主线而言，通常运用的材料是软导体导线，其中，应用范围相对较广泛的便是加强型的钢芯铝绞线，工作人员还应该按照检查的实际情况对电晕进行检验。 结语

总而言之，我国110kV变电站的设备优化设计与配置是保证供电系统正常运作的必要前提。怎样强化110kV变电站线路、设备的设计，与变电站的用电情况以及负荷有着直接的联系。在对主要配电运行设备。主变压器等进行设计与配置的过程中，应该强化防雷保护、合理布设配电装置、科学选择互感器等，有效降低安全事故的发生，维护110kV变电站的正常运行，推动110kV变电站的长足发展。 参考文献

[1]叶盛.研究110kV及以下输配电设备改造项目[J].通信世界，2017（14）：238-239. [2]毛晓燕.关于10kV变电站配电设备设计及配置的探讨[J].科技创新与应用，2016（9）：171.

[3]王定九.110kV变电站配电设备设计及配置研究[J].科技创业月刊，2015，28（6）：108-109.

[4]张小瑄.110kV变电站GIS设备的故障和处理方式探索[J].电子技术与软件工程，2014（22）：157，255.

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

[5]罗蔚燕.110kV变电站配电设备最佳配置[J].中国高新技术企业，2013（15）：110-111.