关于110kV变电站一次设计的原则以及要点研究

关于110kV变电站一次设计的原则以及要点研究

作者：徐涛

来源：《科学与信息化》2016年第24期

摘 要 变电站是一种将输电过程中的电压升高以降低输电损耗、在配电前再将电压降低供用户用电的电力供应设施，是电力系统当中的关键部分。所以，电力工作人员要重视起变电站的一次设计工作，为电网的输电配电提供更优质的服务。本文阐述了110kV变电站在电力系统中的重要地位，介绍了110kV变电站一次设计的原则，并分析了110kV变电站一次设计的要点，希望能为110kV变电站的一次设计提供一定帮助。 关键词 110kV变电站；一次设计；重要地位；设计原则；要点

变电站是电力系统当中不可缺少的一部分，主要负责输电过程中的电压升高与配电前的电压降低，其一次设计的质量将直接影响到电力系统的供电效率，也关系到电力系统供电的稳定性。而110kV变电站的一次设计受到许多因素的影响，比如技术因素、环境因素等，所以设计人员在设计时一定要综合考察，把握住一次设计的重点，从而保证设计方案的经济性、科学性。

1 110kV变电站在电力系统中的重要地位

110kV变电站对整个电力系统的运行都起到重要作用，尤其是在供电方面。110kV变电站可以通过电压转换、电力资源分配等方式，为供电系统之间提供相互联系的媒介，从而使得各个供电系统形成一个有机的整体。将各个供电系统联系成整体以后，就可以合理分配供电系统的资源，使得供电系统负载均衡、供电质量有所提高。变压器最主要的功能就是变电，输电过程中，在电源功率一定、线路内阻不变的条件下，输出电压越高，输出电流也就越低，从而使得线路内耗降低，所以，如果输电距离比较远，就需要提高输出电压从而降低线路内耗；而在到达用户所在区域时，由于我国居民用电的电压通常为220V，所以需要将高压降低，满足用户用电的需求。因此，在110kV变电站当中，能够转换电压的设备--变压器也就成了110kV变电站的核心设备。当然，除了变压器以外，变电站还有开关、测量表、通信设施、继电保护设备、防雷设施等[1]。

由于110kV变电站与人们的生活与工作息息相关，所以全国范围内建有多个110kV变电站，建设范围较为广泛，所以在进行110kV变电站的一次设计时，必须要考虑到变电站运行的安全性与经济性，在保证电力系统安全稳定的前提下尽量提高变电站运行的经济效益。 2 110kV变电站一次设计的原则

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在选择110kV变电站的变电设备时，要考虑到变电站的正常工作要求，比如变电站的运行要求、例行维护要求以及故障维修要求等。在选择变电设备的型号时，要在符合当前技术要求的前提下，尽可能地考虑到变电站在短期内的发展趋势，使得变电设备在未来一段时间内还可以继续使用，不会被淘汰。

选择一次变电设备时要考虑到当地的环境，选好以后要在该环境当中进行试运行，检验所选设备对当地环境的适应情况，并对设备进行调试，使设备更快地进入到工作状态，提高设备运行的可靠性。

选择变电站一次设备时要考虑到设备购买的费用以及设备的先进程度。设备购买的费用直接关系到变电站建设的成本，而设备的先进程度则直接关系到变电站运行的质量，两者都是至关重要的，所以在设计时必须要引起重视。

尽量使用统一的导体，这样在进行设备零部件的更换时将更加方便。如果一种导体无法满足变电站运行的要求，那么可以加入新的导体，但是要尽量控制导体的种类[2]。 3 110kV变电站一次设计的要点 3.1 变电站线路设计要点

变电站的线路设计必须要考虑到变电站各设备的分布情况、电网规模、各设备的运行参数以及电网负载分布，并遵循灵活性与经济性两大原则。

经济性原则：变电站的线路设计要遵循经济性原则，在满足变电站正常运行要求的条件下，尽量减少高压侧部分的断路器数量；在进行线路设计时，必须要避免设备的短接，保证变电站运行的安全性，然后才考虑一次设备种类与型号的选择，尽量选择性价比较高的设备；在变电站的土地利用方面，尽量将一次设备与其匹配的装置连接在一起，既提高设备的运行效率，又充分利用了土地资源，降低变电站的管理成本。

灵活性原则。当供电系统需要改变原有调度方案时，变电站的线路应该可以灵活地进行改造；在对变电站设备进行维修时，线路设计应该可以在不影响整体供电效果的前提下将维修部分的线路暂时切除。 3.2 变压器设计要点

变压器是整个变电站的核心设备，所以变压器的设计也是整个变电站设计的关键。首先，在选择变压器时要考虑到当地的用电情况，如果当地有许多不允许中断供电的一级负荷或者负荷随着季节的变更产生较大变化时，至少要安装2台变压器，以保证变电站运行的稳定性；其次，变压器的安装一般是两台，在正常运行时可以分担负载，当其中某一台变压器发生故障

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时，另一台变压器还可以临时承担起全部的工作任务，维持变电站的运行。而在对110kV变电站的变压器进行设计时，在考虑变压器安装数量时，要结合当地的实际情况，具体要求有以下几点：

以保证整个变电站正常运行为前提条件，考虑到某一变压器出现故障时另一个变压器的负载情况，从而确定变压器的容量。

参考变电站总的占地面积，再考虑到其他设施设备的占地面积，最终确定变压器的占地面积以及分布位置[3]。

在选择变压器的容量时，要考虑到低压侧的短路电流，如果将某一台变压器的容量提高，必然会增加低压侧短路的风险，从而提高设备选择的难度。所以如果需要用到大容量的变压器，就必须要做好低压侧的短路电流限制工作。 3.3 高压配电设计要点

110kV变电站的高压配电设计主要有两种方式：室内设计与室外设计。其中室外设计又有三种方法：中型设计法、半高型设计法以及高型设计法，这三种方式各有利弊，比如中型设计法是在地面上设置支架，然后将所有设施设备都安装在支架上，这种设计方式比较直观，而且成本不高，变电站运行也相对稳定。而室内设计方式也有三种：普通设计方式、断路器设计方式以及GIS设计方式。这三种设计方式也各有利弊，在进行选择时需要参考实际情况做出合理选择。

3.4 断路器设计要点

断路器要有完整的绝缘外壳，在故障发生时便于维修。

断路器内部要有良好的导电性能，电阻较小，在电力系统出现短路故障时，短路电流会比较大，所以良好的导电性能可以有效降低断路器的热效应，从而保证断路器不受到损坏。 断路器的反应要迅速，当检测到短路电流时要迅速切断该部分电路，以保证电力系统的安全。

在设计断路器时，内部结构要比较简单，发生故障时可以迅速找到故障点，提高维修效率；体积要比较小，易于安装；使用年限比较长，降低断路器更换的频率，从而降低维护成本[4]。 4 结束语

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随着社会的不断发展，用户用电的需求量不断上升，这就对110kV变电站提出了更高的要求。为了保证110kV变电站的运行质量，设计人员必须要遵循变电站一次设计的相关原则，把握好设计的要点，提高设计方案的科学性，从而保证变电站运行的安全性、经济性以及技术性。 参考文献

[1] 吴晓鸣.110kV变电站一次系统设计技术研究[J].企业技术开发，2013，32（20）：112-113.

[2] 黄育明.有关110kV变电站一次设计的若干思考[J].广东科技，2012，21（13）：55-56. [3] 马志千.浅析110/20kV变电站电气一次设计[J].企业技术开发，2011，30（12）：88-89. [4] 鞠佳.城市110/20kV变电站设计方法要点 访南京电力工程设计有限公司胡向阳总工程师[J].电气应用，2011，30（09）：10-12.