110 kV變電站一次電氣部分設(shè)計(jì)探討

劉敏

摘 要：變電站在確保電網(wǎng)供電可靠性方面具有十分重要的作用，110 kV變電站作為電力系統(tǒng)中的重要組成部分已成為我國(guó)提高電力事業(yè)的關(guān)鍵領(lǐng)域。文章將結(jié)合110 kV變電站工程在珠三角農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)中的實(shí)際應(yīng)用探究其一次電氣部分設(shè)計(jì)的詳細(xì)情況，在 110 kV變電站一次電氣部分準(zhǔn)備工作的基礎(chǔ)上，探討110 kV變電站一次電氣部分設(shè)計(jì)中配電裝置、變壓器、接線方式等方面的內(nèi)容，提出一次電氣部分設(shè)計(jì)中對(duì)變電站的智能優(yōu)化方略，以期為后續(xù)的110 kV變電站一次電氣部分設(shè)計(jì)研究提供思考。

關(guān)鍵詞：110 kV變電站；一次電氣部分設(shè)計(jì)；優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TM721.1；TM72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）18-0091-02

伴隨著人民生活水平的提高，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)于供電的效率與質(zhì)量提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)與要求。110 kV變電站的建設(shè)在提高生產(chǎn)效率、節(jié)約土地資源消耗、持續(xù)可靠供電方面有著非常重要的意義，而它作為一項(xiàng)資金投入量大、技術(shù)含量高的復(fù)雜系統(tǒng)工程，也成為了我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)與改造中亟需探究的一個(gè)重要課題。

1 110 kV變電站一次電氣部分設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備

1.1 110 kV變電站一次電氣部分設(shè)計(jì)前的資料準(zhǔn)備

對(duì)于在珠三角農(nóng)村電網(wǎng)的建設(shè)中的110 kV變電站一次電氣部分設(shè)計(jì)，工作人員應(yīng)先規(guī)劃出設(shè)計(jì)的維度，將設(shè)計(jì)分為原始資料分析、確定變電所主接線、短路電流計(jì)算、主要電氣設(shè)備的選擇、設(shè)計(jì)系統(tǒng)的主接線圖、防雷設(shè)計(jì)圖六個(gè)方面；然后對(duì)課程的內(nèi)容及要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括設(shè)計(jì)的系統(tǒng)資料，見表1。負(fù)荷資料，見表2；最后設(shè)計(jì)地理位置的示意圖，如圖1所示，并標(biāo)注影響110 kV變電站一次電氣部分設(shè)計(jì)的氣溫等因素，如珠三角地區(qū)年最高氣溫為36.7～38.7 ℃，平均為21.8 ℃[1]。

1.2 110 kV變電站一次電氣部分設(shè)計(jì)前的實(shí)地準(zhǔn)備

在進(jìn)行一次電氣部分設(shè)計(jì)工作前，設(shè)計(jì)人員要先從珠江三角區(qū)農(nóng)村變電站建設(shè)單位的相關(guān)人員那里獲取相關(guān)資料，以充分掌握所設(shè)計(jì)變電站的特點(diǎn)與要求，了解相關(guān)設(shè)計(jì)的原始資料和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，明確設(shè)計(jì)任務(wù)的各項(xiàng)內(nèi)容。另外，設(shè)計(jì)人員要深入到施工現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)其進(jìn)行勘探與檢查，以保證所獲得資料與數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、可靠性，并根據(jù)相關(guān)規(guī)定對(duì)設(shè)計(jì)方案的可操作性與可行性進(jìn)行研究，確保設(shè)計(jì)方案的內(nèi)容與設(shè)計(jì)結(jié)果均符合施工規(guī)章程序的要求[2]。

2 110 kV變電站一次電氣部分設(shè)計(jì)分析

2.1 變壓器的合理選擇

變壓器的選擇需要考慮兩方面內(nèi)容。一是考慮110 kV變電站變壓器的負(fù)荷條件。變壓器的選擇要符合負(fù)荷條件，要能夠與變電站的負(fù)荷相互匹配[3]。二是考慮電站設(shè)置變壓器臺(tái)數(shù)，對(duì)于變電站處于以下幾種負(fù)荷時(shí)的情況，要為變電站至少設(shè)置兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的變壓器：①所在地區(qū)的季節(jié)性變化比較大；②存在大量的一級(jí)負(fù)荷[4]；③出現(xiàn)如電源系統(tǒng)不能接地、電氣裝置發(fā)生外露現(xiàn)象等特殊情況[5]。由于珠三角地區(qū)屬于亞熱帶，季節(jié)性變化不大，可設(shè)置兩臺(tái)變壓器，其中一臺(tái)用做工作的正常使用，另一臺(tái)則是作為備用，以防其中一臺(tái)工作暫停或癱瘓等情況的發(fā)生。

另外，有些情況下需要為變電站設(shè)置專門的變電器，如在動(dòng)力與照明過程中使用的變壓器已嚴(yán)重影響到燈泡的壽命及質(zhì)量時(shí)，或者在電源系統(tǒng)沒有接地或者經(jīng)過阻抗接地時(shí)，在電氣裝置外漏導(dǎo)電體的就地接觸系統(tǒng)的低壓電網(wǎng)中就需要設(shè)置照明專用變壓器。

2.2 接線方式的合理選擇

2.2.1 變壓器組接線

通過110 kV變電站的電源進(jìn)線，采用一路“T”接，另外一路則與其他城網(wǎng)變電站相互聯(lián)絡(luò)，或者采用雙電源“T”接的方式[6]。采用高壓側(cè)主接線的線路——變電器兩組斷路器的方式，低壓側(cè)則使用帶旁母線接線方式以及單母線接線四分段方式。

2.2.2 單母線接線方式

變電站110 kV電源進(jìn)線采用的是兩路接110 kV電網(wǎng)，一個(gè)是主體，一個(gè)為備用[7]。高壓側(cè)主接線需要利用單母線接線的方式，而低壓側(cè)主接線則需要采用單母線兩分段的接線方式，這種接線方式具有運(yùn)行靈活、供電可靠，并且在電源失電的情形下，也可以利用高壓設(shè)備來自動(dòng)恢復(fù)供電。

2.2.3 內(nèi)橋接線

變電站110 kV電源進(jìn)線需要利用兩路接110 kV的電網(wǎng)，高壓側(cè)主接線使用內(nèi)橋接線的方法，低壓側(cè)主接線則采用單母線兩分段的接線方法，這種接線方式具有線路的投入較少、斷路器斷開方便、線路的切除比較簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)[8]。

在珠三角農(nóng)村電網(wǎng)110 kV變電站的一次電氣部分設(shè)計(jì)中，為保證供電的質(zhì)量與電站的正常運(yùn)行，可采用稍微復(fù)雜一點(diǎn)的主接線方式，這種接線方式能夠確保變電站的供電質(zhì)量與效率，但也考慮到變電站中電氣設(shè)備的特點(diǎn)、變壓器的負(fù)載率及實(shí)際負(fù)荷的性質(zhì)等因素對(duì)接線方式進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)[9]，以確保供電質(zhì)量與效率。

2.3 配電裝置的合理選擇

一般而言，高壓配電裝置的配置在110 kV變電站中主要分為兩種形式，一種為屋內(nèi)布置的配電裝置，另一種為屋外設(shè)置的配電裝置。在珠江三角區(qū)農(nóng)村電網(wǎng)的建設(shè)中，如果變電站建在臨海區(qū)域，應(yīng)將所有配電設(shè)備置于室內(nèi)，以防范污閃事故的發(fā)生[10]。

3 110 kV變電站一次電氣部分設(shè)計(jì)的優(yōu)化

從智能變壓器在線的監(jiān)測(cè)參數(shù)來看，監(jiān)測(cè)參數(shù)可以依據(jù)變壓器的參數(shù)類型來進(jìn)行優(yōu)化，如在有載調(diào)壓開關(guān)方面，主要關(guān)注有檔位的指示、溫度差的監(jiān)視、油位的高低、檔位換擋之間的記數(shù)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)能量的變化以及切換電流能量的記錄等方面[11]。

在輔助報(bào)警設(shè)備方面，可以從氮?dú)獾膲毫?、瓦斯的?bào)警、壓力的突變及油溫高低等方面進(jìn)行監(jiān)測(cè)。智能變壓器的自動(dòng)控制功能主要表征為兩個(gè)方面。

一方面是智能變壓器所具有的在線專家系統(tǒng)要能夠?qū)鋮s進(jìn)行自動(dòng)控制，也就是要在綜合考慮變壓器負(fù)荷、環(huán)境溫度、頂部油溫、冷卻系統(tǒng)狀態(tài)及變壓器熱能模型等實(shí)際情況下，實(shí)行對(duì)智能變壓器自身的一種冷卻控制功能；另一方面是智能變壓器所具有的在線專家系統(tǒng)還要能夠采用元功分享、環(huán)流、反極性和主從電抗控制方式來發(fā)揮有載調(diào)壓開關(guān)的綜合功能控制[12]。

從智能變壓器的通訊功能來看，通訊功能的主要表征為控制功能與無(wú)縫通訊功能兩種類型。智能變壓器應(yīng)該具有網(wǎng)絡(luò)數(shù)字接口的功能，并能夠依托數(shù)字接口發(fā)揮監(jiān)測(cè)與控制功能，控制狀態(tài)與控制命令的信息需要通過總線進(jìn)行傳播，而狀態(tài)監(jiān)測(cè)又需要通過網(wǎng)絡(luò)獲取采樣值。另外，智能變壓器必須采用標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格，必須要同時(shí)具備間隔層設(shè)備與和站控層設(shè)備之間的無(wú)縫通訊功能。

4 結(jié) 語(yǔ)

從目前變電站的類型來看，110 kV變電站是最為常見的一種變電站類型，它的建設(shè)與發(fā)展直接影響著變電站的供電質(zhì)量與正常運(yùn)行，關(guān)系著我國(guó)電力事業(yè)的成長(zhǎng)以及人們用電的安全。因此，加大對(duì)110 kV變電站的建設(shè)力度與投入強(qiáng)度，會(huì)推動(dòng)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人們生活的進(jìn)步，有利于我國(guó)電力事業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展與長(zhǎng)足進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

[1] 唐杰.110 kV變電站電氣一次部分初步設(shè)計(jì)分析[J].通訊世界，2014，（23）.

[2] 吳鵬.110 kV變電站部分電氣一次設(shè)計(jì)淺析[J].大科技，2015，（32）.

[3] 林隆眉.110 kV變電站電氣一次設(shè)計(jì)的具體方法探究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng) 用，2015，（29）.

[4] 姚金茂.110 kV變電站一次設(shè)計(jì)要點(diǎn)探討[J].城市建設(shè)理論研究（電子 版），2015，（27）.

[5] 粱征國(guó).110 kV變電站電氣設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題分析[J].科技致富向?qū)В?011，（13）.

[6] 陳麗丹，郭紹奇，張堯，等.110 kV紅草變電站電氣初步設(shè)計(jì)[J].電氣技術(shù)，2011，（4）.

[7] 劉國(guó)麗.有關(guān)110 kV變電站的電氣一次設(shè)計(jì)分析[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2012，（18）.

[8] 馬志千.淺析110/20 kV變電站電氣一次設(shè)計(jì)[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2011，（12）.

[9] 姜玉賢.淺談110 kV變電站電氣的一次設(shè)計(jì)[J].科技資訊，2011，（36）.

[10] 饒瑩，郭煒，徐鑫乾.110/20 kV變電站電氣一次部分設(shè)計(jì)[J].電力設(shè)備，2008，（9）.

[11] 杜怡薇.化工項(xiàng)目配套110 kV變電站電氣一次設(shè)計(jì)方案[J].電子制作，2013，（4）.

[12] 任志毅.城市110 kV變電站電氣一次設(shè)計(jì)的分析[J].中小企業(yè)管理與 科技（下旬刊），2013，（11）.