110kV變電站電氣二次部分設(shè)計(jì)研究

黎文浩

摘要：在現(xiàn)如今的電力發(fā)展階段，110kV規(guī)模的變電站在如今的電力行業(yè)中應(yīng)用最廣泛。因此要想整體上提高我國(guó)電網(wǎng)的管理制度和設(shè)備水平，要從變電站的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)入手，不斷改進(jìn)設(shè)備和技術(shù)水平的提升。文章以110kV為例，介紹了設(shè)備的安裝和技術(shù)的提高方法。

關(guān)鍵詞：110kV變電站；電氣設(shè)計(jì)；二次部分；電力系統(tǒng)；電力設(shè)備 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM63 文章編號(hào)：1009-2374（2016）30-0017-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.30.009

在最初設(shè)計(jì)變電站的基礎(chǔ)設(shè)備時(shí)，要對(duì)日后使用過程中可能出現(xiàn)的小事故做出提前的應(yīng)對(duì)措施，避免在頻繁的使用過程中出現(xiàn)經(jīng)常性的小失誤，造成用電上的不便。專業(yè)的工作人員要根據(jù)設(shè)備實(shí)際周圍的情況來制定一套合理的規(guī)劃方案，尤其是對(duì)變電站二次設(shè)備的處理上。

1 110kV變電站的重要性

在供電系統(tǒng)中，變電站主要是起到轉(zhuǎn)換的作用，它能夠把供電站中的電流通過分解電壓的方式進(jìn)行向各個(gè)分支系統(tǒng)輸入。這個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)來說是重中之重，所以工作人員必須要做好變電系統(tǒng)的安全保護(hù)工作。變電站的主要運(yùn)作流程是通過把供電系統(tǒng)輸出的總電量分別由支路平均分配的方式輸送出去，這樣做的好處是減少線路輸送電量不均而造成的線路由于承受不住電壓產(chǎn)生的壓力而發(fā)生破損現(xiàn)象。如果這樣的事故發(fā)生會(huì)對(duì)居民的生命財(cái)產(chǎn)造成損失，變電站的又一好處是它可以減少在電壓運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的損耗率，最大程度上保證了電量運(yùn)輸?shù)男Ч?。由此看來，變壓器?duì)供電系統(tǒng)來說是不可或缺的一部分。

在人們的日常生活當(dāng)中經(jīng)常用到的電壓是110kV模式的，所以這種模式的變電站可以說是隨處可見的。正因?yàn)樗倪@種普遍性與人們的生活密不可分，我們的相關(guān)工作人員更應(yīng)該把設(shè)備的基礎(chǔ)工作做好，保證其質(zhì)量的同時(shí)還要保障它的工作效率。在快速發(fā)展的今天，我們必須以人民的需求為最高的服務(wù)宗旨。

2 110kV變電站的設(shè)計(jì)原則

為了能夠?qū)ψ冸娬救蘸蟮墓ぷ髯龀鲇行У陌踩Ｕ?，必須在最初的設(shè)計(jì)階段根據(jù)變電站的實(shí)際需求進(jìn)

行設(shè)計(jì)。下文詳細(xì)地分析變電站在設(shè)計(jì)階段應(yīng)當(dāng)注意的問題：

2.1 對(duì)電氣設(shè)備的選取

電氣設(shè)備是整個(gè)系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)、變壓器、電力線等設(shè)備的統(tǒng)稱。因此，電氣設(shè)備可以說是整個(gè)供電系統(tǒng)的工作中心，在進(jìn)行設(shè)備選取時(shí)在注重經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的同時(shí)，更要滿足日后使用過程中的各種技術(shù)上的需求。

2.2 一次設(shè)備的選取

供電系統(tǒng)中的一次設(shè)備是所有設(shè)備運(yùn)行的關(guān)鍵點(diǎn)。在選擇一次設(shè)備時(shí)，首先要根據(jù)實(shí)際的環(huán)境情況，保障一次設(shè)備能夠不受環(huán)境的影響，確保整個(gè)供電系統(tǒng)正常工作。一次設(shè)備的質(zhì)量能夠決定整個(gè)供電系統(tǒng)的整體質(zhì)量和日常工作水平，如果一次設(shè)備在選擇時(shí)選擇不夠先進(jìn)的型號(hào)，不能夠滿足日后發(fā)展所需要的技術(shù)水平，那么很容易導(dǎo)致由于技術(shù)問題而造成變電站不能正常工作。

2.3 導(dǎo)體的選取

導(dǎo)體的種類多種多樣，所以在進(jìn)行導(dǎo)體選擇時(shí)工作人員的選擇空間就比較寬闊。可是導(dǎo)體之間存在的差異行較大，所以在整個(gè)供電系統(tǒng)中如果沒有特殊需求不會(huì)選擇一種以上導(dǎo)體類型。

3 對(duì)110kV變電站電氣二次部分的設(shè)計(jì)分析

要想從根本上解決變電站電氣設(shè)備的選擇問題以及設(shè)計(jì)思路，必須要制定出一套合理的設(shè)計(jì)方案。以電氣設(shè)備的所有額度和內(nèi)部的基礎(chǔ)參數(shù)作為參考數(shù)據(jù)來進(jìn)行電氣設(shè)備的類型選擇。

變壓器除了要對(duì)它的阻抗進(jìn)行仔細(xì)的計(jì)算之外，還要對(duì)電氣的主接線進(jìn)行嚴(yán)格的選取。對(duì)主接線在選取時(shí)主要從以下兩方面進(jìn)行參考：（1）在選擇電氣設(shè)備的主接線時(shí)，要結(jié)合改變電站的特性進(jìn)行參考，更要結(jié)合變電站周圍的環(huán)境對(duì)主接線路的影響情況進(jìn)行綜合考慮。對(duì)于我國(guó)來說，一個(gè)供電系統(tǒng)最主要的還是要看它其中設(shè)備的質(zhì)量，能夠減少在日后的使用過程中發(fā)生事故的幾率。然后是保證供電系統(tǒng)的工作效率，要能夠滿足經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求，能夠?yàn)槿蘸笕嗣竦墓╇娞峁┯行У膸椭＃?）對(duì)主接線的選擇時(shí)，要盡量選擇簡(jiǎn)單的線路。如果線路太過于繁瑣，就會(huì)造成系統(tǒng)過多的線路糾纏在一起，這樣一來對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)的安全問題會(huì)造成一定的威脅。

4 計(jì)算110kV變電站電氣設(shè)備的短路電流

在供電系統(tǒng)中經(jīng)常出現(xiàn)事故就是短路造成的，下面將為大家詳細(xì)分析可能造成短路的情況：（1）由于自然災(zāi)害或天氣的原因造成線路的損壞，造成線路破損短路；（2）外界原因造成的線路問題，有些線路由于安裝位置的原因可能被周圍的動(dòng)物活動(dòng)造成破損；（3）由于工作人員在工作上的疏忽而造成的，在最初對(duì)線路設(shè)計(jì)時(shí)可能由于考慮不周而造成質(zhì)量不合格，還有可能是后期工作人員對(duì)設(shè)備的維修做得不到位造成的；（4）在變電站工作需要有些專業(yè)的技術(shù)水平，要對(duì)設(shè)備的操作要求有著詳細(xì)的了解。如果工作人員不能夠按照要求進(jìn)行操作也有可能發(fā)生短路事故。

為了能夠?qū)笃诘墓ぷ髯龀龀跗诘谋Ｕ?，工作人員要對(duì)線路的電流量進(jìn)行提前的計(jì)算。工作人員通過專業(yè)的技術(shù)進(jìn)行多次測(cè)試后選取測(cè)試結(jié)果的平均值對(duì)電流值做出預(yù)測(cè)，然后制定一套方案。在制定方案時(shí)要考慮到如果計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)誤差，這個(gè)方案的拯救措施是可以進(jìn)行變更的。這樣才能夠保障線路發(fā)生短路后也能夠有有效的措施方案解決問題，保障正常的工作。

5 對(duì)110kV變電站進(jìn)行線路的保護(hù)分析

整個(gè)供電系統(tǒng)中，如果電氣設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的多個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)很多問題，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的正常工作造成很大的影響，主要影響表現(xiàn)在下面四種情況：（1）如果電氣設(shè)備發(fā)生小事故時(shí)，會(huì)造成線路短路的情況。發(fā)生短路情況后很容易造成線路被燒壞的現(xiàn)象；（2）電氣線路一旦發(fā)生一個(gè)小位置的事故很容易對(duì)附近有關(guān)聯(lián)的線路都會(huì)造成影響，從而引起大面積的線路損壞情況，這樣會(huì)很容易造成整個(gè)電氣設(shè)備的整體損壞；（3）電路問題對(duì)居民的日常生活有著密不可分的聯(lián)系，如果發(fā)生整個(gè)電力系統(tǒng)的癱瘓情況會(huì)直接影響居民的正常生活；（4）短路的情況會(huì)存在很大的傳染性，如果一個(gè)變電站發(fā)生事故，周圍的變電站都會(huì)被牽連。

線路發(fā)生短路是對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)造成影響最大的因素之一，為了能夠避免短路現(xiàn)象的發(fā)生，工作人員就要把本職工作做好。在最初的設(shè)計(jì)階段時(shí)就要結(jié)合變電站的周圍環(huán)境可能造成的影響程度做出預(yù)判，并且在進(jìn)行材料選擇時(shí)也要選擇質(zhì)量高的電線，從而減少發(fā)生事故的幾率。如果發(fā)生短路情況，我們可以采取速斷電流的方法，避免短路情況影響到周圍的線路，當(dāng)然這種方法只適用于變壓器的容量較小的情況。對(duì)于容量較大的變壓器可以采取把電流接入另一端線路的方法。一旦發(fā)生線路故障解決的速度一定要快，這時(shí)沒有比安裝繼電裝置更加有效的方法，這個(gè)裝置在系統(tǒng)中主要的作用是：（1）這個(gè)裝置在發(fā)展故障產(chǎn)生時(shí)，可以在第一時(shí)間內(nèi)自行切斷線路，不會(huì)造成故障連續(xù)產(chǎn)生的情況；（2）這個(gè)裝置可以對(duì)故障的產(chǎn)生做出提前的預(yù)判，并且會(huì)給工作人員進(jìn)行提示，發(fā)出信號(hào)，在發(fā)生故障的第一時(shí)間自行切斷電源阻止電流繼續(xù)通過對(duì)設(shè)備加大破壞的程度。二次設(shè)備在進(jìn)行材料和型號(hào)上的選擇時(shí)，還要根據(jù)日后使用過程中的需求情況來定，一般在進(jìn)行選擇時(shí)都會(huì)選擇有變換空間的設(shè)備，這樣可以滿足日后如果對(duì)使用的要求有所提高，不必重新進(jìn)行設(shè)備的更換。這樣就可以節(jié)約很大一部分的成本，并且在線路上選擇要從簡(jiǎn)，供電系統(tǒng)所需要的電線很多，所以要盡量減少電線的需求量問題。如果電線的數(shù)量太多很容易出現(xiàn)線路交錯(cuò)或串線的事故發(fā)生，并且還要求工作人員發(fā)揮自己以往的工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)做出故障可能發(fā)生原因預(yù)判和解決的應(yīng)對(duì)措施。

6 110kV變電站主變壓器繼電保護(hù)的分析

6.1 110kV變電站主變壓器設(shè)備的保護(hù)

變壓器的主要作用是把主電壓進(jìn)行平均的分配，然后輸送到各個(gè)分輸線路送入每個(gè)居民家中進(jìn)行使用，因此變壓器是整個(gè)供電系統(tǒng)能夠正常工作的保證。工作人員要做好變壓器設(shè)備的保護(hù)工作。

能夠?qū)ψ儔浩髟斐墒鹿实脑蛑饕勺儔浩髟O(shè)備的外部的設(shè)備發(fā)生故障引起了變壓器產(chǎn)生一系列的小故障，然后影響了變壓器的正常工作。還有一部分原因是由于變壓器內(nèi)部零件的原因造成的，變壓器內(nèi)部造成的故障產(chǎn)生的后果比較嚴(yán)重，如果處理不當(dāng)很容易造成大規(guī)模的爆炸事件，對(duì)周圍的生命財(cái)產(chǎn)都會(huì)造成威脅。因此，工作人員必須定期對(duì)變壓器進(jìn)行檢查，避免事故的發(fā)生。

6.2 110kV變電站主變壓器繼電保護(hù)整定方法分析

上文講述了變電站的變壓器產(chǎn)生故障的原因，下面為大家簡(jiǎn)單地介紹幾種對(duì)變壓器提供保護(hù)的方法：（1）變壓器由于自身的容量不同，所采取的保護(hù)方法也存在不同。一般來說，對(duì)于小容量的變壓器可以直接切斷電流就可以解決問題；（2）如果上一條方法不能夠解決變壓器所產(chǎn)生的問題或者變壓器的容量過大不允許采用這種方法還可以采用把兩端保護(hù)裝置縱向連接起來，傳送到另一端；（3）對(duì)避免超出變壓器的負(fù)荷的情況，在前期工程的安裝時(shí)就要安裝相關(guān)的保護(hù)裝置；（4）要想在突發(fā)故障時(shí)及時(shí)得知消息，我們還需要安裝警報(bào)系統(tǒng)。在發(fā)生故障時(shí)，發(fā)出提示信號(hào)；（5）由于變壓器所處的環(huán)境和容量不同產(chǎn)生故障的原因也存在著很大的不同，面對(duì)這一問題能夠做出最有效的方法就是提前做好防護(hù)裝置，并且在后期的使用過程中定期地對(duì)設(shè)備進(jìn)行故障排查并制定合理的系統(tǒng)方案；（6）對(duì)工程的操作人員要定期進(jìn)行專業(yè)的培訓(xùn)和考核，由于現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)發(fā)展速度很快，因此工作人員的專業(yè)素質(zhì)也很重要。

7 結(jié)語

電網(wǎng)的發(fā)展對(duì)于整個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)有著很大的影響，因此我們必須認(rèn)識(shí)國(guó)家電網(wǎng)的設(shè)備和技術(shù)的發(fā)展情況，特別是110kV的變電站被應(yīng)用廣泛，更要注意它存在的問題并且制定合理的工作方案。

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