城網(wǎng)110kv變電所設(shè)計(jì)探討

李錫偉

摘要：現(xiàn)階段在進(jìn)行城網(wǎng)變電所建設(shè)的過(guò)程中，面臨較多的困難。例如我國(guó)某一城網(wǎng)變電所在建設(shè)的過(guò)程中，電氣主接線(xiàn)存在較多的問(wèn)題，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)水平比較低，土建工程項(xiàng)目的建設(shè)質(zhì)量得不到有效地提高。所以變電所在應(yīng)用的過(guò)程中，難以發(fā)揮應(yīng)有的作用。因此在對(duì)城網(wǎng)110kv變電所進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，施工企業(yè)必須選用資質(zhì)更高的設(shè)計(jì)單位，才能提高最終設(shè)計(jì)方案的科學(xué)合理性。確保變電所在運(yùn)行的過(guò)程中能夠發(fā)揮更大地作用，提高區(qū)域內(nèi)的供電質(zhì)量，為居民提供更加全面的服務(wù)，本文就城網(wǎng)110kv變電所設(shè)計(jì)進(jìn)行相關(guān)的分析和探討。

關(guān)鍵詞：城網(wǎng);110kv變電所;設(shè)計(jì);分析探討

一、引言

城市區(qū)域的人口比較密集，存在較多的建筑物，而且土地資源非常的短缺。在進(jìn)行變電所工程建設(shè)和改造的過(guò)程中，要想實(shí)現(xiàn)最佳的建設(shè)效果，并且獲得更多的綜合效益，就要對(duì)變電所的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行改善和優(yōu)化。電力部門(mén)在進(jìn)行具體建設(shè)的過(guò)程中，要對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比對(duì)，選擇最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。當(dāng)前在進(jìn)行變電所建設(shè)和改造的過(guò)程中，都對(duì)設(shè)計(jì)工作提出更高的要求。在開(kāi)展設(shè)計(jì)工作的過(guò)程中，還應(yīng)該根據(jù)城市的建設(shè)要求和變電所的運(yùn)行特點(diǎn)，進(jìn)行方案內(nèi)容的制作。才能提高方案應(yīng)用的可行性，從而為后期工程的建設(shè)提供科學(xué)的指導(dǎo)^[1]。

二、電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)

（一）110kv接線(xiàn)方式的選擇

我國(guó)在進(jìn)行110kv變電所的高壓側(cè)設(shè)計(jì)時(shí)，大多數(shù)采用單母線(xiàn)的分段接線(xiàn)方式。這種接線(xiàn)方式在應(yīng)用的過(guò)程中，繼電保護(hù)形式比較復(fù)雜，而且后期在開(kāi)展運(yùn)行維護(hù)工作時(shí)，存在較大的工作量，面臨的故障問(wèn)題比較多，導(dǎo)致系統(tǒng)的總體運(yùn)行安全性得不到有效地提高。隨著現(xiàn)階段電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的不斷改善和優(yōu)化，在進(jìn)行變電所設(shè)計(jì)時(shí)，采用的接線(xiàn)方式更加簡(jiǎn)化。采用橋型接線(xiàn)的方式，操作比較簡(jiǎn)單快捷，而且相關(guān)技術(shù)在應(yīng)用時(shí)沒(méi)有較大的缺點(diǎn)^[2]。

在應(yīng)用線(xiàn)路變壓器組接線(xiàn)形式進(jìn)行具體建設(shè)時(shí)，變壓器組的應(yīng)用范圍正在不斷地?cái)U(kuò)大。因?yàn)椴捎眠@種接線(xiàn)方式建設(shè)的系統(tǒng)接線(xiàn)更加簡(jiǎn)單，在運(yùn)行時(shí)可靠性比較高，而且建設(shè)方式比較穩(wěn)定，有利于變電所向著自動(dòng)化和無(wú)人化的方向進(jìn)行發(fā)展。但是這種接線(xiàn)方式在應(yīng)用時(shí)也存在較大的缺點(diǎn)，如果高壓任何一側(cè)失電，都要停止主電，還要對(duì)部分用戶(hù)進(jìn)行限電。在進(jìn)行具體規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，要保證主變?nèi)萘磕軌驖M(mǎn)足設(shè)計(jì)的要求，才能使用這種接線(xiàn)方式。目前我國(guó)各個(gè)城區(qū)在進(jìn)行變電所建設(shè)的過(guò)程中，面臨的負(fù)荷率比較高。在對(duì)其進(jìn)行整體規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，所產(chǎn)生的容量無(wú)法滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的要求，所以大多數(shù)變電所都采用了內(nèi)橋接線(xiàn)的建設(shè)形式^[3]。

（二）主設(shè)備的平面布置

因?yàn)楫?dāng)前在進(jìn)行變電所建設(shè)的過(guò)程中，城市的用電總量正在不斷地提高，所以在進(jìn)行城市供電負(fù)荷中心變電所建設(shè)時(shí)，要對(duì)供電半徑進(jìn)行縮小，才能提高整體供電能力和質(zhì)量，減少線(xiàn)損的發(fā)生概率，降低施工階段的造價(jià)成本。

近幾年我國(guó)大部分城市采用綜合建設(shè)方式，建設(shè)出來(lái)的變電所應(yīng)用效果比較好，不僅節(jié)約土地資源，而且能夠滿(mǎn)足城市環(huán)境的發(fā)展要求。但因?yàn)槌鞘薪?jīng)濟(jì)的發(fā)展速度比較快，很多原有的變電所建設(shè)形式，已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)階段城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求。所以要對(duì)原有的變電所進(jìn)行改造，在進(jìn)行改造的過(guò)程中，要對(duì)變電所進(jìn)行整體的規(guī)劃和設(shè)計(jì)^[4]。

（三）主變壓器的選擇

在進(jìn)行變電所建設(shè)的過(guò)程中，至少要對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行10年期間的電力負(fù)荷發(fā)展情況進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì)。一個(gè)變電所內(nèi)部所設(shè)置的主變壓器數(shù)量不能多于4臺(tái)，不能選用同種型號(hào)的主變壓器設(shè)備，要根據(jù)資金的投入情況和負(fù)荷的發(fā)展?fàn)顩r，對(duì)其分期建設(shè)形式進(jìn)行明確。

一般來(lái)說(shuō)，在對(duì)變電所進(jìn)行具體設(shè)計(jì)時(shí)，可以采用兩卷變的建設(shè)形式，如果存在特殊的需要，可以選用35kv的電壓等級(jí)，并且對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)對(duì)比。要根據(jù)區(qū)域內(nèi)用戶(hù)負(fù)荷的差別，對(duì)供電的可靠性進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)^[5]。

在對(duì)主變壓器進(jìn)行故障檢修的過(guò)程中，如果存在停電的現(xiàn)象，就要提高主變壓器的應(yīng)用容量。還要在允許的時(shí)間范圍內(nèi)，恢復(fù)一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷的供電能力。要按照設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，保證城區(qū)的負(fù)荷密度能夠相互適用，并且對(duì)系統(tǒng)的短路容量進(jìn)行充分的考慮。在對(duì)變壓器的阻抗值進(jìn)行選擇時(shí)，要根據(jù)系統(tǒng)的短路容量和額定容量進(jìn)行具體的選擇。

根據(jù)研究證明，隨著主變壓器的容量增大，為了對(duì)短路容量進(jìn)行限制，可以運(yùn)用高阻抗變壓器設(shè)備。在進(jìn)行分接頭選擇時(shí)，要根據(jù)電網(wǎng)的電壓水平進(jìn)行具體的選用，可以選擇有載調(diào)壓變壓器設(shè)備。在選擇主要部件時(shí)，可以選用不銹鋼結(jié)構(gòu)^[6]。

（四）110kv GIS設(shè)備的選擇

在對(duì)城網(wǎng)變電所進(jìn)行改造時(shí)，可以選用GIS設(shè)備。在進(jìn)行接線(xiàn)方式設(shè)計(jì)時(shí)，可以使用線(xiàn)路組或者內(nèi)橋接線(xiàn)的建設(shè)方式。因?yàn)镚IS設(shè)備在應(yīng)用的過(guò)程中具備更多的優(yōu)勢(shì)。設(shè)備的體積更小，安裝時(shí)更加的靈活，而且開(kāi)斷的性能比較好。后期維護(hù)工作量比較少，運(yùn)行的可靠性比較高，檢修的周期比較長(zhǎng)。

所有的電氣設(shè)備都要封裝在接地外殼中，設(shè)備在運(yùn)行的過(guò)程中，不會(huì)受到外界環(huán)境的較大影響，可以保護(hù)運(yùn)維人員的作業(yè)安全。如果變電所的建設(shè)位置與電源側(cè)的距離比較近，可以不設(shè)斷路器。在發(fā)生故障問(wèn)題時(shí)，直接跳線(xiàn)路的側(cè)電源開(kāi)關(guān)^[7]。

（五）10kv主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)

在進(jìn)行10kv系統(tǒng)建設(shè)時(shí)，一般選用單母線(xiàn)分段接線(xiàn)的形式，每臺(tái)主變可以設(shè)置十回左右的出線(xiàn)，并且選用成套柜的戶(hù)內(nèi)布置形式。如果環(huán)網(wǎng)的建設(shè)并沒(méi)有完全形成，可以通過(guò)裝配式開(kāi)關(guān)柜的應(yīng)用和旁路母線(xiàn)的設(shè)置，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。如果采用中置式的開(kāi)關(guān)柜，可以不進(jìn)行旁路母線(xiàn)的設(shè)置，但是應(yīng)該對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行全面的檢查，才能保證運(yùn)行的安全穩(wěn)定性。在進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償裝置選擇時(shí)，應(yīng)該根據(jù)分散補(bǔ)償和集中相結(jié)合的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行具體的配置，還應(yīng)該根據(jù)用戶(hù)的性質(zhì)來(lái)確定二次測(cè)的功率因數(shù)。因?yàn)楫?dāng)前在進(jìn)行建設(shè)的過(guò)程中，絕大多數(shù)區(qū)域采用了電纜材料進(jìn)行建設(shè)，設(shè)置的線(xiàn)路比較短，無(wú)功容量比較充足，只需要對(duì)主變?nèi)萘窟M(jìn)行補(bǔ)償^[8]。

（六）10kv中性點(diǎn)運(yùn)行方式的設(shè)計(jì)

在進(jìn)行10kv配電網(wǎng)建設(shè)的過(guò)程中，很多城市區(qū)域采用中性點(diǎn)不接地的設(shè)置方式。在進(jìn)行具體建設(shè)時(shí)，如果發(fā)生單相接地故障問(wèn)題，不會(huì)中斷區(qū)域內(nèi)的供電情況。但隨著配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，城市區(qū)域電纜線(xiàn)路設(shè)置的不斷增多。在進(jìn)行故障問(wèn)題解決時(shí)，如果不拆除線(xiàn)路，就會(huì)降低系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。所以在對(duì)中性點(diǎn)運(yùn)行方式進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以結(jié)合區(qū)域內(nèi)的用電情況設(shè)置接地變壓器。

（七）過(guò)電壓的保護(hù)和接地方式的具體選擇

在進(jìn)行變電所建設(shè)時(shí)，應(yīng)該設(shè)置防止雷電侵入的保護(hù)措施，應(yīng)該在變電所屋頂設(shè)置接閃器。在對(duì)屋頂?shù)谋芾讕нM(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以選用圓鋼材料，并且設(shè)置單獨(dú)的避雷針進(jìn)行保護(hù)。在進(jìn)行具體建設(shè)時(shí)，應(yīng)該采用水平接地的建設(shè)形式，并且用垂直接地極進(jìn)行輔助建設(shè)。在設(shè)計(jì)主接地網(wǎng)時(shí)，可以利用外圍的空地區(qū)域埋設(shè)接地極。因?yàn)榻拥鼐W(wǎng)的改造存在較大的難度，所以要選用質(zhì)量更好的材料進(jìn)行主接地網(wǎng)的建設(shè)。

（八）所用電和直流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在變電所中應(yīng)該設(shè)置兩臺(tái)變壓器，還要增加自動(dòng)閉鎖互投裝置，要對(duì)直流電源進(jìn)行組合設(shè)置。要保證電源的容量能夠滿(mǎn)足變電所故障問(wèn)題發(fā)生時(shí)，停電兩小時(shí)左右的放電容量?？梢赃x用閥控式密封鉛酸蓄電池進(jìn)行具體的建設(shè)。

三、無(wú)人值班變電所的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在對(duì)變電所進(jìn)行建設(shè)和改造時(shí)，要保證變電所的供電更加安全，還要保證變電所能夠與配網(wǎng)的自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行資源的共享。在對(duì)變電所進(jìn)行通信和信息數(shù)據(jù)采集測(cè)量時(shí)。要滿(mǎn)足各種功能的操作需求。因此要改變?cè)械慕ㄔO(shè)方式，通過(guò)建設(shè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，對(duì)變電所的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)督和管理。

如圖1所示，在進(jìn)行系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)，基本可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守的操作需求。因?yàn)樵谶M(jìn)行這項(xiàng)系統(tǒng)應(yīng)用的過(guò)程中，各項(xiàng)工作的開(kāi)展形式更加簡(jiǎn)單快捷?？梢栽谑覂?nèi)布置所有的設(shè)備，通過(guò)系統(tǒng)的保護(hù)和監(jiān)督，提高設(shè)備運(yùn)行的安全性。

四、土建項(xiàng)目的具體設(shè)計(jì)

在對(duì)變電所的土建項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要保證平面的組合更加靈活，要對(duì)功能的分區(qū)界限進(jìn)行明確。還要減少外界環(huán)境對(duì)變電所運(yùn)行的干擾，要盡可能完善變電所的功能。設(shè)計(jì)人員在開(kāi)展工作時(shí)，要保證變電所的建設(shè)，能夠與城市的景觀建設(shè)相協(xié)調(diào)。在進(jìn)行平面組合設(shè)計(jì)時(shí)，要充分地利用線(xiàn)條對(duì)建筑造型進(jìn)行豐富。應(yīng)該根據(jù)電氣設(shè)備的布置形式進(jìn)行柱網(wǎng)的設(shè)計(jì)，然后對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的規(guī)劃。在對(duì)室內(nèi)變壓器進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要選擇一些運(yùn)行噪音比較低的設(shè)備。如果變電所的建筑物和圍墻之間沒(méi)有設(shè)置通道，要預(yù)留一定的空間進(jìn)行消防通道的建設(shè)，還要在室內(nèi)布置適量的滅火裝置。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在對(duì)城網(wǎng)110kv變電所進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要保證接線(xiàn)方式更加的簡(jiǎn)單，還應(yīng)該采用全戶(hù)內(nèi)多層化的布置形式。通過(guò)小型化建筑的建設(shè)，融合現(xiàn)代的高科技，設(shè)計(jì)綜合自動(dòng)化無(wú)人值班系統(tǒng)。這種建設(shè)方式符合現(xiàn)代化城市建設(shè)的需要，可以滿(mǎn)足城網(wǎng)發(fā)展的要求。電力部門(mén)在進(jìn)行工程建設(shè)的過(guò)程中，不僅要提高對(duì)設(shè)計(jì)工作的重視程度，還應(yīng)該對(duì)實(shí)際建設(shè)時(shí)，存在的各項(xiàng)問(wèn)題進(jìn)行深入的分析和探討，從而采取有效地措施解決這些問(wèn)題，才能保證工程的建設(shè)質(zhì)量，能夠得到進(jìn)一步的提高，促進(jìn)城網(wǎng)110kv變電所進(jìn)行可持續(xù)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭同斌，呂春華，尚啟光.城網(wǎng)110kv變電所設(shè)計(jì)思路[J].黑龍江科技信息，?2007（23）：48.

[2]楊金香.農(nóng)網(wǎng)110kV戶(hù)外無(wú)人值班變電所的設(shè)計(jì)探討[J].農(nóng)村電氣化，?2004（11）：21-22.

[3]禹中文.城網(wǎng)110kV變電所設(shè)計(jì)技術(shù)探討[J].廣西電力，?2003（04）：46-48.

[4]張秀芹.城網(wǎng)自動(dòng)化對(duì)110kV變電所設(shè)計(jì)的新要求[J].云南電力技術(shù)，?2003（01）：68-70.

[5]張秀芹，黃仕君.城網(wǎng)綜合自動(dòng)化對(duì)城網(wǎng)110kV變電所設(shè)計(jì)的新要求[J].電工技術(shù)雜志，?2003（03）：37-38+41.

[6]張秀芹.城網(wǎng)自動(dòng)化對(duì)110kV變電所設(shè)計(jì)的新要求[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，?2002（S1）：299-300.

[7]王衛(wèi)峰.農(nóng)網(wǎng)110kV變電所照明網(wǎng)絡(luò)的供電設(shè)計(jì)[J].農(nóng)村電氣化，?2002（09）：14.

[8]李泉源.城網(wǎng)改造110kV變電所設(shè)計(jì)思路[J].電力建設(shè)，?2000（10）：14-15+18.