周晴晴

摘要：變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用，直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟運行。電氣主接線是變電站設計的首要任務，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。電氣主接線的擬訂接關(guān)系著全站電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。

關(guān)鍵詞：變電站；一次設計；主接線；變壓器

1 變電站的作用及重要性

變電站的主要作用就是在高低壓之間進行轉(zhuǎn)換，有些變電站是將發(fā)電廠發(fā)出的電壓進行升壓，這樣有利于電能遠距離傳輸?shù)耐瑫r還能夠降低輸電時在線路上的損耗；其他一些變電站是將高壓轉(zhuǎn)換成低壓再傳輸給用戶端。

變電站中最重要的設施是變壓器，它能夠?qū)⒆冸娬窘邮艿母唠妷哼M行變換，轉(zhuǎn)換成用戶使用的安全電壓。除了變壓器之外，變電站中的設備還有控制開閉電路的開關(guān)設備、互感器、母線、儀表、調(diào)度通信裝置、防雷保護裝置和繼電保護裝置等。

110kV變電站是直接面向用戶的，因此其數(shù)量較多，分布也較廣。因此在對變電站進行設計時應考慮其經(jīng)濟性、靈活性以及可靠性，這樣才能夠在某個區(qū)域內(nèi)減少變電站所在單位的投資，且能夠靈活地應對各種停電需求和電網(wǎng)故障，還能夠提高該區(qū)域內(nèi)供電的可靠性。

2 關(guān)于變電站主接線設計分析

2.1 合理設計單母線接線

一般情況下，110KV變電站的電源進線都是將兩路線路同時鑲嵌到110KV電網(wǎng)系統(tǒng)中，其中包括一條主接線與一條備接線，而且在高壓的側(cè)端主接線通常采用的是單母線接線設計，在低壓的側(cè)端接線則是采用單母線兩分段旁母接線方式。

通過實驗結(jié)果表明，這種接線設計可以充分保證供電質(zhì)量以及供電的可靠穩(wěn)定性，更為重要的是，就算是在110KV變電站主電源斷電的條件下，高壓側(cè)端備接線也同樣能夠自動恢復其供電功能。不過這種方式有一個很大的弊病就是由于它需要配備很多的高壓設備，無疑會投入大量的資金方可進行，這樣會給電力系統(tǒng)帶來龐大的經(jīng)濟壓力。

2.2 接線方式設計

（1）單母線接線：單母線分段部位的接線必須處于變電站低壓側(cè)主接線方向上，同時考慮變電站高壓側(cè)主接線，能夠在保證電力系統(tǒng)靈活可靠運行的同時，提高供電的可靠性，有著良好的應用效果。但是由于接線位置處于變壓器兩側(cè)，會接觸大量的高壓設備，占地面積較大，而且成本投入較高。

（2）內(nèi)橋接線：內(nèi)橋接線屬于終端變電站最為常用的一種主接線方式，其具有如下優(yōu)點：斷路器數(shù)量少、線路故障操作簡便、系統(tǒng)接線清晰、保護配置與整定簡單。當送電線路出現(xiàn)問題時，僅僅需要將故障位置的斷路器斷開便可以切除故障區(qū)段，不影響整體線路的運行。為此，建議110kV在電氣設計上，應當盡量采用內(nèi)橋主接線的方式，這樣有利于提高系統(tǒng)的供電可靠性。

（3）線路變壓器組接線：即線路和變壓器直接相連，屬于最為簡單的接線方式，優(yōu)點在于設備數(shù)量少，操作簡單，而且成本較低，但是在靈活性和可靠性方面同樣較低。

3 變壓器的選擇

3.1 變壓器的選擇

在變電站中，用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器。《35～110kV變電所設計規(guī)范》規(guī)定，主變壓器的臺數(shù)和容量，應根據(jù)地區(qū)供電條件、負荷性質(zhì)、用電容量和運行方式等條件綜合考慮確定。在有一、二級負荷的變電所中宜裝設兩臺主變壓器，當技術(shù)經(jīng)濟比較合理時，可裝設兩臺以上主變壓器。裝有兩臺及以上主變壓器的變電所，當斷開一臺時，其余主變壓器的容量不應小于60%的全部負荷，并應保證用戶的一、二級負荷。具有三種電壓的變電所，如通過主變壓器各側(cè)線圈的功率均達到該變壓器容量的15%以上，主變壓器宜采用三線圈變壓器。主變壓器臺數(shù)和容量直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。由負荷計算，可知，本變電站遠景負荷PM=32.95MVA，裝設兩臺主變壓器，每臺變壓器額定容量按下式選擇

SN=0.6PM=0.6×32.95=19.77MVA

故可選擇兩臺型號為SSZ9—20000/110的變壓器。

20000/46700*100%=61.0%

當一臺主變停運時，即使不考慮變壓器的事故過負荷能力，也能保證對61.0%的負荷供電。

3.2 變壓器的臺數(shù)

在城網(wǎng)變電站中通常都配有兩臺或兩臺以上的主變，這是因為當某一臺變壓器出現(xiàn)故障時，可以將其上的負荷轉(zhuǎn)移到另一臺變壓器上，以確保電力系統(tǒng)能夠正常供電。對于110kV變電站而言，在滿足相同供電能力以及供電可靠性的前提下，應當安裝幾臺變壓器更為合理，則需要按照該區(qū)域的具體供電條件、負荷性質(zhì)、運行方式等等進行確定，同時還需要考慮經(jīng)濟性和技術(shù)性這兩大原則，具體內(nèi)容如下：其一，確定主變?nèi)萘俊Ｔ诳傌摵梢欢〞r，當停止其中某一臺變壓器，要求供電能力保持不變；其二，變壓器自身的容量上限；其三，變壓器的實際占地編輯。由于110kV變電站多位于市區(qū)，而市區(qū)本身面積比較有限，為此，節(jié)約變壓器的占地面積就顯得尤為重要。而安裝三臺變壓器顯然要比兩臺占地面積大；其四，設備投資。當采用高壓有斷路的接線方式時，通常都會使用SF6斷路器，而采用T接線方式或是線路變壓器組接線方式時，則需要建設出線間隔，這樣一來投資勢必會有所增大；其五，短路電流水平。

4 110kV變電站接地技術(shù)設計方案分析

對于變電站而言，在110kV變電站部分電氣一次設計作業(yè)的過程當中，接地的核心目的在于：確保電氣設備正常工作，或為了避免人身安全受到觸電因素的影響，而將電氣設備的部分元件與地面進行可靠的電氣連接。通過接地處理的方式，還可以實現(xiàn)以下幾個方面的價值：第一，避免人身接觸電氣設備而產(chǎn)生的觸電問題；第二，避免電器設備在正常運行狀態(tài)下出現(xiàn)機械性損傷方面的問題；第三，防止電氣設備出現(xiàn)機械性損壞方面的問題，并杜絕火災、爆炸等次生災害問題的發(fā)生。在現(xiàn)階段的技術(shù)條件支持下，110kV變電站電氣設備常態(tài)意義上的工作接地裝置主要包括以下兩個部分：第一是接地線，第二是接地體。其中，對于接地體而言，多采取角鋼作為原材，將尖端部位進行削減，并打入地中。而對于接地線而言，則多采取圓鋼或扁鋼作為材料，以保障性能發(fā)揮的有效。在變電站電氣一次設計的過程當中，多圍繞變電所周圍進行接地體的敷設作業(yè)。同時，對于高壓配電室以及低壓配電室而言，均需要設置兩處接地體的連通。還需要特別注意的一點是：相對于變壓器室而言，還需要將其會同高壓配電室、低壓配電室，在室內(nèi)環(huán)境進行接地體的連接，形成統(tǒng)一的接地整體。

5.電氣設備布置

在110kV變電站中電氣設備的布置，整體形式分為室內(nèi)布置和室外布置，兩種布置形勢各有特點。室內(nèi)布置對于整體系統(tǒng)的維護效果較好，但是投入較大，適合小型的變電站設計。室外布置比較清晰，投入成本較低，線路橫行分布較大，適合大型的變電站。變電器等電氣設備的布置要遵循因地制宜合理的原則。在布置上要根據(jù)實際情況、現(xiàn)場環(huán)境、經(jīng)濟成本等因素綜合考慮，再進行選擇，選擇最可靠最安全的布置方案，以保證整體設計的可靠性和安全性。

6 結(jié)語

變電站是整個電力系統(tǒng)中最為重要的組成部分之一，也是電網(wǎng)的主要監(jiān)控點，其運行質(zhì)量的優(yōu)劣，直接關(guān)系到供電質(zhì)量。變電站是由諸多一次設備組成，在對其進行設計時，必須合理選擇好一次設備，這是確保變電站安全、穩(wěn)定、可靠運行的關(guān)鍵。

參考文獻

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（作者單位：常州市常能電力工程咨詢有限公司）