变电站一次系统设计探讨
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摘要：近年来，电力网络规模逐步扩展，电力设施日益更新，人们对电网的供电可靠性提出了新标准。变电站是输配电系统中的重要环节，是电网中至关重要的监控点，关系着电网供电的可靠性。对变电站的一次系统进行科学合理的设计，能够确保电网供电方面的正常运行。文章对110kV变电站一次系统的设计进行了分析。
关键词：110kV变电站；一次系统设计；电力网络；电力设施；供电可靠性；输配电系统 文献标识码：A
中图分类号：TM645 文章编号：1009-2374（2015）27-0031-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.27.017
由于现代社会的高速发展，电力工业已成为国民经济的基础，不但普遍地影响并制约国民经济其他部分的成长与发展，而且对加强人民的物质和文化生活水平有重要影响，对社会的进步发展也有影响。变电站是电力系统中的重要环节，是电网路线的连接点，主要功能是变换电压、汇集、分派电能。电网的安定性、不间断性和可信性关键在于变电站的科学正确设定和装配。目前，我国城市电力网和农村电力网都在实施大规模的改良；我国电力网的实际情况是普通的变电所还在使用，中小型变电所、微机监控变电所、综合自动化变电所逐渐显现，能够快速地成长发展。所有的变化发展主要依据变电设计的基本原理，110kV变电所是最为常见的常规变电所，因而对它的电气一次系统设计进行相关
研究。
1 电气主接线设计
1.1 主接线的设计原则
变电所中的电气主接线是电力体系有关接线的首要组成构造。它表明了发电机、变压器、路线、断路器等的数目、连接形式和能够的运作系统，进而完成发电、变电、输配电的使命。主接线的确定是十分重要的，它的确定直接影响着所有电力体系运作以及配电装置的安插，对于主接线规划涉及领域非常广泛。要遵循国家有关技术经济政策的有关规定，争取做到技术一流、经济合理、安全可靠。
1.2 主接线设计的基本要求
变电站的电气主接线应根据变电站所在电力系统中的主要位置，变电站的计划容量、负荷性质、路线、变压器连接元件总数、装配特色等条件确定，并应斟酌思考供电可靠性、运行矫捷、操作检验便利、投资借鉴和过渡或扩建等要求。
1.2.1 主接线可靠性的要求。可靠性的主要事情是对用户提供稳定的电源。评测可靠性的标准是进行运作实施。主接线的可靠性是通过对其组成元件，包括一、二次部门在运作中可靠性的综合评估。因而，还要考虑一次装备对供电可靠性所产生的影响以及继电保护二次装置的故障对供电所产生的影响。评测主接线可靠性指标为：（1）断路器检验能够导致停电；（2）线路、断路器、母线故障和检查时，停运线路的回数和停留时间的长短；（3）变电站全停电的几率。
1.2.2 主接线灵活性的要求。主接线的灵活性有如下要求：（1）对于调度的要求主要是对电力运行矫捷以及变压器、线路、分派电源和载荷的剔除，在系统发生事故时，符合其事故运作状态下、检验体系下以及特殊运行体系下的调度要求；（2）对于检修要求主要针对便捷地停下断路器、母线以及继电保障设置进行有关安全检验，不太影响用户的供电。
1.2.3 主接线经济性的要求。在达到技术要求的情况下，做到经济正确：（1）投资省：主接线简单便捷，能够减少断路器利用、断绝开关等装备的投资；（2）占地所需面积小：电气主接线规划要为配电设备安插提供环境，以节俭用地、架构、导线、绝缘子和安置费用；（3）电能损耗少：经济选择主变压器型式、容积和数目，制止两次变压而增加电能损失。
1.3 主接线的拟定方案
主接线方式有两种方案：第一种方案是有汇集母线的接线方式；第二种是无汇集母线的接线方式。两种方案的主要区别在于第一种单母线、双母线、单母线分段、双母线分段以及增设旁路母线或者旁路隔离开关，而第二种方案是变压器一路线是单元接线、桥形接
线等。
2 主变压器的确定
2.1 主变压器台数的确定
为保障供电的可靠性，变电所大体会选取配备两台主变压器。
2.2 调压方式的确定
按照设计计划中体系110kV母线的电压选择合适的调压尺度，为了能够确保供电水平，电压要保持在可控范围内，保证电压的稳固，因此应选取有载调压变
压器。
2.3 主变压器容量的确定
对于一些主变压器的容积主要依照变电所建设后5～10年的计划负荷选取，也可按照变电所的电网布局或者所产生的电量多少来决定主变压器的容量，有的变电所会配备两台主变压器，每个变压器容积应依照Sn=0.6PM选择，对于常规的变电所来说，会考虑变压器发生事故后会产生的负荷容积的多少来具体确定主变的容量，其由Sn=0.6PM来确定。当主变生事故停止时，其他的变压器所产生的容积量要满足70%～80%的供电负荷，对于其他的变压器发生事故也要满足40%的供电负荷，因为一般电网变电所会有25%的供电负荷是没
有的。
3 确定主接线方案
3.1 主接线方案的可靠性对照
3.1.1 110kV侧。方案Ⅰ：采取内桥接线，对于内桥接线来说，设备的某个线路出现问题或者需要撤掉要对此变压器的运作不造成影响；对于内桥断路器停止工作时，两回路可以继续工作并且连续供电，这种接线方式简单，而且对供电的影响不大。唯一的缺点便是变压器二次配线和倒闸操作繁琐且易犯错。方案Ⅱ：采取单母线来分段接线，对于此方法某个线路出现问题或者需要撤掉要对此变压器的运作不造成影响，别的回路可以继续工作，这种接线方式简单，而且对供电的影响不大，操作简单不易犯错。
3.1.2 35kV侧。方案Ⅰ：单母线采用分段来接线，设备某个线路出现问题时，该回路要停止运行且分段线路也停止运作时两端的母线继续运作。当该设备母线的某段出现故障时，需要自动解除断路器分段的障碍令，其他正常的母线不会停电。方案Ⅱ：单母线分段和其他路接线，检测某一台断路器时，可采用旁路断路器取代；当某一母线检查故障时，其他路的断路器只可取代回路的运作，本段母线上别的线路要停止运行。10kV侧：由于两方案接线方法类似，因而不进行对比。
3.2 主接线方案的灵活性比较
3.2.1 110kV侧。方案Ⅰ：进行操作时，主变的剔除和投入较繁杂，线路的利用和剔除简单便捷；方案Ⅱ：调度操作时可以矫捷地使用和剔除线路和变压器，方便扩展。
3.2.2 35kV侧。方案Ⅰ：运行体例繁杂，调度操作简略灵活，便于扩建，但当开关或二次检验时线路要停运，影响供电；方案Ⅱ：运行体例繁杂，调度操作繁杂，但可以矫捷地投入和切除变压器和路线，便于扩建。10kV侧：两方案相同。
通过综合分析评测，决定选第Ⅰ方案为最终方案，即110kV体系采取内桥接线、35kV采取用单母分段接线、10kV体系为单母线分段接线。
4 结语
综上所述，在变电站一次系统设计中，要紧握主接线和变压器的原则，科学规范设计以及实施过程，同时也要经济合理，避免经济上造成的损失，针对出现的相关问题也要及时处理解决，提高运作效率。
参考文献
[1] 张航.智能变电站二次系统的设计及其工程应用研究[D].山东大学，2013.
[2] 刁旭.数字化变电站设计研究[D].华北电力大学，2012.
[3] 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，（20）.
（责任编辑：周 琼）
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