（中国能源建设集团新疆电力设计院有限公司 新疆乌鲁木齐 830002）
摘要：变电站在输配电的系统中是重要环节，它是电网中非常重要的监控点，变电站对提高电网供电可靠性起着关键性作用。对110kv的变电站的一次部分进行科学合理的设计，可以有效地保证电网的相关供电环节正常运行，对电网建设的经济性也有着非常重要的意义。
关键词：110kv；变电站电气；短路电流
前言
电力工程设计是电力基本建设的重要环节，工程能否如期建成投运，保证质量节约投资，取得更好的经济效益，设计是关键。而变电站是整个电力系统中最为重要的组成部分之一，也是电网的主要监控点，其运行质量的优劣，直接关系到供电质量。变电站是由诸多一次设备组成，在对其进行设计时，必须合理选择好一次设备，这是确保变电站安全、稳定、可靠运行的关键。
1.110kv变电站变压器的选择
1.1变压器是110kv变电站中较为重要的电气设备之一，它的选择对于变电站的安全、可靠、稳定、经济运行有着至关重要的作用。当变电站负荷满足以下条件中的任何一条时，均必须安装至少两台以上的变压器。
①存在大量的一级负荷，或者虽属于二级负荷但从安全角度考虑时。
②季节性负荷变化较大的地区。
③几种特定负荷较大的情况下，如动力电与共用变压器、电源系统不接地、电气装置外露等。
1.2变电站中一般都配有两台或两台以上的主变，当某一台变压器出现故障时，可以将其上的负荷转移到另一台变压器上，以确保电力系统能够正常供电。对110kv变电站而言，安装几台变压器更合理，要按照该区域的具体供电条件、负荷性质、运行方式等进行确定。具体来说，主要是以下几个方面
①确定主变容量。在总负荷一定时，当停止其中某一台变压器，要求供电能力保持不变。
②变压器自身的容量上限。
③变压器的实际占地面积。由于110kv变电站多位于市区，节约变压器的占地面积显得尤为重要。而安装三台变压器显然要比两台占地面积大。
④设备投资。当采用高压有断路的接线方式时，通常都会使用SF6断路器，而采用T接线方式或是线路变压器组接线方式时，则需要建设出线间隔，这样一来投资势必会有所增大。
⑤短路电流水平。当变压器单台容量提高以后，势必会使低压侧的短路容量有所增大，这样一来就会给10kv配电设备的选型带来一定的困难。为此，当变压器容量较大致使10kv配电无法选用轻型设备时，应采取限制短路电流的措施。
⑥变压器成本。
选用两台变压器比三台变压器所需的总容量要多，但总体投资却所差无几。若是以两台主变和三台主变两种方案为例，两台变压器的方案要比三台占地面积小很多，并且投资成本和运行维护费用也都低得多，同时容载比较大、电网适应能力强，优越性非常明显。但需要注意的是，随着城市的不断发展，用电密度势必会有所增加，加之为了进一步提高变电站运行的安全性和灵活性，110kv变电站的电气设计上，应当采用三台主变，这是变电站一次电气设备设计的必然趋势。
2.选择电气主接线的要求
2.1供电的可靠性。可靠性直接关系着电力的生产和分配，主接线是否可靠能否持续供电的评价标准一般有：检修断路器时，对系统供电影响不大；尽量制止变电站全部停运现象的发生；如果线路或者母线出现故障，应最大限度地减少主变停运台数和线路停运回路数，尽量保证重要用户的正常供电。
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2.2运行和检修的灵活性。在调度运行中，应可以灵活地对线路和变压器进行切除或投入，实现变电站无人值班，尽量达到在故障、维修以及特殊运行时的系统调度要求；检修时注意安全，尽量在不影响电力网运行并供电给用户的前提下，能够方便快捷地停运母线、断路器和继电保护设备。
3.主接线方式的选择
在实际设计中经常会采用较为复杂的主接线，这种接线方式有许多不足，如接线方式较为复杂、运行操作过于频繁、检修维护量大、投资成本大、占地面积多等。为了解决以上各种问题，在变电站电气设计中，应当按照实际负荷性质、电气设备特点、变压器负载率以及上级电网强度等因素确定主接线方式。
本文以某城区110kv总降压变电站为设计目标，该变电站为110kv/10kv降压变电站，110kv有两回线路，10kv有十回线路110kv电源进线，采用外桥式接线的设计方案，主变压器2台。采用西安高压开关厂生产的户内布置的全封闭式GIS高压组合电器设备，由断路器、隔离开关、接地开关和故障接地开关进行控制保护。并引用北京四方立德公司的LDS311主变压器差动、本体保护测控装置；LDS321A、LDS321B主变压器后备高低压侧保护装置。
10kv侧电气主接线设计：10kv侧出线有十回，故考虑单母接线和单母分段，优缺点比较如下：
单母接线，不够灵活可靠，母线或隔离开关故障或检修时均使整个配电装置停电。接线简单清晰，设备少，操作方便，便于扩建和采用成套配电装置；单母分段接线，用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源。当一段母线故障时分段断路器能将故障切除保证正常段的不间断供电和不致使用户停电。简单经济方便实用，克服了单母接线的缺点。
10kv侧出线有十回，按照规程规定：单母分段既具有单母接线简单经济方便的优点，又在一定程度上克服了它的缺点，对重要用户从不同段引出两个回路，使重要用户有两个电源，提高了供电可靠性。现在220kv及以下变电所供应当地的6-10kv配电装置，由于采用了制造厂制造的成套开关柜，地区电网成环网运行检修水平的迅速提高，采用单母分段一般能满足要求。
4.短路电流的计算
计算短路电流，是为了选择断路器等电器设备或对这些设备提出技术要求，评价并确定网络方案，研究限制短路电流的措施，为继电保护整定和调试提供数据，分析计算送电线路对通讯设施的影响。在电力系统设计中，短路电流的计算应按照远景规划水平考虑，远景规划水平一般按建成后5-10年。计算内容为系统在最大运行方式时各枢纽点的三相短路电流。工程设计中，短路电流计算均采用实用计算法。所谓实用计算法是指在一定的假设条件下计算出短路电流的各个分量，而不是用微分方程求解短路电流的完整表达式。
5.结束语
城市变电站是城市电力系统的重要组成部分，因而，为了不断提高城市电力系统的运行稳定性和提高其供电质量，从而使变电站的建设带来更大的投资收益和社会收益，要随着电力系统的发展不断优化变电站电气一次设计，这就要求我们从优化设计思路、积极采用新型设备、优化电气布置等方面共同努力。
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论文作者:张志诚
论文发表刊物:《电力设备》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/22
标签：变电站论文; 变压器论文; 接线论文; 电流论文; 电网论文; 断路器论文; 负荷论文; 《电力设备》2017年第13期论文;