(国核电力规划设计研究院 100095)
摘要：随着我国的经济快速发展，人们对电量的需求也一路高涨，为能满足社会对电力的需求，国家加大了电力系统的投资，提高了供电系统的水平。作为供电系统中最重要的一个环节—变压站，则受到了格外的重视。变压站的建设好坏，直接决定了当地的供电系统的水平，对居民生活生活水平也有很大影响。因此，做好110kV变电站电气一次设计是电力系统设计的重中之重。
关键词：110kV变电站；电气一次；设计
一、变电站的重要性
通过变电站转换、分流作用，将从四面八方来的不同电能转化为不同种类的电压，来供应给不同的需要人群和单位。可以说，变电站是就像一个模型机，将材料根据需要印成不同种类的模型。没有变电站，就不可能安全做到将电能及时有效的输送到各地。本文所述的110kV变电站主要职责就是向居民输送安全的电能。而要想及时的将电能有效的输送到居民的家中，则必须要考虑很多因素：一是，110kV变电站主要就是承担为居民输送电能的作用，确保居民能用上安全可靠的电，所以在设计的时候要注意变电站的灵活性、可靠性特点；二是，要遵循统筹兼顾的原则。在输送电能的时候要考虑安全和效益的原则，不可一味追求经济效益而无限度的调高电量的输出度；还要兼顾地区未来的发展需求量，确保电力的供电潜能能够满足地区的发展；三是，对电力上的新技术、新材料的运用要谨慎，禁止任何未经过实践检验的材料运用到实际的供电系统，避免出现电力供应系统中断的情况。
二、110kV变电站一次电气设计
2.1分析110kV变电站一次电气设计的准备工作
在进行变电站电气一次设计工作前，设计人员应多与变电站建设单位、运行单位进行沟通联系，充分了解所设计变电站的要求特点以及详细的掌握设计原始资料与基础数据。在设计时必须充分明确设计任务及设计原则，并深入施工现场进行勘察，以便确保掌握的资料与数据的正确性，而后结合相关规程规范对设计方案进行可行性研究，确保设计作品充分符合相关规程与规范要求。
2.2变压器的选择
在110kV的变电站中一般中型规模的变电站都会安装两台或者两台以上的变压器。这是由于以下几个方面决定的：①在110kV变电站中存在大量的一级负荷，从安全层面考虑必须对变压器实行压力负荷分流。②由于110kV变电站负责供电的区域比较大，季节性的负荷变化也很大。③在110kV变电站中由于电源系统不接地、变压器共用等原因，导致很多部件的分散负荷很大。
变压器的台数。在110kV变电站工作中，为了保证安全可靠的工作，只安装一台变压器是不够的，具体应该安装变压器的数量应该由包括供电条件、供电区域情况等具体的实际情况来决定，还应该在考虑使用性的基础上保证成本的经济性。具体内容如下：①在总负荷一定的时候要不断改变主变的容量，当某一台变压器发生故障停止后，要保证有其他的变压器可以投入运行，保证电力供应不间断。②充分考虑本期及远期短路电流水平。③在使用多台变压器时，会增加投资。④变压器成本。选用两台变压器与三台变压器所需的总容量要相对较多，但总体投资却所差无几。要考虑对外输出电量的情况，加之为了进一步提高变电站运行的安全性和灵活性。
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三、110kV变电站电气一次设计实施措施
3.1主接线方式设计
主接线方式的确定必须要保证其具有可靠性、经济性与灵活性特点：第一，可靠性即检修断路器时，不会对系统与负荷供电效果产生影响，并且在断路器、线路以及母线故障，或者各电气设备检修时缩短停电时间，保证一级负荷与二级负荷的正常供电，尽量避免停电情况的发生。第二，灵活性主要是指能够完全满足调度、扩建以及检修等方面需求，调度时可以灵活投入与切除变压器以及线路，达到系统事故运行方式调度要求，检修时即能够有效停运断路器、继电保护设备等，实现系统的安全检修。而扩建即可以有效从初期接线过渡到最终接线，减少变电站持续供电的影响。第三，经济性即在保证运行可靠性基础上，达到经济性应用的目的。
3.2接地方式设计
110kV变电站电气一次设计中接地的目的是提高各电气设备运行的可靠性，避免产生人身触电安全事故，安装时将电气设备部分元件与地面进行可靠的电气连接。接地设计时要考虑减少设备运行的机械损伤，并减少甚至避免火灾、爆炸等事故的发生。变电站常用接地装置有接地线与接地体两种，其中接地体一般采用角钢为原料，对其尖端部位进行削减，最后埋入地下；接地线为保证其功能性，一般选择用圆钢或者扁钢为原料。为提高变电站各电气设备运行的安全性，一般应在变电站周围对接地体进行敷设处理，并且对于高低压配电室来说，需要设置两处接地体相互连通，与室外环境接地进行有效连接，形成统一有效的接地整体。
3.3防雷方式设计
在对110kV变电站电气系统防雷设计时，应根据雷击形式不同来确定相应的设计方法，主要包括直击雷与过电压保护两个方面。一方面，对于直击雷的防范设计，所有配电装置安装均匀采取户内布置的方式，并对其设置避雷针，在屋顶设置避雷带，避免直击雷对电气设备造成的雷害影响。屋顶避雷带的设置材料可以选择用热镀锌扁钢，尺寸最小为40mm×40mm，并选择尽量大尺寸的热镀锌扁钢引下线，将其与主接地网进行连接，将雷击产生的雷电流传输到大地，以免巨大的雷击电流对电气设备造成损坏。另一方面，还需要在进线端与出线端的每段母线线路上安装避雷装置，对配电设备进行过电压保护。
四、电气设备接线的典型方式
考虑终端变电站以及中间变电站的技术和问题是在110kV的变电站电气设计中的主要内容。因为不但变电站的负荷接近110kV的荷中心，而且在其中分为两路进线装置，和一路进线不能同日而语的，进而可以有效的将电能分配给低压用户，从而实现这一分配的最终目的，这个整个的分压过程主要是由两台主频变压器来实现的。单母线接线还有内桥接线以及线路变压器组接线是终端变电站的高压侧主接线形式有所有方式。而我们所说的对于单母线的接线方式就是单母线分段的接线方式。
这种接线方式不但供电可靠性高，而且在运行中非常灵活，唯一的不足就是在实施中会大量的涉及高压设备，这样不仅仅增大了工程的占地面积和投资资本，而且对日后的维护中会增加很大的工作量。主要用在110kV变电站的高压侧主接线的方式是内桥接线，而在110kV变电站的低压侧主接线是用单母线分段的接线方式。这种连接的方式主要有线路的进出较为方便等优点，但运行不灵活，还有用电不可靠都是其方式的缺点，所以在实际的操作中，我们也要合理的运用和安排。
结语
在我们国家对于110kV变电站一次设计还不够完善，所以我们还需要在电站运行的过程当中不断的发现问题，解决问题，为以后变电站的建设提供重要的保障。现阶段对于110kV电站设计还依然存在许多问题，但是我们相信随着科学技术不断进步，电力工作人员不断的创新，我国110kV变电站的设计水平会不断的提高，为社会主义电力建设做出贡献。
参考文献
[1]吴建勋.110kV变电站部分电气一次设计[J].城市建设理论研究（电子版），2014.
[2]任志毅.城市110kV变电站电气一次设计的分析[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2013.
作者简介
刘宇昕（1989.03.25），男，黑龙江哈尔滨人，佳木斯大学电气工程及其自动化学士，助理工程师，单位：国核电力规划设计研究院，研究方向：电气一次。
论文作者:刘宇昕
论文发表刊物:《电力设备》2016年第22期
论文发表时间:2017/1/13
标签：变电站论文; 变压器论文; 接线论文; 方式论文; 电气论文; 负荷论文; 母线论文; 《电力设备》2016年第22期论文;