摘要：伴随着人民生活水平的提高，国民经济的快速发展，人们对于供电的效率与质量提出了更高的标准与要求。110kV变电站的建设在提高生产效率、节约土地资源消耗、持续可靠供电方面有着非常重要的意义，而它作为一项资金投入量大、技术含量高的复杂系统工程，也成为了我国电网建设与改造中亟需探究的一个重要课题。本文就110kV变电站电气一次部分设计技术进行了探讨。
关键词：110kV；变电站；电气；一次部分；设计技术
一、变电站在城市供电中的作用
在城市电力系统中，变电站是负责电压变换、接受以及分配电能、控制城市电流的流向的重要电力设施。它主要是通过自身的主变压器将电力系统中各级电压的电网联系起来。作为控制城市电压高低的主要电力设备，变压器在负责调控电厂输配电压的同时，也降低输电过程中电力的线路损耗。此外也有一部分变压器降压后送至用户端使用。针对不同的电力网络情况，变电器对电力的升压和降压幅度也是各不相同根据电压等级以及具体作用的异同，变电器的分类也多种多样，例如根据输配电距离的不同，在远距离输电时，电压往往会经过升压变电站，而变为220KV或者更高，而对于负荷中心，电压往往经过110KV变电站降至为10KV。在种类繁多的变电站中，110KV的变电站的使用范围最为广泛，变电站的数量也最多。110KV变电站直接面向用电用户，因此对110KV变电站的设计必须安全可靠，且具备一定的经济性，才能有效应对用户用电的各种多变的需求。提高11KV变电站设计的科学性与合理性，对保证地区经济与生活需求具有十分重要的意义。
二、110kV变电站电气一次部分设计技术
1、主变压器与主接线的设计
1.1选择合理的主变器
变压器的台数、容量、型式等内容都会对变电站一次主接线方式与配电装置自身结构产生不同程度影响。在设计主变器时，除了依据容量的原始资料外，还需要对电力系统在未来5-10年内的发展进行准确判断，综合分析未来馈线回路和输送功率等各项因素。设计人员在选择主变器容量时，针对其中关键的变电站，要考虑一台主变发生停运时，其余主变压容量遇到的问题，在允许时间内确保主变站的负荷能力能够满足要求，确保可以完成Ⅰ类和Ⅱ类负荷供电。对于一般变电站来说，如果其中一台主变站发生停运，其余主变器容量应当能够满足所有符合的65%左右。
1.2设计电气主接线
变电站中的电气主接线应当能够达到灵活、可靠、可拓展、经济性四个方面的要求。在具体设计过程中为了使变电站在运行过程中能够具有灵活与可靠两项特点，电网规划与设计人员在对变电站进行设计时，设计的主接线图会变得十分复杂。这样可以确保电站具有灵活和可靠两项特点，但是从实际情况来看，复杂的主接线在应用中也存在许多缺点有待解决。例如，运行操作过程会变得十分繁琐，加大了维护与运行过程中的工作量，同时也会加大投资面积和占地面积。这些无法避免的缺点，将会导致运行人员在对变电站进行维护和运行过程中消耗大量的精力与投资，并且还会引起一些不必要的麻烦。因此，对系统中处于不同位置和具有不同作用的110kV变电站中的电气主接线进行设计，工作人员需从运行方式、负荷性质、电气设备、主变负载率、调度、拓建方便、降低成本等多个方面对问题进行详细分析，从而确定一种最佳的一次主接线设计方案。
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2、中心变电站与中心变电站设计
2.1中心变电站
（1）单母线断路器，通常分为2-3段，如果在具体应用过程中其中的一段母线出现了故障，分段断路器会将故障自动隔离开，这样正常断路器的母线能够继续工作[4]。从实际运行情况来看，不同母线同时检修或故障的概率较低，因此可以在不同的地段处将电源接入，可以使供电的灵活性和可靠性都能够得到显著提高。（2）双母线接线形式，在变电站具有互为备用线母线的两组母线，每次回进与出线都要通过断路器和并列的隔离开关与母线。供电的可靠性主要表现为通过倒换两组隔离开关，实现对其中在一组母线的检修，轮流检修不必切断电源，不会发生断电情况，若检修接于任意一母线上的管理开关时，断开隔离开关所在的回路以及与开关线路的母线即可，并不会其他线路的运行造成影响，不会出现定点现象。（3）一主一备属双目线，该方式的母线可以实现灵活调度。
2.2终端110kV变电站
无汇流母线是一般终端变电站的主要连接方式，采用的为桥型接线及线路变压器组接线。变压器组接线是一种相对比较简单的接线方式，高压配电相关装置中仅配置两单位的设备的单元，此方式的主要优点在于接线简单，并且占地面积小。若检修一台主编线路时出现了故障，并且需要从运行状态中退出，那么操作过程中将变压器低侧作为转移负荷操作，就可以实现全部符合供电。在地方电网中，应用110kV类型的终端变电站，假设主变容量能够满足“N-1”准则的具体要求，在接线上采用内接线，可以使系统的可靠性和安全性都能够得到进一步提高，而针对需要经常切换的变压器或者外部系统在运行过程中有穿越功率流过时，在接线上应当采用外桥式。
3、110kV变电站接地设计
目前，技术条件的支持下，110kV变电站电气设备常态意义上的工作接地装置包括以下两个不同的部门：第一接是接地体，第二是接地线。在这之中，针对接地来说，将更多的角钢作为原材料，消减尖端部位，并将其打入地下。对与接地来说，应当多选择扁钢或圆作为主要材料，从而使其保障性能能够得到有效发挥。在设计变电站电气一次过程中，应当围绕变电所及低压配电室设置两处接地的连通。在设计过程中需要额外注意的是：针对变压器来说，还需要与将其与低压配电室、高压配电室，室内环境进行接地连接，最终构成以一个统一的整体，确保了系统运行的安全性。
4、110kV变电站防雷设计
从防雷设计角度说，在设计110kV变电站电气一次设计中，对于直击雷保护和过电压保护两项内容应当分别进行分析，采取合理的设计措施。对于以上两个方面的内容进行总结概括，具体内容如下：第一，对于有关防止直击雷保护方面，在变电站一次电气设计中，所有的配电装布置上都应当采用用户所提供的方案，在屋顶设置避雷针，通过此方式实现预防直击雷的目的。通过大量的工程实践经验来看，在屋顶避雷采用的原材料应当选取过热镀锌扁钢，选择的尺寸大小应当为40mm×4mm。并且在此基础上，选用的热镀锌扁钢的尺寸可以略大于40mm×4mm作为引下线，并且同与接地网进行连接，从而确保在雷雨天气中出现的直击雷能够通过该方式倾泻入大地，有效地避免了变电站在运行过程中遭遇雷击，从而遭受破坏。第二，从过压角度进行分析，为了避免线路在正常运行情况下，遭遇雷击，而出现过压侵入现象，在具体设计中，需要在110kV进线段以及10kV出现段每段母线线路上分别安装独立避雷器，通过利用避雷的方式，实现对系统中电压的安全保护。与此同时，还应当将避雷器安装在110kV中性点上，通过设置放电间隙的方式，实现变压器中性点绝缘，从而实现过压的可靠保护。
三、结束语
从目前变电站的类型来看，110kV变电站是最为常见的一种变电站类型，它的建设与发展直接影响着变电站的供电质量与正常运行，关系着我国电力事业的成长以及人们用电的安全。因此，加大对110kV变电站的建设力度与投入强度，会推动我国社会经济的发展以及人们生活的进步，有利于我国电力事业的可持续性发展与长足进步。
参考文献：
[1]唐杰.110kV变电站电气一次部分初步设计分析[J].通讯世界，2014，（23）.
[2]吴鹏.110kV变电站部分电气一次设计浅析[J].大科技，2015，（32）.
论文作者:高思超,嵇文涛,刘凯,刘京华
论文发表刊物:《电力设备》2017年第2期
论文发表时间:2017/3/27
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