探析有关110kV变电站的电气一次设计
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【摘要】随着国家不断加大对电力事业的投入力度，110kV变电站作为电力系统中的重要组成部分，同时110kV变电站是众多变电站中最为常见的一种。而人们生活水平与质量的提高使其对供电质量也提出了更高的要求。110kV变电站的电气一次设计直接关系着110kV变电站的正常运行，基于此，本文以《探析有关110kv变电站的电气一次设计》为题，进行了分析与探讨。
【关键词】110kV变电站；电气一次设计；准备工作
110kV变电站工程是一项技术含量高、资金投入量大且极为复杂的系统工程，而110kV变电站的电气一次设计又直接关系着变电站的正常运行，所以对110kV变电站的电气一次设计进行分析探讨显得非常有必要。因此，作为新时期背景下的设计人员在进行110kV变电站的电气一次设计时，必须充分认识到变电站的重要性，并根据实际情况确保110kV变电站的电气一次设计是科学合理且可行性较高的，从而变电站的正常运行奠定坚实的基础。
1、110kV变电站的重要性
110kV变电站工程是一项技术含量高、资金投入量大且极为复杂的系统工程，所涉及的设备也是先进且精密程度和自动化程度都很高的。变电站的作用就是对高压电能和低压电能进行转换。为了使变电站能够远距离传输电能并有效降低线路损耗，部分变电站还会采取升高发电厂发车电压的措施。110kV变电站是众多变电站中最为常见的一种，这主要是因为110kV的电压是当前我国的电力用户中是应用数量最多、分布最广的一种电压。此外，变电站的经济性、可靠性、灵活性直接影响着变电站的正常运行及相关效益。
2、110kV变电站一次电气设计探析
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，而后结合相关规定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章程序与规范要求。通过对设计方案进行可行性研究，能够为变电站工程项目的核准提供重要的技术依据[2]。
2.2合理选择配电装置
通常情况下，110kV变电站中高压配电装置的布置形式主要能分为两种，分别是屋内布置与屋外布置。其中屋外设置又能够分成三种类型，分别是屋外中型布置、屋外高型布置和屋外半高型布置。屋外中型布置设置经济适用，简单清晰且可靠性较高，其原理就是在地面设备支架上安装好电气设备，不在母线下面布置设备；屋外高型布置多布置在双母线的情况下，该情况下母线与母线应适当隔离，而后采用上下重叠的方式布置开关；屋外半高型布置具有缩短配电装置跨度，增加布线线路面积的特点，不适用于进出线回路少的变电站，其原理是将布置的双母线进行隔离，并在母线升高的下放布置断路器和电流互感器。
2.3合理选择变压器
2.3.1变电站负荷条件考虑
变电站变压器的选择必须充分考虑其符合条件，以此确保选择的变压器能够充分满足变电站负荷。且对于变电站以下负荷情况，应最少安装两台或以上的变压器：第一，存在大量一级负荷；第二，该地区季节性负荷变化较大；第三，一些特殊负荷情况，例如电气装置外露、电源系统不接地等情况。
2.3.2变电站台数配置
在11110kV变电站中一般都会配置两台或以上的变压器，一台正常运行另一台作为备用，这样的话如果一台变压器发生故障，那么就会启动作为备用的另一台变压器，以便做到以防万一，确保供电正常。究竟110kV变电站配置多少台变压器才算合理，这就需要对110kV变电站所供电区域的供电条件、运行方式、负荷性质等进行确定，同时充分考虑经济性与技术性原则，从而在符合该区域供电能力和供电质量的前提下合理确定变压器台数。
2.4合理选择接线方式
在110kV变电站设计中，为了确保变电站的正常运行以及供电质量，通常会采用比较复杂的主接线方式。而复杂的主接线方式虽然在一定程度上确保了变电站的正常运行以及供电质量，但是也存在明显的不足之处，在现代110kV变电站电气设计中，设计人员应根据变电站的实际负荷性质、变压器负载率、电气设备特点以及电网强度等情况来合理确定接线的方式。
3、电气一次设计中对变电站智能化的要求
目前的新建110kV变电站都是智能变电站，主要包含了智能变压器、智能GIS设备以及智能避雷器。以下笔者以智能变压器为例，就电气一次设计中对变电站智能化的要求作出以下分析。
3.1智能变压器的参数类别
智能变压器的参数类别主要分为以下三点：一是温度；二是辅助设备报警；三是有载调压开关。
3.2智能变压器的在线监测参数
智能变压器的在线监测参数主要分为以下几点：首先，从温度来看，主要有顶部的油温、环境温度和每个绕组的热点温度以及冷却器的进出口温度；其次从辅助设备报警来看，主要有压力的突变、油温的高低、氮气的压力以及瓦斯报警；最后，从有载调压开关来看，主要有档位指示、档位换挡记数、温差监视、油位高低、切换电流能量记录和驱动电机能量变化。
3.3智能变压器的自动控制功能
智能变压器的自动控制功能主要有2点：一是智能变压的在线专家系统应具备冷却自动控制功能，基于顶部油温、变压器负荷、环境温度、变压器热能模型以及冷去系统状态对智能变压器本体进行冷却控制；二是智能变压的在线专家系统应具备有载调压开关的全功能控制、内置变压器并联运行控制功能，采用环流，元功分享，主从和反极性电抗控制方式。
3.4智能变压器的诊断评估功能
智能变压器的诊断评估功能主要有5点：一是预测过载时限和过载能力；二是计算绕组的热点温度，冷却风扇的智能控制；三是计算变压器绝缘寿命损失；四是为调压开关的维护提供触头磨损预测提示；五是每个触头和调压开关的操作次数记录有助于预测维护。
3.5智能变压器的通讯功能
智能变压器的通讯功能主要有2点：一是智能变压器应具有网络功能数字接口，控制功能与监测功能都必须依托于数字接口，控制命令和状态信息通过过程总线GOOSE进行传输，状态监测所需采样值必须通过网络获取；二是采用标准规格：IEC 61850标准，必须具备和站控层及间隔层设备无缝的通讯功能。
4、结语
综上所述，110kV变电站是一种最为常见的类型的变电站，加大对110kV变电站的建设投入力度，对社会经济建设和人们生产生活有着巨大的推动作用，而110kV变电站电气一次设计又直接关系着变电站的正常运行及供电质量，因此，鉴于其重要性，必须做好110kV变电站电气一次设计工作，这样还有助于进一步促进我国电力事业的可持续发展。