110KV 变电站配电设备设计及配置研究

王 定 九

（国网湖北宜昌供电公司 湖北 宜昌 ４４３０００）

摘 要：变电站是配电系统的重要组成部分，做好１１０ＫＶ变电站配电设备设计、配置对促进安全配电、高效配电目标的实现具有重要意义。结合当前国内１１０ＫＶ变电站配电设备的配置、自身的工作实践对１１０ＫＶ配电设备的设计和配置进行了分析。主要从主变压器台数的确定及选择、主变压器容量的确定、主变压器的形式选择、断路器的设计与选择、隔离开关及电压主线的选择等方面对１１０ＫＶ变电站的配电设备设计及配置进行了研究。

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关键词 ：１１０Ｋｖ；变电站；配电设备；方法

中图分类号：TM633 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６６５－２２７２．２０１5．06．０41

变电站是配电系统的重要组成部分，要实现１１０ＫＶ线路的安全供电，满足居民生活、企业生产需要的目标，必须要科学的进行变电站配电设备设计，优化配电设备设置。

１ １１０ＫＶ变电站的主变压器的设计及配置

主变压器的设计与选择是１１０ＫＶ变电站设计与配置的主要任务，这事关到变电站是否能够安全运行。

１．１ 主变压器台数的确定及选择

变压器是１１０ＫＶ变电站所中最为重要的设备，其主要的作用就是通过变换功率来减少供电过程中线路的能量消耗、降低供电成本，实现远距离配电的目的。因此，进行１１０ＫＶ变电站配电设备的设计首要的就是要确定主变压器的台数及其配置。从当前我国城乡输配电的实际情况来看，１１０ＫＶ配电主变向为向１０ＫＶ、３５ＫＶ两种线路进行功率的转换，为了提高变电站供电的可靠性、稳定性，防止变电站主变压器因故障影响用户用电，变电站主变压器一般设置为２台，这样两台主变压器可以互为备用，最大限度地避免了因为故障或者检修而导致停电现象的发生。同时，在大型专用变电站或者孤立的一次变电站要尽量安装３台主变压器，３台主变压器的配置模式接线网络比较复杂，对施工技术、维护技术能力要求也较高，因此，在一般的小型变电站、单一的变电站设计中还是以２台主变压器的设置为宜。

１．２ 主变压器容量的确定

１１０ＫＶ变电站中主变压器容量的确定需要在满足正常变压、负荷需要的基础上，上浮１０％以上的容量空间，以满足临时负荷增加需求。主变压器容量的大小主要取决于电网的结构、变电站所带负荷的性质等两个因素。一般情况下，重要负荷的变电站要考虑到当一台变压器停止运行时，另外的变压器的负荷、容量在既定的时间内能够满足一级、二级负荷需要，而对于一般的变电站则需要保证当一台主变压器停止运行以后，另外的主变压器能够保证全部用电负荷的７０％以上的用电需求即可。以保证７０％的用电负荷为例，由于主变压器的事故过载负荷能力一般为４０％，这样即使一台主变压器发生故障停运，那么另外一台变压器也可以保证满足９８％以上的用户用电需求。主变压器的容量级别尽量做到标准化、系列化，容量级别不宜过多。主变压器的容量可以采用下面的公式进行计算：

Ｓ＝０．７×（Ｓ１＋Ｓ２＋…＋Ｓｎ） （１）

公式（１）中Ｓ代表主变压器的容量，Ｓ１、Ｓ２、Ｓｎ分别代表３５ＫＶ、１０ＫＶ等分别代表变压器另一侧的负荷。

１．３ 主变压器的形式选择

主变压器形式的选择需要综合考虑主变相数、绕组数、主变调压方式、连接组别、容量比、主变冷却方式等诸多因素。一般情况下，变电站主变压器都采用三相线或者单相线设计，变电站规模较大时宜选择单相，否则以选择三相为佳；绕组数的选择，１１０ＫＶ变电站设计中，当通过变电站主变压器各个侧绕组的功率达到变压器总容量的１５％时，宜采用三绕组变压器，可根据施工条件、工程要求选择分裂变压器、自耦变压器以及普通三绕组变压器；变电站主变压器的电压是通过分接头开关来控制的，主要有无激磁调压、有载调压两种控制方式；国内１１０ＫＶ变电站主变压器绕组采用Ｙ连接方式。另外，还要考虑到当冷却系统出现故障时，主变压器所允许的过负荷的大小，例如按照《电气工程电气设计》手册规定，当主变压器冷却系统发生故障时，空气温度为０℃时，允许运行的时间不得超过１８小时，当空气温度为１０℃时，允许运行的时间不得超过８小时，否则，如果运行时间超过上限，就极易发生烧坏主变压器的情形。

２ １１０ＫＶ配电运营设备的设计及配置

２．１ 断路器的设计与选择

１１０ＫＶ变电站中断路器起着保护和控制高压回路的作用，是保障变电站及线路正常运行的重要的电器设备。从配电的成本及维修的角度来看，１１０ＫＶ变电站断路器的选择以选择同一型号、厂家的设备为佳，这样能够大幅减少备用件的种类，也利于日常检修与维护工作的开展。断路器的选择需要根据变电分测额定电压、额定电流、动稳定电流以及热稳定电流来确定、设计额定开断电流。在确定１１０ＫＶ变电站断路器时，要确保断路器具有良好的热稳定性、动稳定性、绝缘性、较强的短路能力以及尽可能短的分段时间，以实现变电站安全、高效运行的目标。实践中，１１０ＫＶ变电站的断路器一般使用绝缘性能好、体积小、使用寿命周期较长的六氟化硫断路器，这类断路器的灭弧能力比较强，而且易于维护、检修。

２．２ 隔离开关及电压主线的选择

隔离开关主要的作用是隔离电源，实现对１１０ＫＶ高压线路的有效控制，隔离开关在分开之后必须要有较为明显的断开点、足够的绝缘距离，还要具有良好的动稳定性、热稳定性以及机械强度，隔离开关的还要装设必要的连锁机构。１１０ＫＶ电压主线大多采用软导体导线，其中，尤以加强型钢芯铝绞线的应用最为广泛，并根据实际情况进行电晕检验。

３ 结论

总之，１１０ＫＶ变电站设备的设计、配置是实现正常配送点的有效保障，如何设计１１０ＫＶ变电站的主要设备、线路这与该变电站的负荷以及用电特点密切相关。在做好主变压器、主要的配电运行设备的设计、配置的同时，还要科学的选择互感器、优化配电装置的布设、做好防雷保护等，以最大限度降低突发性事故对１１０ＫＶ变电站的正常运行造成的不利影响，促进１１０ＫＶ变电站正常运行、供电的目标的顺利实现。

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参考文献

１ 徐显君．浅谈高压配电设备的运行与维护［Ｊ］．科技与企业，２０１０（１９）

２ 郭日彩，许子智，徐鑫乾．２２０ｋＶ和１１０ｋＶ变电站典型设计研究与应用［Ｊ］．电网技术，２００７（６）

３ 靖慧英．浅谈１１０ｋＶ变电站运行及常见问题［Ｊ］．科技与企业，２０１１（１６）

４ 任凭．１００ｋＶ配电运行事故统计分析［Ｊ］．电力安全技术，２００９（４）

（责任编辑 要 毅）