110kV变电站配电设备设计及配置研究 郭娴静

发表时间:2021/1/4   来源:《基层建设》2020年第25期   作者:郭娴静
[导读] 摘要:随着城市人口数量的递增,我国人均用电量呈一个不断上涨的趋势,对配电系统的整体性能要求也越来越高。
        北京京航安机场工程有限公司  北京市  100176
        摘要:随着城市人口数量的递增,我国人均用电量呈一个不断上涨的趋势,对配电系统的整体性能要求也越来越高。配电系统是电流输入输出的中转站,在配电系统的组成结构中,110kV变电站有着非常重要的作用,可以这么说,110kV变电站是保障配电系统运行稳定性的关键,使配电系统可以稳定供电、持续供电,满足人们生产、生活过程中的用电需求,我们要科学合理的设计配电设备,优化设备性能指标,最大程度上发挥出110kV变电站的性能优势。基于此,本文就对110kV变电站配电设备设计及配置进行了一个较为详细的概述。
        关键词:110kV变电站;配电设备;配置研究
        引言:
        随着科学技术的进步发展,进一步推动了我国配电系统的发展进程,我国配电系统逐渐趋于智能一体化,在智能技术的优化下,使配电系统拥有更加完善且稳定的运行效率。而110kV变电站作为配电系统的关键组成部分,其配电配备设计应该从智能化的角度出发,采用多级分层结构,提高变电站的工作效率,110kV变电站相对于传统变电站,有着更加突出的应用优势,增加了许多新型设备,当然,要想从根本上提高110kV变电站的总体效率,我们还要从配电配备设计和配置两方面入手。
        一、主变压器
        110kV变电站的组成构件非常多,不同的构件发挥的作用不同,主变压器是11KV变电站非常重要的组成部分,我们可以对主变压器进行系统性的优化配置,从而提高110kV变电站的运行效率。首先我们需要确定主变压器的台数,主变压器是110kV变电站不可分割的一部分,它的主要作用在于功率的转换,通过转换功率,降低110kV变电站运行过程中的能耗,实现了供电可持续发展目标。受不可控因素影响,在110kV变电站运行过程中,总会出现各种各样的问题,我们要从配电设计的角度出发,优化各个配置环节,确定主变压器的台数,采取针对性的优化配置措施。110kV变电站对线路功率转换的要求比较高,不同线路的功率转换所用的线路不一样,我国110kV变电站主要有10KV和35KV两种线路,相应的变电站要设置两台主变压器,两台主变压器可以交互使用,当其中一台主变压器出现故障,另外一台主变压器就会代替故障的主变压器进行工作,这样一来可以有效避免因主变压器故障而影响变电站运行效率的问题。当然,并不是任何情况下都设置两台主变压器,如果是大型的110kV变电站,我们通常设置3台主变压器,这样也可以更加贴合110kV变电站的运行需求,但3台主变压器对网络配置的总体要求比较高,且操作流程较为复杂,后期维护管理要求较高,所以只适合大型的1110kV变电站,不适合单一、小型的110kV变电站。
        110kV变电站主变压器的配备设计是一个综合性的过程,要考虑各个方面的问题,尤其是主变压器的容量,主变压器的容量要符合运行标准,不能局限于一种容量标准,正常情况下,主变压器的容量要有百分之十的上浮空间,只有扩增一定容量空间,才能满足负荷临时增加的要求。正常情况下,影响主变压器的容量大小因素分为两部分,一是变电站自身负荷性质,二是电网结构。有些110kV变电站的负荷要求比较高,在运行的时候要考虑各方面因素的影响,如果其中一台主变压器出现故障,相关工作人员要在第一时间内将其他主变压器调节到可运行的状态,使主变压器的容量、负荷可以满足一级负荷、二级负荷的需求标准。大多数变电站在出现主变压器故障时,只需要对其他主变压器进行调节即可,将多台主变压器的负荷调至百分之七十的用电需求标准就可以了。这里我们以电负荷百分之七十的用电需求举例进行说明,在正常的情况下,主变压器所能承载的事故负荷在百分之四十左右,基于此,当其中一台主变压器出现故障后,另外一台主变压器也可以满足大多数用户的用电需求。我们在对主变压器进行设计规划的过程中,需要确保主变压器容量系列化、标准化,当然主变压器的容量空间并不是越大越好,需要我们进行合理的控制。


        110kV变电站主变压器涉及的形式较为多样化,在选择的时候,我们要从现实角度进行考虑,对数据参数进行可视化分析,比如主变冷却方式、容量比、连接组别、绕组数、主变相数等,根据分析结果选择合适的主变压器形式。110kV变电站主变压器包含的内容比较多,涉及的配备环节也比较多,我们在对主变压器进行选择的过程中,需要考虑一些细节问题,主变压器的形式主要有两种,分别是单相线和三相线设计,两者的应用范围不同,单向线设计具有叠加性,可以满足多级需求,适用于规模较大的110kV变电站,三相线设计具有针对性,适用于规模一般大小的110kV变电站。110kV变电站主变压器的配置设计有多种形式选择,在对绕组数进行设计规划的过程中,要将主变压器的侧绕组功率调至百分之五十,为了贴合主变压器的功率变化,我们可以选用三绕组变压器。可以将工程要求、施工条件作为判断依据,选择合适的变压器。变压器种类比较多样化,有三绕组变压器、自耦变压器、分裂变压器,所以要根据实际需求进行选择,不能随意使用。多数情况下,我们都是通过分接头结构实现对主变压器的控制,主变压器的控制是一个非常重要的内容,控制方式的可操作性关系着变电站的整体运行效率,针对主变压器而言,常用控制方式有:载调压方式、无激磁调压方式。在对主变压器形式的选择过程中,要考虑到变压器冷却系统故障这个问题,当变压器冷却系统出现故障,要对主变压器的负荷进行调控,在不影响110kV变电站正常运行的情况下适当降低负荷。针对于变压器冷却系统故障这一问题,我国《电力工程电气设计手册》中有明确的说明,当110kV变电站主变器的冷却系统出现故障,要第一时间采取有效措施进行解决,如果空气温度在0摄氏度左右,允许主变压器运行的时间不能超过18小时;如果空气温度在10摄氏度左右,运行主变压器运行的时间不能超过8小时,必须要严格控制运行时间,如果超出了规定的时间范围,就会对主变压器造成严重的损害。
        二、配电运营设备
        断路器是110kV变电站配电设备较为重要的组成部分,主要作用在于对高压回路进行控制与保护,在选择断路器的时候,可以货比三家,通过对比选择性能优势突出的断路器,为了降低成本预算,提高后期维修效率,尽可能选择同一厂家的同一型号设备,通过这样方式可以缩减备用类别数量,使配电成本控制在一个合理的范围内。在对110kV变电站的断路器进行设计的时候,要保证断路器处于断流状态,影响因素主要有热稳定电流、动稳定电流、额定电流。在实际运行过程中,要保证断路器的绝缘性处于稳定状态,断路器的短路能力较强,所以要适当降低分段时间,保障110kV变电站可以稳定运行。就以目前的情况来说,我国不少110kV变电站主要使用的还是六氟化硫断路器,这种断路器的性能稳定,使用周期长,灭弧能力优势突出,便于检修和维护。在110kV变电站中,基本都是选用导体导线作为电压主线,使用得最多的就是加强型芯铝绞线,为了保证运行的有序性,还要定期开展电晕检验。隔离开关是110kV变电站的组成部分,主要作用就是隔离电源,通过对电源的隔离,实现对高压线路的有效控制。隔离开关的设计要综合考虑各个方面的影响因素,在开关分离之后,要保留一定的绝缘距离,避免电流的流通影响;隔离开关的稳定性能要高,要严格控制开关质量,不能使用质量不达标的隔离开关。
        三、结语
        通过对以上内容的叙述,我们可以明确认识到,110kV变电站在电力输送过程中发挥着非常重要的作用,为了提高配电系统的运行效率,我们要科学合理的对110kV变电站进行配电设备设计,优化完善配电设备配置,从而实现高效配电、安全配电的供电目标,这对于我国的可持续发展具有一定的现实意义。
        参考文献:
        [1]杨影,曹达纯,廖静茹.110kV变电站配电设备设计及配置研究[J].科技创业月刊,2018(35):94-102.
        [2]刘光辉,刘守田,刘赞.110kV变电站电气回路设计[J]中国供电科技,2018,25(12):52-53.
        [3]刘馨泽,吕如坤,张永民.110KV智能变电站[J].山东大学,2018(15):41-42.
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