1董婷婷 2孙晓东
1江苏启迪清云智慧能源有限公司 南京市江宁区 211100
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摘要：110kV变电站是我国电力产业中的重要组成部分，做好变电站电气一次设计能够有效提升输变电的稳定性，确保电力系统平稳运行。本文将结合110kV变电站电气一次设计特点，讨论电气接线设计、防雷接地设计、电气设备选择、配电设备安装等设计内容，为推进我国电力产业的长远发展提供有效参考。
关键词：110kV变电站；电气一次设计；电气工程
引言：如今我国社会市场经济发展速度加快，城市化建设更加深入，电力企业的输变电覆盖面也变得广泛。变电站在整个电力系统种可起到变换电压，合理分配电流的作用。做好110kV变电站的电气一次设计能够帮助优化整个电网的运行效率，合理调整电力设施的电流及电压，按照设备电压等级再进行交换和调配。
一、110kV变电站电气一次系统组成
110kV变电站内部分为电气一次系统和电气二次系统，一次系统承担着输配电、变压、发电等重要工作，也是整个变电站电气系统的主体部分。电气一次系统往往具有高电流、高电压等特点。做好电气一次设计能够为整个变电站系统的正常运作奠定基础。110kV变电站内的电气一次设备包括：发电机、隔离开关、负荷开关、断路器、熔断器、变压器、开关柜等等。如果按照电压来划分的话则分为：高压设备和低压设备两种。变电站的一次线路也被称为变电总线路。电气一次的设计内容包括：线路选择设计、运行设备选择、设备分布等等。受传统电力行业发展形式的影响，如今很多变电站的电气一次设计已经无法顺应新时期电力系统发展要求，例如：电气一次设计不合理，设备布局没能结合周边地质环境考虑，导致变电站运行稳定性受到影响；或是接线分布混乱，导线之间存在交叉问题，不利于后期维护工作展开。新时期下，越来越多智能化设备开始走进我们的生活，消费者对电能的需求性更高，对稳定输出的电能也更加依赖，这也给变电站工作带来了新的挑战。作为当前电网规划建设的重要环节，管理人员要基于电气一次设计工作充分的重视，遵循行业发展现状，不断完善系统布局，在确保电气设备安全性的基础上，提高电力输出的可靠性[1]。
二、110kV变电站电气一次设计要点
（一）电气接线设计
主接线是110kV变电站电气一次设计的重点，接线形式要具备灵活性、稳定性、经济性和便捷性等特点。结合变电站实际建设形式选用接线方式，以免在出现停电问题时，企业蒙受巨大经济损失，确保周围居民生产生活的顺利运行。在前期布线设计时，技术人员要尽可能降低构造的复杂性，提升布线设计自身简单、便捷等特点。而且接线方式的选择，不仅要满足电力行业的技术要求，同时还要追求高性价比和小占地面积，这样能够合理控制功率的消耗。目前，变电站常用的主接线方式可分为以下几类：1.单母线接线形式。这种接线结构建设起来比较简单，而且成本低廉，注入资金较少，给后期运维管理也提供了便利。但接线方法的稳定性不高，当母线和相连设备发生故障时，容易影响整个变电站的运营安全，情况严重时还会引发区域停电的后果；2.段接线方式。该种接线方式，若其中某条母线发生异常问题，只有与其相连配电才会出现异常，对其他部分都没有任何影响。所以，这种接线方式也经常使用在一些对电力稳定性要求较高的地区。；3.双母线分段接线。该种接线方式下的线路，一旦某一段母线出现异常情况，其他的分段不会受到任何影响，能够正常工作。而且线路上的所有元件都能实现灵活切换，线路运行的自由度更高。
但是，该方法弊端就是成本较高，后续应用时的运维保护措施复杂。结合上述接线方式的优势，技术人员可合理选用。
（二）防雷接地设计
一部分110kV变电站建设位置比较偏远，自然环境恶劣，经常有雷雨天气，当雷暴频繁发生时，电气一次系统的防雷接地设计就至关重要。良好的防雷效果能够提升整个电力系统运行的安全性。因此，技术人员在对变电站一次系统进行设计时，也要注重防雷管理。做好防雷设计，变电站因遭受雷击而发生停电故障的风险就会大大降低。所有变电站内使用的接地设备，技术人员都要做好定期巡查，检测其腐蚀性是否达到标准，规避因腐蚀而导致设备故障问题的发生。技术人员在进行防雷设计时，还要考虑到地质条件、自然环境、天气状况等因素。从一次设计的角度来说，可以使用独立避雷针或架构避雷针等防雷设备。然后在防雷装置中增加高压设备，从而实现接地保护的效果，这样可以有效提升变电站自身抗雷电电磁干扰的能力。一般来说，接地线路的电阻值应小于0.5欧。做好防雷接地设计，提高变电站对恶劣天气的抵抗效果，维护站内工作人员的生命安全，同时还可以降低安全事故的发生风险，减少电气设备的损耗。
（三）电气设备选择
在选用电气设备时，工作人员要从短路电流、电压负荷、主接线路等多个角度考虑，而且还要考虑一次系统的实际运行需求和变电站建设情况。事前做好设备安装位置的计算，分析三相短路和相邻短路电流，这样才能确定断路器的动热稳定数值，为后续断路器断流提供检测帮助。实现检验好短路电流的数值，能够帮助优化电气系统的运行稳定性，还能提升电气设备的安全性及灵敏度。如果事前没有做好短路电流的测试，一旦发生电路发生短路，电气设备必然会受到损坏，电气设备的使用寿命也会缩短，对后期维修或系统运行都有隐患。因此，在选择电气一次系统的设备时，首先要了解地区用电形式和用电需求，然后变电站布局来选择适用的变压器，结合地区环境和自身特点，设定变压器参数时，要考虑到有载荷无激磁调压等问题。严格遵守行业建设标准。其次，要考虑到短路阻抗问题，事前对设备绝缘效果展开测试。只有绝缘效果符合设计要求，设备才能使用。选择导体前，要校对好设备的动热稳定性，检查断路器是否正常闭合，这些对整个系统的运行效果都有至关重要的影响。要尽量选择使用寿命长、操作便捷简单的断路器零件，一些低温高寒的地区要使用与环境适配的设备，这样才能保证设备功能的正常发挥[2]。
（四）配电设备安装
在对变电站内配电设备进行安装时，技术人员要先了解清楚变电站的实际建设情况，以及区域用电形式。明确电力供应性质，这样才能确保配电设备的合理安装。例如：对偏远地区来说，可以在安装110kV类型配电装置时，可以使用三相共箱式全封闭型组合配电器，该配电器适用于户外，符合管型母线的双列布置要求，配电器的内部的垂直口相关开关需要安装一组单独的母线，这样才能充分发挥出其布局的特点，并避免设备的间隔被其他线路单独占用。一般情况下，变电站的配电设备设计方案内，每个间隔都会有一个断路器和一个电流互感器，同时还包含隔离开关，发挥着降低闪络几率，保证运行可靠性的作用。
结论：综上所述，在对变电站进行电气一次设计时，首先要严格遵守业内标准和国家规范，然后结合110kV变电站的实际位置、自然环境、周边交通情况等进行深入了解。这样才能确保设计内容科学有效。另外，由于当前变电站使用到的高新设备越来越多，国家投资力度加大，所以在一次设计时要控制好设备采购成本。
参考文献：
[1]郭文涛,王予疆,陈勇胜,等.110kV变电站内GIS设备特高频局部放电检测方法研究[J].大众标准化,2020(23):242-243.
[2]夏祖辉.电网系统中110kV变电站安装施工技术的应用研究[J].电子测试,2020(23):113-114+79.
董婷婷 1992.8 性别女 籍贯江苏省徐州市 学历本科 毕业于中国矿业大学徐海学院 现有职称 助理工程师 研究方向： 自动化
孙晓东 1991.6 性别 男，籍贯：山东省济宁市 学历:本科 毕业于中国矿业大学徐海学院 现有职称:助理工程师，研究方向：自动化