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供电110kV变电站的电气二次设计研究

发表时间：2021/4/28 来源：《电力设备》2020年第33期作者：陈艳坤聂焕焕

[导读] 摘要：近年来，随着我国电网规模的不断扩大，变电站设备也在持续更新。

        （新疆神火煤电有限公司新疆 831700）
        摘要：近年来，随着我国电网规模的不断扩大，变电站设备也在持续更新。由于接地点容性电流未满足电流的实际运行需要，影响了对向负荷供电，使得110kV电路在短时间内难以正常运行。供电线路设计中要求优化变电所的电气二次设计。
        关键词：供电110kV变电站；二次设计
        引言
        变电所是用来对电力系统中的电能（包括电压和电流）进行变换、集中和分配的场所。在变电所中，为了用户得到质量高且安全性能高的电能，进行电压的变换和电气设备、输送电能的电缆的保护。变电站致力于从综合自动化模式向信息快速化、数字模块化和人工智能化的方向转变。变电站二次电气设计是电力系统生产过程的重要组成部分，对安全生产、运行和维护的电力系统具有非常重要的作用，是经济、安全运行的重要保障，二次电气设计故障经常损坏或影响电力生产的正常运行。
        1概述
        110kV变电站属于高压配电系统的一部分，也是城市用电最为重要的电源接入点以及变电节点，其运行情况会对电网整体运行产生直接影响。在110kV变电站中，主接线方式会受到负荷因素的影响，常见的接线方式有单母线接线、内桥接线等。同时，负荷因素也会对变压器的选择产生影响，必须合理选择变压器设备，才能将110kV电压平稳转换为35kV或10kV电压。一般情况下，在110kV变电站中，都会设置一主一备两台变压器，这样可以保证主变压器出现故障或者需要检修时，变电站依然能够正常运行。
        2变电站二次系统电气主接线设计的关键点
        2.1电气主接线
        电气主接线是发电厂、变电站电气设计的首要部分。主接线与电力系统整体及发电厂、变电站本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并对电气设备选择、配电装置布置等有较大影响。
        2.2计算短路电流
        电网系统日趋完善，相应的技术水平也有所提高。设计阶段中，需准确记录短路电流，并作为设计的参考数据。短路电流计算有选择导体和电器、确定中性点接地方式、计算软导线的短路摇摆、确定分裂导线间隔棒的间距等。
        2.3电气设备
        变电站在相关技术会逐渐朝智能化的方向发展，为适应其发展的速度，需在前期设计时尽量选用先进的设备装置。此外，设备装置本身应具备收集以及故障检测的能力，还应注重设备的使用寿命，控制后续的检修维护费用。

        图110kV变电站二次设备
        3供电110kV变电所的电气二次设计
        3.1主变电器
        变电站的电气主接线设计中，设备选择是极为重要的。对于此方面，需结合借助细节设计，提高选用程序的可靠性，其中包括配电的频率、反馈线路等。相关的设计师应注重设备的容量，检测设备在异常情况下工作，产线的工作水平和超负荷。常规变电站中，若主变电器未能处于较好的工作状态，其他变电装置所承载的电荷会大幅提高。出现该种情况主要是由于其发生故障后，已经无法正常承载电荷，而为确保正常供电，会转至其他无问题设备。
        主变压器的主要作用是保证用电安全、在转变线路中的功率及电压。若其出现故障问题且未能立即解决，会引发大范围的停电问题，装置本身也会受损。在选用设计时，首先，应考量其容量，根据电力系统负荷情况以及局部的负荷情况进行确定。若处于负荷比重较高的地区，需考虑若其中的一台设备无法正常工作，另一台设备能否满足正常供电。在负荷量较小的地区，若主设备出现问题停止运行，另一台设备也应可承担超过原有负荷的八成。其次，连接数量。为确保变电站的正常工作，线路中会连接两台主变电器，而若是工作量较重的变电站，也可适当增设设备的总数。
        3.2备自动投入装置运行设计
        结合变电站设计过程中，动逻辑控制条件，从启动、闭锁两个层面设置电源自动投入装置，在满足启动条件但是不符合闭锁条件下，投动作出口。设置充电计数器1个，避免运行中出现重复动作。在充满电之后，开放出口逻辑。在满足相应操作条件情况下，进行有关操作。充分条件为不存在任何闭锁，并非所有条件均符合。充满电的条件为充满时间大于10s，满足充电的基本条件，充电完成10s之后，可将电充满。放电条件为，动作出口后，且能够符合任意一个闭锁条件。
        3.3变电所进线柜二次回路设计
        进线柜设计主要的设备或器件有开关状态指示仪、微机综合保护装置、小型断路器、电加热器、电流互感器、主令电器、电压传感器等。开关状态指示仪是经常使用在开关柜上的一种功能化、智能化的模拟动态指示装置，具有一次回路模拟图、开关状态、断路器位置、接地闸刀位置、高压带电指示、加热器故障指示功能，以及加热控制、温度控制等控制功能。在这里选择的AB6300A除以上常规功能外还集成了多功能电能表的全部功能；微机综合保护装置是用于测量、控制、保护、通讯一体化的一种经济型保护，并可通过通讯口将测量数据及保护信息远传上机位，方便实现网配自动化。这里选择的SNP-2313具有保护功能、辅助功能、测控功能、闭锁功能、通讯功能，全面支持变配电所综合自动化系统。
        4电网系统中110kV变电站具体的安装施工技术
        4.1电网系统中110kV变电站支架的安装
        在变电站的安装施工过程中，必须提前合理设计相关的安装工艺和方法，还需要做好运输设备和其他仪器设备的选择，一切施工作业都必须按照相应的要求进行。同时还应要求相关人员在考虑各项具体要求条件下做好电网系统维护工作，保证变电站中基础装置安装和具体施工效果，有效处理电网系统中110kV变电站支架安装在实际开展过程中出现的问题，发挥各项施工技术在电网系统中110kV变电站具体施工中作用效果。
        4.2变电站中隔离开关的安装施工技术
        首先，隔离开关母线接触头的安装施工技术，在110kV变电站中，隔离开关的母线一般属于悬挂母线，主要有两种不同型号的柔性静触头，A型能够用于双列母线中，而B型则应用于单列母线中。两种不同型号的静触头具有不同的属性，前者具有更强的专业性，应用的范围比较小，由于变电站安装的实际情况存在一定的差异，所以，需要结合不同的施工方案充分考虑变电需求，选择不同的触头，选择不同的安装方式。例如，在某110kV变电站中，主要有一条110kV线路和两条35kV线路，在这个工程的设计中，可以使用GW16型号的隔离开关，在实际的设计方案中，相关设计人员增加了静触杆的操作，但是，在具体的施工过程中，可能出现下滑的现象，这就会对静触头有一定的挤压作用，直接导致静触头变形。对于这个问题，施工单位必须与设计单位进行交流，在实际需求的基础上更换隔离开关的型号，从而取得良好的施工效果。其次，测量隔离开关的母线驰度，为了提高隔离开关的施工质量，除了确保隔离开关母线静触头的正确安装之外，还需要准确测量母线的驰度，如果其波动超出了一定的范围，则可能出现接触不良的问题，进而发生变压器短路的现象。
        结语
        目前110kV变电所运行过程中要求能够有效进行二次设计，以此提升电力系统运转水平，要求对此进行必要的电路保护工作，优化短路故障处理、主变保护系统设计以及线路保护等，并与110kV变电所运行中面临的实际地理情况相结合，完成设计目标。
        参考文献
        [1]刘小泽.110kV变电站电气二次设计继电保护新技术分析[J].电力系统装备，2018（11）：39-40.
        [2]蔡磊.简析110kV综合自动化变电站的电气二次设计[J].名城绘，2018（2）：269.
        [3]吴华.110kV综合自动化变电站电气二次设计的运用分析[J].电力系统装备，2019，000（007）：36-37.