罗福聪
广东嘉元电力工程咨询有限公司528000
摘要：变电站是电网的组成部分，在电网系统中发挥着监控点的作用，变电站设计的是否稳定，直接影响着电网整体供电的可靠性，与我国城市居民之间的用电联系较大。本文简述了城市110kV变电站的电气一次设计原则，并从主变压器、电气主接线、配电装置、接线方式四个方面简述了城市110kV变电站的电气一次设计原则，希望能为有关工作人员提供参考。
关键词：电力电气；变电一次设计；110kV变电站
前言：目前，随着我国居民的生活水平提高，用电的需求也在不断提升，为满足我国居民不断提升的用电量，变电站的建设作业正受到各方工作人员的关注与重视。其中，110kV变电站的电气一次设计由于其科学稳固的特点，以及逐渐成为城市供电站设计的主流，但是在实际的操作中仍然会出现一些问题，还需要相关工作人员进行进一步的研究。
1城市110kV变电站的电气一次设计原则
在进行变电站电气一次设计工作时，要通过科学有效的设计方法，使变电站能够安全稳定地运行。设计时一般有四个要点，第一，在选择电气设备时，要结合变电站的需求来进行选择。进行选择时需要考虑到变电站的地理位置、电压、电力情况，综合变电站的检修、维护、过电压和短路保护四点来选择合适变电站的电气设备。在进行设计时，还需要对电站的未来发展趋势进行分析，根据变电站的未来发展前景进行电气设备的选择，以确保一次设计的工作能够符合后续电站的发展需要，为后续的设计工作奠定良好的基础[1]。第二，在进行设备的选择时，需要对设备进行检验。由于不同地区的具体环境不同，所以设备都需要结合具体环境进行检验和试验，以确保设备的性能良好，符合工作的标准需求。第三，在进行设备的选择时，需要保证所选择的设备符合变电站实际建设的需求。变电站对于电气设备的选择主要看重两方面，即先进性和经济性。先进性是为保证设备在运作中不会由于技术性落后而导致功能不完善，无法顺利运作；经济性则是为了从经济的角度来满足电站现阶段的发展需求，节省一次设计的资金。第四，由于导体的数量会对设备更换造成影响，增加变电设备的故障维修难度，所以在选择导体时，尽量选择少导体品种。以保证后续变电设备故障时，维修人员可以顺利进行维修。
2城市110kV变电站的电气一次设计要点
2.1主变压器
变电站的主变压器的数量、容量以及形式都会对变电站以此主接线方法和配电装置的内部结构造成影响。由于变电站相当于电力的交通枢纽，在整个电网的运行中发挥着监控点的作用。变电站的建设是否稳固可靠，会对整个电网供电的稳定性造成直接的影响。所以变电站的建设合理性可谓是整个电网建设中的重中之重。为确保整个变电站设计的合理、稳定，需要设计人员在进行变电站电气一次设计时，选择合适变电站当前情况以及其未来发展趋势的主变压器。在进行主变压器的选择时，一般根据传递容量的初始资料进行选择，在选择时，需要在变电站进行输出功率的测试，同时把馈线回路也算入测试分析的范围中，进行综合分析，最终选择符合未来变电站发展趋势的主变压器。工作人员在进行主变压器的容量选择时，可以适当找一些参考来进行选择，比如现存的变电站中已经停运的主变压器的容量，根据其停运时的容量来进行后续变压器的选择。从而保证被选用的主变压器能够满足一类二类负荷的用电需求，从而满足当地居民的正常需要。对于建设在地下的城市变电站因用电负荷较多且比较集中、建设用地较为紧张，变压器台数多为2台及以上，正常情况下应满足全部用电负荷的要求。事故情况下，则当断开1台主变压器时，其余主变压器容量（包括过负荷能力）仍应满足全部负荷用电的要求。
由于在城市内的电力系统的主变压器主要为110kV，在选择接线方式时，应该根据情况来选择对应其中性点的接线方式，同时更换有载调压力的电力变压器。在使用110kV的变压器时，需要对其中性点接线中设置一定的放电间隔，从而保证变电设施内的主变压器能够安全、高效地运行[2]。
2.2电气主接线
在对电气的主接线进行设计时，需要根据具体显示情况来进行充分的考虑，城市的110kV变电站在目前是我国应用范围最为广泛的变电站，由于其面对的居民面积较广，相当于大部分居民日常生活中的电力枢纽，对电气主接线的性能要求也十分严格。一般在选择电气主接线时有三个要点，第一是要选择具有灵活性的电气主接线，灵活的电气主接线在面对复杂的设计图时可以进行灵活有效的延伸，为工作人员提高了工作的效率。第二是选择具有经济性的电气主接线，在预算内对电气的主接线进行合理的筛选，从而省下一些非必要的费用，节省工程资金，同时由于我国的电力主接线应用面积十分广泛，应用数量不断增加，从电力企业的经济效益方面考虑，采用经济型的电力主接线是十分有必要的。第三是要选择可靠的电气主接线。由于电气主接线的自身性能会对变电站的整体电力系统造成较大的影响，所以一定要选择低损耗、便捷稳定的主接线，而且由于电力主接线面对的用户较为广泛，为了维护居民的用电安全和用电的便捷性，选择具有可靠性的电气主接线也是十分有必要的。
2.3配电装置
一般来讲，在城市进行110kV的变电站高压配电装置布置时，会采用两种布置类型进行布置。第一种是室内布置，其中，室内布置配电装置的方法中又可细分为两种布置方法，为普通室内布置方案、110kV断路器室内布置方案和SF6全封闭电气组合式室内布置方案。SF6全封闭电气组合式室内布置方案由于其占地面积较小，在进行布置的时候较为方便的优点，所以在进行理论设计时，多采用此方案，但是由于其造价过高，实际应用中并不常采用。一般，我国的普通居民楼还是采用的110kV断路器室内布置的方法[3]。
第二种配电装置的布置方法为室外布置方案，室外布置方案也分为三种情况，分别为室外中型布置方案、室外半高型布置方案和室外高型布置方案。室外配电装置布置方案的具体操作方法是把所有的电器设备都以母线线路作为载体，安装在母线线路上。该技术具有工程造价较低、整个线路较为清晰灵活的优点，是很值得进行推广的布置方案。在室外布置方案的三种情况中，对于城市110kV变电站目前应用范围最广的是普通中型布置方案。除此之外，由于室外半高型布置方案在室外布置方案的优点基础上改还可以对配电设施的互相跨度进行控制，同时兼顾母线线路之间相互的分离，所以建议对这种配电装置进行适当的普及。
2.4接线方式
变电设施的接线方式设计主要体现在高压侧，主要分为三种接线形式。其一是单母线分段接线形式。这种接线方式可以使电流的运输较为灵活稳定、可以提高供电的整体速度。但是这种接线方式也具有其成本较高、占地面积较大的缺点。其二是线路变压器组接线方式，进出线为2~4回时多采用此接线方式，其二次继保接线也简单。第三种接线方式是桥接线方式，桥接线方式主要应用于变压器经常切换（采用外桥接线）或线路故障率高（采用内桥接线）的情况下，该接线方式采用的断路器少，四个回路只需三台断路器，减少投资，但变压器或线路的切除和投入复杂，二次接线较为复杂，断路器检修时需要长时间对主变压器或线路进行长时间停运，不方便检修及运行。在进行具体的接线方式选择时，一定要根据具体的情况，选择最技术方案。
结论：在城市居民对电力的需求不断增加的现代社会中，设计工作人员在进行变电站的一次设计工作中，应该充分的结合具体情况，妥善进行设计的各方面选择，实现变电站的灵活性和稳定性，为我国居民的用电安全提供良好的保障。
参考文献：
[1]闫宏宇.110kV智能变电站一次电气系统设计[J].南方农机,2020,51(14):165-166
[2]严正国,王浩然.110kV降压变电站一次部分初步设计[J].工业控制计算机,2020,33(07):144-145+165
[3][3]叶磊.某110kV变电站的电气一次设计分析与应用探讨[J].山西科技,2020,35(02):154-157