探究110KV变电站电气工程设计

杨涛

摘 要： 随着我国社会经济水平的不断提升，人们对于用电的要求也更高，变电站的设计也显得尤为重要。本文分析了110KV变电站的发展现状，重点探究了变电站电气工程设计与其中存在的设计问题与解决方法，建设符合城市发展的变电站，促进生产力的稳定增长，从而提高人们的生活水平与社会发展。

关键词： 110KV变电站；电气工程设计；变压器

变电站作为电力系统中较为重要的组成部分，电力网线路连接的环节之一，具有汇集与分配电能的作用。同时变电站又关系到整个电力系统的稳定性，与国民经济的发展息息相关。要想加快城市化进程，让变电站安全可靠的运行，就必须对11OKV变电站中的电气工程设计进行系统性的研究，并发现其中的问题找到解决方法，保障电网的安全运行，促进国民经济持续发展。

一、110KV变电站发展现状

自上世纪六十年代以后，110KV变电站逐渐走入普通城市，但是由于多种客观因素的影响，变电站符合水平普遍较低。政府对于电力建设投资较少，让大部分普通城市仍旧是以35KV变电站构成的输电网络。二十一世纪初，供电状况得到了一定的改善，在设计与建设方面，也主要是强电供电的稳定性与安全性，于是这段时期110KV变电站就有GIS设备，系统与变电站的综合化系统管理。如今，随着城市化进程的加快，我国电力系统也向着小型化与更可靠的方向发展，占用的面积小，施工简单方便，也符合电力技术的发展方向。

二、110KV变电站电气工程设计

（一）变电站主接线的两种方式

变电站主接线的选择是通过变电站在电力提供中具体的作用而定，要将地理位置、电压的等级与变电站主接线的方法考虑到其中。城市电网与乡镇电网的比较，可以看出，城市电网的可靠性较高，但是除了满足已有的安全可靠外，还应该尽量做到简单、方便。变电站主接线有两种方式：变压器组接线与单母线接线，运用变压器组接线时，可以通过110KV变电站电源进线，通过双电源的“T”字型接线。在低电压的一侧可以利用单母线四分段，这样的优势就是可以让接线变得更加简单，高压装备也较少，如果任何一个电源出现断电的情况，也能自行的负荷转移，用最快的时间来恢复电源，让人们的生活不受到影响。但是也存在着相应的缺点，在任意一个电源没有电的情况下，必须要停止一台主变电器，会对部分电负荷产生限电。另一种方式是通过单母线接线，110KV变电站通过2线路的110KV电网，一个主设备与一个备用设备，在高压一侧采用单母线的方式，低压一侧将单母线分为两分段。其优点是供电的可靠与稳定，在产生断电的情况时，可以利用高压备及时的恢复供电。但是也存在着相应的缺点，高压的设备较多，面积大，投资的金额也增加。

（二）变压器的选择

变电站符合一定的条件才能安装两台或者是以上变压器，例如有大量的一级负荷与二级负荷，在几种负荷较大的情况下，也可以将变电站转化为专用的变压器。通过动力与照明的方式，所使用的变压器已经严重影响到灯泡的使用期限时，就可以在电源上接上相关的电气装置。如果是大型的建筑物中空调冷冻机出于功能的特殊需要，也可以设置专用的变压器。另外，需要注意的是主变压器台数的选择上，对于城市网变电站中一般需要配置2台或者是以上的变压器。如果其中一台出现问题时，也可以将负荷自动的转移到正常运行的变压器中，对于一座变电器而言，要在满足同样的供电能与供电稳定的条件下，对于安装2台或者是以上的方案中，需要制定具体的方案，才能实施。选择主变压器台数的问题时，需要将经济与技术方面的影响考虑到其中，在总负荷没有变化的情况下，停止了一台主变压器，仍然存在著相同的供电能力。占地面积上，如果变电站是位于城市中心，安装三台变电就比两台变电器占地面积要多，因此要将地理位置考虑在内。

（三）电器平面布置

变电站的平面布置上应该根据地理情况，经济条件，可以采用室外的布置，根据实际情况的系统与线路以及负荷的参数，从安全、经济与稳定性三个角度出发。确定110KV变电站以及用电的主接线，将消防、通风等条件考虑在其中，这样也能尽量避免微机保护监控系统与其他设备相互影响。在湖北省武汉市设计运行的110KV配电设备中，最主要的就是GIS与敞开式的中型布置，而GIS具有用地面积小，运行可靠的特点。

三、110KV变电站电气工程设计问题与解决方法

（一）110KV建筑材料的设计问题和解决方法

由于混凝土本身的特点是持久与牢固，因此在变电站的建筑材料上通常会选择混凝土，但是实际材料的选择上，会根据不同的情况做不同的分析。部分地区在110KV变电站中会出现混凝土裂缝的现象，钢筋因为受到季节性的影响也会腐蚀。同时由于混凝土的分解，导致电路发生问题，所产生漏电与火灾等危险事故的发生，且导致这些事故发生的原因是材料选择与设计的不恰当。

要想解决这类问题，一定要将110KV变电站在建设的设计上考虑好不同环境所带来的影响，这样才能保障变电站的安全。例如，湖北省鄂州市在110KV变电站开始建设初期，会选择将变电站的建设安置在人口不是非常密集的区域。但是随着城市化进程加快，人们的用电要求也随之增加，为了保障大量的供电，在变电站建筑设计时也会根据当地的地理因素，土质、天气等做好初步的计算。变电站使用期限的基础上，通过分析环境的不同，这样确定了建设的成本，也选择了合适的材料，使110KV变电站的使用得到相应的保障。

（二）110KV变电站设计中的防火问题和解决方法

110KV变电站在建设时主要考虑好周围环境，这样让房屋与设备之间有一定的距离，可以保障人们的安全，其中的距离是实现防火规范与要求的重要途径之一。因此，在设计时要尽量将预防措施考虑到，对居民不安全的活动要进行限制，例如：110KV变电站的距离要进行至少 10米以上的变压器布置。可以将墙外的设备增加至少5米，对于两侧范围的大小也要进行相应的限制，防止事故的频繁发生。

110KV的电缆进行电流输送时电流较大，因此需要专业的工作人员对其中的问题进行具体分析，才能防止问题的发生。可以使用某种特殊的元素或者金属作为电缆，前提是要符合输电的具体要求，这样在输电的过程中，热量不会下降。远距离的输电中，电容器如果超过了输电的范围，就会自动断电，不需要人为的操作就能对电缆进行防火预防。

（三）110KV变电站噪声辐射的设计问题以及解决措施

在110KV变电站在实际施工过程中会制造极大噪声，严重影响到居民的休息，因此在对110KV变电站进行设计时要充分的将噪声考虑到其中。开始施工之前，可以对周遭的相关环境做出具体分析，要尽量选择与居民生活较远的地方。树木较多或者是河边的草坪可以很好的隔绝噪音，同时，也要做好通风设计，这样可以有效的降低噪音。

由于110KV变电站输电的电压很高，电缆在传输的过程中容易出现电辐射的情况，这种辐射虽然对于人体的危害性不大，但是严重影响到了周围的环境。地表植被的生长会发生改变，这是因为在土壤变化中，过多的土质成分受到辐射的影响，从而产生不良现象。要解决这一问题，可以将变电站建在人烟稀少的区域，可以就可以降低高压电磁的影响。

结束语：

变电站是国家电网中的重要环节，其中主接线的两种方式、变压器的选择与电器平面的布置都要控制一定的范围内。如果变电站出现噪音或者建筑材料与防火部分上出现问题时，应该及时采用具体的措施加以应对，尽量将故障性影响降到最低。■

参考文献

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