110kV 变电站电气一次系统设计研究
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摘要：我国电力工业的电力水平和技术水平都在不断的提高，已经有许多变电站实现了集中控制和采用计算机监控，电
力系统也实现了分级集中调度。作为电力系统接线组成的一个
重要部分，变电所电气主接线的确定，直接影响着电力系统的
妥全、灵活、稳定、经济运行以及变电所电气设备的
选择、配电装置的布置等等几方面。本文将会对110kV 变电站电气一次系统设计进行探索和研究。
关键词： 110kV 变电站；系统；设计
近年来，我国的社会经济得到快速的发展，人民的生话水平也得到了大大地提高，对电的要求也在不断地提高。并
且国家也在不断地加强对城网以及农网建设和改造，这使得
我国变电站事业快速的发展和进步。
我国变电站在迅猛发展过程中在给人民带来了极大的好处的同时，也给相关专家和研究者带来了一些列的难以解
决的问题。例如电网用电的可靠性是城网及农网建设及改造
的重要目标之一，同时也是各变电站设时必须考虑的问题之
一，但是飞速发展的构成中，就有了极大的困扰。本文根据
110kV 变电站电气一次设计进行研究。
一、变电站的概念及其作用
1、变电站的概念
变电站主要指的是电力系统中用来变换电压接受电能，
并且能够对电能进行相应分配及控制电力流向或是调整电
压的相应电力设施。变电站在各个电网之间相互联系过程中
发挥纽带的作用，并且把各个等级电压的相关电网利用变压
器有机的联系在一起，进而达到相应变换与分配电能的目的。
变电站是否具有安全性和可靠性，将会对整个电网是否能够
安全的运行产生直接的影响。
2、变电站的作用
使电能够在高低压之间进行科学、安全的转换是变电站
的主要作用。在转换高低压时，有一些变电站把发电厂中的
发电机出口电压进行有机的升压，给电能在进行远距离传输
之时，降低电能在线路上的一些损耗提供了有利的条件。除
此之外，一些变电站会将高压转变成低压，再对用户端进行
传送。
110kV 变电站分布相对较为宽广，并且数量较多，它是
直接面对客户端的变电站。所以，在进行110kV 变电站一次设计时，需要对其的经济性、可靠性以及灵活性充分考虑。
通过这种方式进行综合的比较选择，能够极大地减少变电站
在某个区域内的投资成本，并且能够在面对该地区所发生的
各种停电现象以及相应的电网故障时灵活的应对，使这一区
域中供电的可靠性得到充分的提高。为了满足各区域的用电
增长需求，应该对110kV 变电站的分布点进行科学合理的选择，满足人们日益增长的文化需求，并且促进社会发展。
二、 110kV 变电站电气一次系统设计
1、主接线的设计
在进行主接线方式设计时，需要在以下五方面加以注意。
（1）变电所在系统中所处的的地位和会起到的作用。
（2）主接线是受主变压器台数影响的。
（3）负荷的重要性分级和出线回数多少必然影响到主
接线。
（4）各用容量的有无和大小对主接线产生的影响。
（5）近期和远期的发展规模。
首先通过负荷计算选出合适的主变压器，然后利用经济
性、可靠性、灵活性三方面确定出电气主接线形式为110kV 采用单母线分段， 35kV 采用单母分段带旁路、 10kV 为单母线
分段接线。需要计算各侧的负荷有站用电负荷（动力负荷和照明负荷）、 10kV 负荷、 35kV 负荷以及 110kV 负荷。
2、短路电流计算
2.1 短路类型
电力系统简单短路故障包括三相短路、两相短路、两相
短路接地和单相接地短路四种类型。三相短路又被称为对称
短路，其它三种类型的短路为不对称短路根据电力系统的运
行经验，一般发生单相接地短路的可能性较大，约占70%左右；两相短路发生的较少。三相短路发生的几率虽然相对最
少，但是一旦发生将会造成比较严重的后果。
2.2 短路电流计算
短路电流是通过短路电流的计算原则和方法来计算的。
一般采用标幺值制法计算短路电流。对短路电流进行计算在
实际生产中，在选择和校验电气设备、整定和校验继电保护
装置，以及选择限流设各合理选择主接线方案等时都要使用。
3、主要电气设备的选择
3.1 设备选择的原则
电气设各选择导体和设各的选择设计，要根据系统主接
线、负荷计算和短路电流计算，应做到技术先进，经济合理，安个可靠，运行方便和适当的留有发展余地，以满足电力系
统安个经济运行的需要在选择上遵循以下几项原则：
（ 1）按正常工作条件选择
A.按额定电压选择电气设备的额定电压应符合电气装设
点的电网电压，并小得低于该回路的最高运行电压。
B.按额定电流选择电气设备的额定电流应小得低于所在
回路在各种可能运行方式下的持续工作电流。
C.机械负荷：所选电器端子的允许负荷，应人于电器引
下线在正常运行和短路时的最大作用力。
（ 2）按短路条件校验电气设备的动、热稳定。
A.电气设备允许通过的极限电流应不小于短路冲击电流。
B.电气设备在某段时间内产生的热量应小小于短路电流
在此时间内产生的热量。
C.在工作电压和过电压下，电气的内、外绝缘应保证必
要的可靠性电器的绝缘水平，应按电网中出现的各种过电压
和保护设各相应的保护水平来确定。当所选电器的绝缘水平
低于国家规定的标准数值时，选用适当的电压保护设备就需
要通过绝缘配合计算。
（3）安装地点、工作环境、使用条件及供货条件来
选择电气设各的适当形式。
3.2 断路器的选择
断路器一般采用火弧介质和火弧方式，一般可分为：多
油断路器、少油断路器、压缩空气断路器、真空断路器， SF6 断路器等断路器型式的选择，在选择时不仅要满足各项技术
条件和环境条件，还需要考虑到对施工调试和运行维护，另
外还要根据技术经济的比较来确定。 110kV 侧选用 3API-
FG-145kV/3150A-40kA 型断路器。
3.3 隔离开关的选择
110kV 侧 GW4-110D/630 型隔离开关。
3、互感器的选择
一般选用 WVB110-20（H）型电压互感器，系统最高电
压 126kV，额定缘水平 200/480kV ，额定一次、二次电压比
