（天津诚荣工程技术有限公司天津300270）
摘要：当前，在经济建设发展中，对电能的需求越来越大。因此，加强变电站的建设是非常重要的。在变电站中，变电站电气一次设计质量对变电站日常运行、电能输送都有十分重要的影响。为提高110kV变电站供电稳定性与安全性，需要在现有基础上对其电气一次设计做更进一步的研究。基于此，本文就110kV变电站电气一次设计进行分析，以期能够提供一个借鉴，从而提高电力系统的安全性和灵活，促进经济稳定运行。
关键词：110kV；变电站；电气一次；设计
城市110kV变电站电气一次设计是比较浩大的工程，在系统性和复杂性方面都比较典型。与此同时，站在电力系统设计的角度来分析问题可发现，变电站电气一次设计阶段是十分重要的，设计水平会直接影响变电站项目日后的运行质量，所以必须全面提升设计质量。
1变电站电气一次设计概述
变电站电气的一次设计主要指的是通过对变压器、发电机以及输电线路等的设置来实现对变电站的有效控制，促使其能够成为电网环境中的稳定一环，借助于纽带的形式来拉近各级电压之间的联系，促使各级电压能够成为一个有机的整体，从而能使电能进行相应的变换与分配。发电、输电以及配电过程都是依靠变电站电气一次设备之间的相互连接而进行的。变电站是一种直接面对客户端的变电站，其数量较多，分布相对较为宽。所以，在对该种变电站进行一次设计时，应充分考虑其经济性、可靠性以及灵活性。因为只有通过这种方式综合比较选择，才能减少变电站在某个区域内的投资成本，灵活地应对该地区所发生的各种停电现象以及相应的电网故障，从而提高这一区域中供电的可靠性。
2110kV变电站电气一次设计主要策略
2.1电气主接线设计
在110kV变电站电气一次设计过程中，主接线设计是尤为重要的，电气主接线直接影响变电站乃至相关电力系统安全、经济、稳定、灵活的运行。在设计电气主接线时，应尽量保证供电的可靠性、灵活性和经济性。近几年我国的电力事业取得了较大的发展，在发展过程中通常都需要对已投运的发电厂和变电站进行改扩建，在扩建时可能改变发电机、变压器直至馈线数等多项功能，因此，设计电气主接线应保证电气主接线的检修、扩建灵活性。在此基础上，电气主接线还应尽可能做到投资少、占地面积小等性能。设计师要做到变电站设计的灵活性。满足调度，维修和扩建的需求，变电站调度的时候，可以有效切除或投入线路和变压器；相关人员维修时，应该做到不影响非检修设备的正常运行；在进行变电站的扩建工作时，电气的主接线应起到过渡初级接线和最终接线的作用，并在设计主线时必须要对相应的扩建设备，保证各线路的独立性。对变电站电气主接线的设计一般从可靠性，灵活性和经济性等方面进行评价。变电站在满足供电规划的条件下，宜减少电压等级和简化接线。在满足变电站运行要求前提下，变电站高压侧宜采用断路器较少或不设置断路器的接线。110kV电气接线宜采用桥形、扩大桥形、线路变压器组或线路分支接线、单母线或单母线分段接线。图1为110kV变电站电气主接线图，110kV、35kV和10kV均采用单母线分段接线。
图1110kV变电站电气主接线图。
2.2总平面设计
总平面布置是变电站整个设计工作具有重要意义的一个组成部分，是设计全面贯彻国家基本建设方针的重要环节，必须体现国家的技术经济政策，统一和明确建设标准，保证新（扩）建变电站安全可靠、技术先进、经济适应、符合国情。正确的、合理的总平面布置，不仅能为变电站创造良好的安全运行条件，提高经济效益，还可以获得完美的建筑艺术效果，有助于文明生产。变电站总布置设计应遵守《中华人民共和国土地管理法》的相关规定，符合国家土地使用政策，因地制宜，节约用地，合理使用土地，提高土地利用率，尽量利用荒地、劣地、坡地、不占或少占农田。要从全局出发，全面地、辩证地对待各方面要求，协调各专业间的密切配合，通过多方面技术经济比较，选择占耕地少、投资省、建设快、运行安全经济、方便生活的最佳布置方案。变电站的总平面设计主要包括以下内容：
（1）总平面布置。主要解决和协调全站建构筑物、道路在平面布局上的相互关系和相对位置。总平面布置应按最终规模进行规划，根据系统负荷发展要求，不宜堵死扩建的可能，并使站区总平面布置尽量规整。总平面布置应满足总体规划要求，并使站内工艺布置合理，功能分区明确，交通便利，节约用地。
（2）竖向布置。主要解决站区内各建构筑物、道路、场地的设计标高及其在竖向上的相互关系。110kV变电站场区设计标高应高于频率为2%的洪水水位或历史最高内涝水位。站内场地设计标高宜高于或据不高于站外自然地面，以满足站区场地排水要求。建筑物室内地坪应不低于室外地坪0.3m。
（3）管、沟布置。地下管线（沟道）布置应按变电站的最终规模统筹规划，管线（沟道）之间及其与建构筑物基础、道路之间等在平面与竖向上应相互协调，近远期结合，合理布置，便于扩建。
（4）道路。变电站道路设计应根据运行、检修、消防和大件运输等要求，结合站区总平面布置、竖向布置、站外道路状况、自然条件和当地发展规划等因素综合确定。110kV变电站站内主要环形消防和运输道路宽度宜为4m，转弯半径一般不应小于7m。
（5）绿化与美化。根据变电站的特点进行绿化和设置建筑小品，以达到改善运行条件和美化站容的目的。
结合以上设计思想，图2为设计的某110kV变电站总平面布置图。
图2110kV变电站总平面布置图
2.4主变压器设计
主变压器数量直接会对整个输变电工程的稳定性和持续性产生较大的影响，根据规范和设计经验，在有一二级负荷的变电站中应装设两台主变；装设两台主变的变电站，当断开一台变压器时，其余主变的容量（包括过负荷能力）应满足全部一、二级负荷用电要求；按照这个进行设计时一旦负荷发展时，可以及时对变压器的容量进行更换；在进行主变压器容量的选择时一般按变电站建成后5-10年的规划负荷进行选择，某些特殊的变电站还可以考虑到10-20年之后的负荷发展。根据变电站的实际情况，选取符合要求的变压器类型
2.5接地设计
变电站的接地装置设计与站址区域土壤电阻率、短路入地不对称电流有很大关系，变电站接地网一般采用水平敷设的接地干线为主，垂直接地极为辅，联合构成的复合式人工接地装置，并在架构避雷针及独立避雷针处设集中接地装置，考虑到土壤对接地体的腐蚀，接地体寿命按30年，年腐蚀率取0.1mm。如果变电站土壤电阻率较高，可以采用填充相应的降阻剂或敷设外引接地网、水下接地网的措施降低接地电阻。对于变电站仅敷设人工接地体难以满足跨步电位差或接触电位差的需要的时候，可在经常操作的设备周围采用水平网格的均压带及高电阻率的绝缘操作地坪。
结语
变电站是决定整个供电系统高效､稳定的关键，而变电站一次电气的设计直接影响着整个变电站的运作效率｡这就对110kV变电站一次电气设计有了越来越高的要求，且变电站的智能化水平也对110kV变电站一次电气设计有着重要的影响｡本文主要从变电站的接线方式､总平面设计、接地设计及变压器的选择等角度分析了110kV变电站的一次电气设计｡
参考文献：
[1]王娇.探析有关110kV变电站的电气一次设计[J].科技与企业，2014（14）：393.
[2]张玉珩王永滋谭魁悌.变电所所址选择与总布置.北京水利水电出版社，1992.
[3]刘振亚主编.国家电网公司输变电工程典型设计110kV变电站分册.北京中国电力出版社，2005.
作者简介：
段玉艳（1978.7—），性别：女；籍贯；河北民族；汉学历：本科；职称：助理工程师职务：新能源事业部专设研究方向；变电站电气一次设计单位；天津诚荣工程技术有限公司.