變電站電氣設計和造價控制分析

張秀蓉 斯琴 蘇江

摘要：我國近年來經濟迅速發展，人們的用電需求與日俱增，對于變電站供電的安全性以及服務質量提出了更高的要求。電氣設計是變電站建設的重要環節之一，是提高變電站供電能力、保證變電穩定運行的重要途徑。因此，文章中對110kV變電站的電氣設計探討，并對有關造價控制方面的問題進行了分析。

關鍵詞：變電站；電氣設計；造價控制；管理

中圖分類號： TU723.3 文獻標識碼： A

引言：近年來，我國工業化進程不斷加快，城市人口越來越集中，為了滿足人們日益增長的用電需求，變電站項目建設越來越多。電氣設計以及造價控制是影響變電站建設質量與供電能力的重要因素，因此這也成為當前變電站建設中研究的重要課題。

一、變電站電氣設計探討

1、變電站電氣設計的主要內容

1.1變電站設計的一般程序

變電站設計包括初步設計和施工設計兩個階段。初步設計主要解決方案問題，并對方案的必要性、先進性、經濟上的合理性進行論證，較為粗略一些；施工設計是在初步設計基礎上進行細化和完善。

1.2變電站電氣設計的主要內容

變電站電氣一次設計包括電氣主接線設計、配電裝置、短路電流計算、主要電氣設備選擇、過電壓保護與接地等幾個部分；電氣二次設計包括監控系統、二次設備布置、直流系統、元件保護裝置等。

2、電氣一次部分設計

2.1電氣主接線。電氣主接線方案是進行變電站電氣設計首要考慮的問題，應首先闡明變電站中各級電壓本期設計和遠景規劃設計的接線方式。例如，本期設計采用單母線接線方式；遠景規劃設計由于電力負荷的增長，可以采用雙母線的接線方式。確定了主接線方案就明確了變電站電氣結構的框架，便于進行短路電流水平、設備選擇等其他設計。主接線的設計應在滿足可靠性與靈活性的基礎上，盡量做到經濟合理，并考慮站址條件、接入系統方式、電網結構、建設規模、負荷性質等內容。

110kV變電站主要采用線路-變壓器母線組、橋形、單母線等幾種形式。線路-變壓器母線組接線方式最為簡單，占地面積小，經濟性、可靠性都比較好，其中任一臺主變或線路出現故障，都可以通過轉移負荷保持正常供電。橋形接線一般采用內橋接線，操作、接線都較簡便，正常情況下橋斷路器斷開，運行方式類似于線路-變壓器母線組接線，當送電線路發生故障時可切除該故障線路而不影響其他回路供電。不分段單母線接線運行可靠性較差，主要用于供電可靠性要求不高的變電站，可靠性要求較高時可采用單母線分段接線或單母線分段帶旁路接線。

2.2短路電流計算。短路就是指截流體相與相之間發生非正常接通的情況。短路時電力系統中最經常發生的故障，危害極大。因此，考慮限制Id值是主接線設計中應重點考慮的問題。短路電流的計算需要先設定計算條件，再根據主接線圖，畫出等值電路圖，計算短路點的電抗，然后根據相關公式計算短路電流有效值、峰值。計算時最大運行方式和最小運行方式分別指雙回或多回回路并聯變壓器系統并列運行方式及單列系統供電運行方式，在最大運行方式下計算所得最大短路電流主要用于電氣設備的選擇和驗證，而最小運行方式下算出的最小電流用于校驗繼電保護動作整定值。

2.3設計直流系統

全站設一套直流系統，按雙充雙饋配置，用于站內一、二次設備、通信及自動化系統的供電。直流系統電壓采用220V，選用200Ah蓄電池組，108只，分兩組，全所事故停電按2小時考慮。直流系統采用單母線分段接線，設分段開關，每段母線各帶一套充電裝置和一組蓄電池組，充電裝置采用高頻開關電源，模塊按N+1原則配置，每組充電機選用4塊20A模塊。蓄電池采用閥控式密封鉛酸電池，放置方式采用專用蓄電池室。每套系統設計一套微機型絕緣監測裝置和蓄電池容量檢測儀，采用混合型供電方式。ll0kV部分采用放射型供電，每一間隔按雙回路方式直接從直流饋線屏獲取電源。10kV部分則按10kV母線分段情況設置。每一段母線均按雙回路配置。

2.4主要電氣設備選擇。電氣設備一般以正常運行條件選擇其額定電壓和額定電流，以短路條件校驗其熱穩定性和動穩定性。

（1）主變壓器（如圖1）選擇：電力變壓器主要有油浸式、SF6和干式三種類型，110kV變電器目前主要采用油浸式自然風冷及有載調壓裝置的變壓器，為節能應選用低損耗型，如SZ10變壓器。若變壓器安裝在地下，為防火、防噪聲應選用SF6變壓器。變壓器的臺數、容量、型式應從技術經濟、未來負荷發展及負荷性質等進行綜合考慮，單臺變壓器負載率應在70～85%，兩臺及以上變壓器應在斷開任一臺情況下其余變壓器能承擔全部一級和二級負荷。

（2）斷路器（如圖2）選擇：高壓斷路器目前主要采用真空斷路器、SF6斷路器，油浸斷路器已較少采用。選擇斷路器應從技術條件和環境條件進行，35～110kV主要選用SF6斷路器，10kV多采用真空斷路器。

（3）電壓互感器的選擇：35kV以下通常采用樹脂澆注式的電壓互感器；35kV以上室外多用油浸式電壓互感器；用于監測單相接地繼電保護時常采用三相五柱式電壓互感器。電壓互感器一般不校驗短路熱穩定性、動穩定性及準確度，但用于控制電源時則需校驗準確度。

（4）電流互感器（如圖3）的選擇：35kV以下室內配置多采用樹脂澆注電流互感器；35kV以上室外常用瓷絕緣箱式電流互感器。電流互感器要做短路熱、動穩定性校驗及準確度校驗。

（5）隔離開關（如圖4）的選擇：由于隔離開關不能帶負荷操作，所以一般與斷路器配合使用。型式有戶（GN）和戶外（GW）兩種。

圖1 變壓器

圖2 斷路器

圖3 電流互感器

圖4 隔離開關

2.5配電裝置。配電裝置可分為屋內配電裝置、屋外配電裝置、成套配電裝置三類。110kV配電裝置一般多采用戶外GIS配電裝置及戶外支持管型母線，35kV及以下配電裝置采用戶內開關柜。配電裝置的設計應結合電氣主接線的設計，通過配電裝置的運行來考驗主接線是否合理，即在技術上要做到安全可靠，運行上靈活方便，并能保證運行人員及維修人員的安全。

2.6過電壓保護與接地。通過安裝避雷針防范直擊雷，在進線上架設避雷線及安裝閥型避雷器抵御雷電侵入波。不接地或經消弧線圈接地的變壓器中性點，可不設保護裝置，但多雷地區且中性點引出時，仍然應該安裝避雷器。過電壓保護接地應在接地網增設垂直接地極，并且接地網電阻應<0.5Ω，否則應采取降阻措施。

3、電氣二次部分設計

在電力系統中，對于監視、測量儀表、繼電保護、自動裝置、操縱回路和信號回路以及控制電纜均屬于二次設計內容。二次設計應采用計算機監控，并實現“四遙”功能，圖5為計算機監控系統方案配置圖。110kV控制保護采用集中布置方式，35kV及以下設置一體化開關柜。直流系統采用220V鉛酸蓄電池組，配備2套充電裝置。

圖5計算機監控系統方案配置圖

二、變電站造價管理方面的探討

1、變電站造價管理中存在的不足

變電站是一項復雜的工程，建設周期長，項目組成及設備安裝工序復雜，且影響其穩定性的因素教多，這給變電站設備的安裝運行帶來了極大風險。因此，科學合理的設備安裝設計是投資控制、工期與工程質量的保障，在適當的成本下保證設備的正常運行，提高整體效益是今后電氣設備建設的目標。

1.1管理制度不嚴格

在設備安裝初期，設計者往往不會很完善的去設定施工計劃方案，使得在施工過程中還要不斷改進方案，讓整個施工過程缺乏統一規范進度標準，材料的整理與提交無法與施工同步，影響項目審核。另外，在造價的公開方面向公眾展示得也不夠充分。由于變電站的電氣設備不能大量在城市中建設，因此農用地成為了最佳選擇，大型的機械設備難以進人農田等施工現場，且這種施工會影響到農民耕種，形成一定的社會問題。若是沒有及時加以解決，會使工程進度受阻甚至被迫停工。

1.2施工定額計量不完善

定額計價法雖說已經使用了很多年，但還是缺乏一定的靈活性，不利于招標投標活動的開展。施工企業不夠重視信息積累，導致施工定額的規劃力度不夠，無法準確控制材料的消耗，領料單、任務單無法有效保障施工過程中材料、機械與人力的消耗。

1.3管理組織不嚴密

目前大多施工都是外包形式，但在實際操作手中，承包制相當于實報實銷，無法真正有效的對成本起到控制作用。例如，工程的進度與施工組織沒有安排合理進度，沒有按規范審核報價與材料。

2、造價管理措施

2.1全面考量

在設計方案上應對多個方案進行比較，從成本、時間及效益方面選出最優方案。在招標投標過程中要保證公平、公正、公開，達到建設方與施工方的雙贏。

2.2優化定額計價

必須收集有效的造價資料，對相關資料進行整理分類，對比其中相同不同之處，例如對編制技術經濟評價的基礎數據方面做細致認真的進行分析調查，綜合考慮各項因素來保證資料分析結果的有效性。

2.3嚴格造價管理

項目的建立單位應每月及時對工程進度以及造價進行審核，發現問題要及時解決，保證施工質量。對于施工設備、材料的采購上需貨比三家，并提供有效票務信息。同時，加強資金的支付管理，根據施工進度安排全局掌控資金流向，以減少資金浪費及占用，降低資金籌措帶來的利息支出。

三、結語

變電站作為電力系統中重要的節點，近年來采用了許多新的技術，綜合自動化技術是發展方向，但一次設備模式變化不大。在變電站電氣設計中應本著具體問題具體分析的原則充分考慮變電站在電力系統中的地位和作用、負荷性質、出線回路數、設備特點、周圍環境及變電站規劃容量等條件和具體情況，在滿足供電可靠性、功能性、具有一定靈活性的前提下盡量優化設計方案，精選設計手段，加強造價方面的管理與控制，不斷的探索和完善。

參考文獻：

[1]李朝霞.簡論110kV變電站電氣設計[J].科技致富向導，2013（3）.

[2]林杰.小議某110kV中心變電站工程的一次系統設計[J].大科技，2011（6）：311-312.

[3]梁麗霞.高壓電氣設備的實驗與造價拉制[J].機電信息，2011.（15）：37-40