10 kV變電站電氣一次部分設計

劉才進

摘 要：在電力系統中非常重要的一個組成部分就是變電站，電力系統能否安全運行，很大程度取決于變電站的運行情況，因此，變電站的設計性能是非常重要的。本文簡要闡述10 kV變電站電氣部分的設計要點，內容包括主接線的介紹、設備的優劣分析及選擇、電流計算方法。在設計中，通過對電流的計算及設備的選擇，綜合考慮變電站電氣部分的經濟、安全及可靠性，通過分析，對民用變電站的科學設計達到最佳效果。

關鍵詞：變電站 電氣 設計

中圖分類號：TM721 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）08（b）-0124-01

1 變電站的主要設備介紹

變電站是電力分配、匯集及電壓控制的關鍵，起到發電廠與客戶端的中介作用，變電站的使用一般分為升壓變電站和降壓變電站，升壓變電站一般在靠近發電廠一端，而降壓變電站一般在降壓一端，也就是靠近客戶一端，本文主要分析降壓變電站的設計，因此根據降壓變電站的設計基本要求，主要設備為高壓配電、變壓器、低壓配電組成。

變電站的主要任務是對機組進行啟停，對電壓進行調整、對設備和相關線路進行自動切換以及對相關設備進行監控，由于電氣設備的作用不同，一般可分為一次設備和二次設備。

一次設備通常是電壓變換、電力輸送、電流分配和電能使用的設備。主要包括以下幾點。

（1）發電機，它是電能生產的主要設備。

（2）斷路器、隔離開關、負荷開關，熔斷器、接觸器等，是接通或斷開電路的開關設備。

（3）電抗器和避雷器，是保護電器，限制故障電流和防御電壓用的。

（4）裸導線和電纜，是用來載流導體。

（5）接地裝置。

二次設備就是對一次設備和運行系統進行監測和保護的設備。主要包括以下幾點。

（1）電壓互感器和電流互感器，它們稱為儀用互感器。

（2）電壓表、電流表、電能表等用來測量的，統稱為測量表計。

（3）繼電自動保護裝置。

（4）直流電源設備。

（5）操作電器、信號設備及控制電纜。

本文主要闡述的是變電站一次部分的設計，就是一次設備。

2 變電站的電氣主接線介紹

變電站電氣主接線是指高壓電氣設備通過連線組成的接收或者分配電能的電路，它是變電站接收、匯集和分配電能的電路器具，由變壓器、開關電器、避雷器、母線和載流導體連接組成。

主接線主要的滿足要求是：（1）應滿足符合對供電可靠性的要求。（2）力求簡單，運行操作靈活方便，并能避免運行人員的誤操作和確保檢修工作的安全。（3）建立在保證安全的基礎上進行最經濟運行。（4）主接線有升級可能性。

它的使用可靠性、操作靈活性和最經濟的功效與整個電力系統是相輔相成的，在設計時必須注意電氣設備的選擇、如何布置配電裝置以及繼電保護系統方式有著密切聯系，因此，主接線設計不僅是單項設備的設計，它是一個綜合性的問題，它的實際要求必須與整個電力系統的發展休戚相關，必須重點分析變電站在整個系統的所處的位置、它們的性質區別、用電規模以及電氣設備的特點等，這樣才能做出符合要求且最經濟使用的電氣主接線。

3 變電站電氣設計

變電站電氣一次設計就是對變電站內電氣一次設備的選型、布置、接線等進行設計，這就涉及到電力系統短路電流的計算、負荷計算、發電廠變電站或者輸電線路、電力電纜通道的征地和路徑等。變電站電氣一次設計主要設計設備的電氣原理圖、電氣元件選型和接線圖。二次設計主要設計設備的電氣元件在電氣柜的擺放位置，怎么樣方便合理接線。電流互感器是一種測量用的特殊的變壓器，工作原理和變壓器相同，都是利用電磁感應工作的，只不過用途不同。它有兩個互相絕緣的線圈，套在一個閉合的鐵芯柱上，在電路中與被測線路串聯的線圈叫一次側，與儀表相連的叫二次側。

它的作用主要是變換電流，在發電和用電的不同情況下，線路上的電流大小不一，而且相當懸殊。有的線路只幾安，有的線路有幾千幾萬安，要直接測量這些大大小小的電流就得需要從幾安到幾萬安的電流表，這樣就給儀表制造帶來了困難.另外有的電路是高壓的，直接用電表測量線路的電流很危險，電流互感器就是用來解決這些問題的。

4 變壓器電氣部分設計發展

變電站電氣發展已經過40、50年了，可以看到，變電站電氣自動化設計還是初期的，只是增加了計算機管理功能，在設備配置上，如功能有CRT屏幕監視、數值的計算、自動巡檢的打印功能和自動報表等。這些簡單增加的計算機功能還是無法替代常規的監視功能，因此這些自動化方式只能算作計算機輔助管理。到了80年后，隨著微型計算器技術的蓬勃發展，使變電站電氣自動化有了進一步的加強，但此時的自動化管理還是沒有使繼電保護、故障錄波等功能進行進一步提升，只是利用微型為控制中心加在原來PTV的基礎上。進入20世紀90年代后，由于數字自動化技術的發展，才使變電站的綜合技術得到了一個新的發展，我國的變壓器電氣自動化發展進入了一個全新的時代，使這項技術有了實質性的發展。

5 結語

在電力系統中非常重要的一個組成部分就是變電站，電力系統能否安全運行，很大程度取決于變電站的運行情況，因此，變電站的設計性能是非常重要的。變電站的主要任務是對機組進行啟停、對電壓進行負荷調整、對設備和相關線路進行自動切換以及對相關設備進行監控。隨著我國經濟的快速發展，電網改造越來越頻繁，電網容量也在不斷地擴大，結構逐漸的趨向于復雜化，對電網運行的可靠性要求越來越高。因此，隨著計算機通信技術的快速發展，變電站應該實現與計算機信息的完全融合，以及網絡通信技術為基礎，實現變電站自動化系統管理，從而實現變電站電網的現代化管理，使變電站工作可以安全而有效地運行，這樣不但可以節省人力、物力，同時還能夠更好的實現經濟效益及社會效益。

參考文獻

[1] 袁有祥.變電站電氣一次設計的問題及對策探究[J].科技創業家，2012（24）.

[2] 唐毅蛟.變電站電氣一次主接地網的設計探討[J].電源技術應用，2013（8）.

[3] 劉鹍.淺談變電站一次設備的設計與選擇[J].數字技術與應用，2010（7）.

[4] 楊耀杰，姚凱.變電所電氣一次部分設計[J].科技資訊，2007（30）.

[5] 楊麗徙，曾新梅，劉蓉.變電站電氣一次設備智能化問題的研究綜述[J].高壓電器，2012（9）.endprint