變電站設計中主要電氣設備的選型計算

楊震 張前

摘 要：隨著國民經濟的發展和人們生活水平的提高，目前我們的生產、生活對電能已經高度依賴，電力系統也對整個國家的穩定至關重要。變電站作為電力系統中的重要組成，其設計和建造是否合理將會直接影響一些地區人們的正常生活。從變電站主要電氣設備的選擇出發，介紹了一些選型原則和相關計算的問題。

關鍵詞：變電站；主要電氣設備；選型計算

1 概述

眾所周知，電能的輸送距離一般是很遠的，如果以低壓電的形式輸送，那么電能的損耗量將會很大，所以先將電壓升高，到了用戶處再做降壓處理，升降電壓的過程就是由變電站（變電所）完成的。變電站的主要電氣設備包括有：隔離開關、接地開關、斷路器、變壓器以及互感器等等。

2 變電站電氣設備選擇原則及技術條件

2.1 選擇原則

（1）滿足運行、檢修以及故障情況下相關要求，此外還要考慮之后5-10年的發展情況；（2）在對設備進行校核時應在當地的條件環境下進行；（3）既要保證電氣設備的先進性，又要控制相關成本；（4）設備的各類指標要和整個工程保持一定的一致性；（5）同類產品應盡可能選自同一個廠家的產品；（6）如果需選用新產品，應檢查試驗數據及合格證書，此外還要獲得上級批準[1]。

2.2 技術條件

由于選擇的電氣設備都是在高壓條件下工作的，所以對它們的技術條件有一些特殊的要求。

（1）在長期的工作條件下，選擇的電氣設備其最高工作電壓應大于線路中可能出現的最高運行電壓；最高額定電流也要大于線路中可能出現的最大持續電流值；電氣端子的允許載荷應大于線路的最大作用力；（2）電氣設備的熱穩定性和動穩定性應按照線路可能通過的最大電流進行校驗，一般取三相短路時電流；但被熔斷器保護的電氣設備可以不再進行熱、動穩定性的校驗；（3）電氣設備的絕緣水平應按照國家規定的標準值進行，若低于標準值，則應增加適當的過電壓設備進行保護。

3 選型計算（以35kV側為例）

文章以35kV降壓變電站為實例（降壓側為6kV），對一些電氣設備的選型計算進行介紹。

3.1 斷路器和隔離開關的選擇

在35kV側，選用的是六氟化硫斷路器，具體型號為LW8-35A（T），這種斷路器具有開斷能力強，斷口電壓適于做得較高，允許連續開斷次數較多，適用于頻繁操作，噪音小，無火災危險，機電磨損小等，是一種性能優異的“無維修”斷路器[2]。

（1）流過斷路器的最大持續工作電流：

Imax=（2×STN）/■UTN2×20000/（■×35）

≈660A

LW8-35A（T）斷路器的額定電流1600A，所以滿足要求；

（2）LW8-35A（T）斷路器的額定電壓35kV，系統電壓也是35kV，所以滿足要求。

（3）LW8-35A（T）斷路器短路開斷電流為20kA，大于線路的電流周期分量值5.3kA。

具體對比見表1：

高壓隔離開關的選擇型號為GW5-35（W）/1000，結構為雙柱水平回轉式。此開關具有導電可靠、維修方便、觸頭元件方便更換等優點。表2列出了此型號開關與線路參數的對比，我們可以看出其完全滿足使用要求。

3.2 互感器的選擇

互感器分電壓互感器和電流互感器兩種，下面分別介紹。

一般在我國35-110kV的配電裝置中，很多以前的變電站采用的是油浸絕緣結構電磁式電壓互感器。而我們采用了JDZXF9-35型電容式電壓互感器，實現無油化運行，減少電磁諧振。

其額定電壓比（V）為35000/■/100/■/100/■/100/3，額定輸出（VA）25/50/100，極限輸出（VA）2×500，額定絕緣水平（kV）40.5/95/200。此型號電壓互感器適用于本變電站戶內電力系統起到做測量和繼電保護用途。

本實例中選用的是LCZ-35（Q）型澆注絕緣加強型電流互感器做保護、測量和計算用。其額定電壓42kV，額定一次電流1000A，二次電流5A，動穩定電流120kA，熱穩定為2300[（kA）2S]，均滿足使用要求[3]。

3.3 熔斷器的選擇

熔斷器的主要作用就是保護電氣設備免受過載以及短路電流的損害，按照安裝條件分為屋外跌開式和屋內式。要求其額定電壓和電流均不小于電網，本站35kV側選用RW5-35/600型跌開式熔斷器，其額定電壓35kV，最大斷開電流為100kA，大于本站的短路沖擊電流13.36kA。但是其斷流容量為600MVA，需要加適當的限流電阻。

4 結束語

變電站的電氣設備對于整個電力系統的安全運行至關重要，在設計之初，就要充分考慮電氣設備的選型和安裝，以安全、可靠、經濟為中心，還要保證其在5-10年內不落伍。此外，設計人員、校驗人員和安裝人員任何一方遇到問題應及時保持溝通，在充分考慮問題后選擇一個令各個人員都認同的解決方案，一定要確保變電站的安全、科學、合理。

參考文獻

[1]羅學深.氣體絕緣全封閉組合電器（GIS）[J].北京：中國電力出版社，2009（10）：15-16.

[2]賈沛義.變電站典型標準設計方案、設備選型以及運行維護[M].北京：中國電力出版社，2005（12）.

[3]宋繼成.220～500kV變電所電氣接線設計[M].北京：中國電力出版社，2004（8）.

作者簡介：楊震（1983，5-），男，內蒙包頭市人，畢業于內蒙古科技大學，本科學歷，工程師，主要從事變電站電氣一次設計。