變電站電氣一次設(shè)計(jì)討論

樊博

昆明供電設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 云南省 650011

摘要：本文主要分析了變電站電氣一次設(shè)計(jì)的一些主要方法和特點(diǎn)，針對(duì)設(shè)計(jì)過程中的重點(diǎn)問題進(jìn)行了探討和分析，希望可以為今后的變電站電氣設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：變電站；電氣；一次設(shè)計(jì)

一、前言

隨著我國變電站電氣設(shè)計(jì)工作的不斷進(jìn)步，設(shè)計(jì)的各種方法也在不斷更新，為了能夠提升設(shè)計(jì)的水平，必須要更加深入的分析設(shè)計(jì)的對(duì)策和方法，以及設(shè)計(jì)的管理要點(diǎn)。

二、變電站電氣一次設(shè)計(jì)的基本要求

隨著我國電力市場(chǎng)改革的深入和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的轉(zhuǎn)型升級(jí)，我國對(duì)電力的需求越來越大，這就給電網(wǎng)的設(shè)計(jì)與建設(shè)帶來了巨大的壓力。當(dāng)前，電網(wǎng)的規(guī)模不斷升級(jí)，電力設(shè)備現(xiàn)代化水平不斷提高，這就使得變電站的設(shè)計(jì)與建設(shè)成為電力系統(tǒng)發(fā)展的重要內(nèi)容之一。

現(xiàn)階段我國的電力需求空前增長，在這樣的形勢(shì)下，變電站的建設(shè)必須要有長遠(yuǎn)的眼光，要走在系統(tǒng)升級(jí)的前面，也就是說變電站的建設(shè)要具有一定的超前性。這就要求變電站的設(shè)計(jì)必須從全局出發(fā)，正確處理好安全運(yùn)行與經(jīng)濟(jì)效益之間的矛盾，正確處理前期建設(shè)與后期運(yùn)行之間的矛盾，正確處理與后期升級(jí)之間的矛盾。因此，在設(shè)計(jì)變電站過程中，要選擇最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，保證變電站的建設(shè)既滿足當(dāng)前的電力供應(yīng)需要，又不給今后電力系統(tǒng)的升級(jí)造成麻煩。

三、變電站電氣一次設(shè)計(jì)的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作

為更好的滿足變電站工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，從而在施工前期，必須做好充足的準(zhǔn)備工作，嚴(yán)格按照國家相關(guān)規(guī)范，再根據(jù)輸變電工程設(shè)計(jì)特點(diǎn)，依據(jù)電氣設(shè)計(jì)深度要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。也就是說，必須對(duì)基礎(chǔ)資料予以準(zhǔn)確的掌控，如：變電站位置、位置處的地震烈度、地質(zhì)與環(huán)境情況等。所以，在變電站前期施工階段，必須明確指出變電站的設(shè)計(jì)任務(wù)，按照國家發(fā)展的方針政策，對(duì)近期與遠(yuǎn)期規(guī)模予以全面考慮，再進(jìn)行科學(xué)、合理的規(guī)劃。可行性研究是基本建設(shè)程序中為項(xiàng)目核準(zhǔn)提供技術(shù)依據(jù)的一個(gè)重要階段。為滿足輸變電工程核準(zhǔn)要求，在工程前期工作中，一定要根據(jù)國家有關(guān)規(guī)定，結(jié)合輸變電工程特點(diǎn)，編制出符合規(guī)程、規(guī)范要求，滿足可達(dá)到深度要求的設(shè)計(jì)成品。變電站可行性研究必須貫徹國家的技術(shù)政策和產(chǎn)業(yè)政策，執(zhí)行各專業(yè)的有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)程和規(guī)定，推進(jìn)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型電網(wǎng)建設(shè)，推廣應(yīng)用通用設(shè)計(jì)、通用設(shè)備，促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。

同時(shí)，變電站的電氣一次設(shè)計(jì)所要遵循的相關(guān)原則：

在我國電網(wǎng)建設(shè)過程中，變電站的優(yōu)化構(gòu)建是關(guān)鍵步驟之一，所以在實(shí)施變電站的電氣一次設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該遵循下列原則：

1、所進(jìn)行的相關(guān)設(shè)計(jì)應(yīng)該充分滿足相應(yīng)區(qū)域中已經(jīng)規(guī)劃好的電力負(fù)荷總量以及中長期預(yù)測(cè)所需的充足變電容量的具體要求。

2、所應(yīng)用的主接線方式力求滿足可靠性以及靈活性的相關(guān)要求。

3、在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要力求在占用較小范圍的土地面積的基礎(chǔ)上選用性能較為優(yōu)良且體積較小的電氣設(shè)備，并要求整個(gè)設(shè)計(jì)合理緊湊，達(dá)到節(jié)約資源的實(shí)際目的。

4、變電站應(yīng)該采用技術(shù)性能較強(qiáng)以及可靠性較高、噪音量較低以及檢修率較少的主電氣設(shè)備。

5、力求所進(jìn)行的設(shè)計(jì)能夠充分滿足高效運(yùn)行以及高自動(dòng)化、低通信誤碼的相關(guān)要求。

四、變電站電氣一次設(shè)計(jì)研究

1、電氣主接線設(shè)計(jì)

主接線方式的設(shè)計(jì)不僅直接關(guān)乎系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和靈活性，也影響繼電保護(hù)、控制方式、自動(dòng)裝置等。變電站電氣主接線的設(shè)計(jì)可以說是電氣設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。故在設(shè)計(jì)主接線方式時(shí)應(yīng)依次考慮其可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性，即使其能夠良好的適應(yīng)系統(tǒng)不同的運(yùn)行狀態(tài)，分別滿足變壓器在調(diào)度、擴(kuò)建、檢修情況下的不同需求，盡量不用或減少斷路器接線、簡化二次回路和繼電保護(hù)、節(jié)約占地面積等。

設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際需要確定接線方式，根據(jù)實(shí)際施工情況、需要綜合考慮實(shí)用性、安全性以及經(jīng)濟(jì)性，選擇最佳的一次接線方式。變電站最常用的主接線方案有四種，即單母線接線方式、雙母線接線方式、單母線分段接線方式以及雙母線分段接線方式，各個(gè)接線方案都有自己的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)。單母線接線一般只適用于一臺(tái)發(fā)電機(jī)或一臺(tái)主變壓器的以下三種情況：110-220kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過2回；35—63kV配電裝置的回路數(shù)不超過3回；6-110kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過6回。單母線分段接線方式適用于線路較長（故障多），而主變年負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)高（不經(jīng)常切換）且無功率穿越的場(chǎng)合。單母線分段接線方式適用于110-220kV配電裝置出線回路數(shù)為3-4回時(shí)；35-63kV配電裝置出線回路數(shù)為4-8回時(shí)；6-10kV配電裝置出線回路數(shù)為6及以上時(shí)。雙母線分段接線方式適用于主變年負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)低（經(jīng)常切換），而線路較短（故障少）或有功率穿越的場(chǎng)合。

2、電氣防雷保護(hù)設(shè)計(jì)

為了避免雷電過電壓與直擊雷造成的傷害，變電站電氣一次設(shè)計(jì)必須進(jìn)行電氣防雷保護(hù)設(shè)計(jì)。防雷保護(hù)設(shè)計(jì)主要有兩種，即雷電過電壓保護(hù)和直擊雷保護(hù)。為避免線路侵入雷電波造成電壓過高，進(jìn)行雷電過電壓保護(hù)。具體是指，在10kV母線與110kV進(jìn)線上分別安裝特定的避雷器；因?yàn)樽冸娬九潆娧b置主要是全戶內(nèi)布置的，屋頂避雷帶應(yīng)使用熱鍍鋅扁鋼，同時(shí)應(yīng)當(dāng)將其牽引到下部分與主接地網(wǎng)安全連接，所以，變電站采用屋頂避雷帶避免直擊雷的侵害，即直擊雷保護(hù)。

3、電氣接地保護(hù)設(shè)計(jì)

電氣接地設(shè)計(jì)指的是，將電氣設(shè)備的某部分與大地進(jìn)行良好的連接。因?yàn)椋趯?shí)際的變電站設(shè)計(jì)建造過程中，電氣接地設(shè)計(jì)既可以有效防止觸電，又可以避免電氣一次設(shè)備的機(jī)械性損害，同時(shí)還可以有效避免火災(zāi)、爆炸的發(fā)生。這樣，在確保變電站電氣一次設(shè)備的正常運(yùn)行的情況下，又避免了施工人員因觸電而發(fā)生安全事故。

電氣接地設(shè)計(jì)中的正常接地裝置主要是由自然接地體、人工接地體兩種接地體和接地線組成。其中，自然接地體最為常用。將接地體端部削尖，就可以直接打入地中。根據(jù)低壓電氣設(shè)備保護(hù)接地與高壓接地系統(tǒng)的保護(hù)接地確定接地電阻的計(jì)算值。然后，環(huán)繞變電所敷設(shè)接地體。變壓器只有一點(diǎn)與接地體連接，而變電所的低壓、高壓配電室都各有兩處與接地體連接，變壓器室與變電所內(nèi)高壓、低壓配電室與均在室內(nèi)用扁鋼連接成一整體。另外，接電體多采用角鋼；而接地線一般都采用扁鋼或圓鋼。接地保護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)將接地極深埋，并盡可能布置在配電站之外的空地中；接地保護(hù)主要以水平接地體為主，以垂直接地極作為輔，主接地網(wǎng)的接地電阻應(yīng)當(dāng)小于0.5Ω，選擇鍍鋅扁鋼，尺寸為6mm×6mm，垂直接地極則應(yīng)當(dāng)選擇鍍鋅角鋼，尺寸為50mm×50mm×2500mm。另外，還要注意在經(jīng)常出入的大門處設(shè)置一些均壓帶，這些均壓帶與主接地網(wǎng)連接。最后，設(shè)備引下線最好選擇鍍鋅扁鋼，尺寸為60mm×8mm。

4、日常照明系統(tǒng)

照明系統(tǒng)是變電站正常工作的重要輔助系統(tǒng)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)各個(gè)部門進(jìn)行事故照明系統(tǒng)和工作照明系統(tǒng)的區(qū)分與設(shè)置。在設(shè)計(jì)工作照明系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；在重要的場(chǎng)合與疏散通道、安全出口、樓梯間等都應(yīng)設(shè)計(jì)有應(yīng)急照明設(shè)備，主要是在正常照明因故障而中斷時(shí)，為工作人員提供照明，進(jìn)行疏散或者故障處理。中控室必須利用塑料的絕緣導(dǎo)線來進(jìn)行暗敷，其與的地方可以采用明敷來完成布線。變電站的外部照明線路應(yīng)選擇鍍鋅鋼管來進(jìn)行敷設(shè)。

五、結(jié)束語

總而言之，必須要深入的分析一次設(shè)計(jì)的方法和具體的要點(diǎn)，從變電站電氣設(shè)計(jì)的需求出發(fā)，明確設(shè)計(jì)需要采取何種設(shè)計(jì)對(duì)策，從而保證設(shè)計(jì)的效果更加突出。

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