對變電站電氣一次設計的分析

王慧

（雞西電業局經研院，黑龍江雞西158100）

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對變電站電氣一次設計的分析

王慧

（雞西電業局經研院，黑龍江雞西158100）

摘要：近年來，隨著我國社會主義經濟的飛速發展，能源問題逐漸成為經濟發展中的重要問題和關鍵難題。隨著對能源需求的大幅增加，我國對主要電力資源的需求越來越急迫，為了滿足需求，提高產能，應重視電力系統技術設備的發展和革新。電力供應離不開電力系統的重要節點——變電站，應保證變電站的電壓轉變及功率轉換。為保障日常工作的穩定運行，需要在變電站電氣設計中，針對設計原則與重難點問題提出解決措施，通過對變電站電氣一次設計的分析，提供參考建議。

關鍵詞：變電站；電氣設計；設計原則；研究分析

1變電站電氣一次設計的基本要求

隨著電力系統的不斷擴展升級，電力設備更新換代，電力技術水平不斷提高，如何提高變電站工作效率、改善設計水平等問題成為當前社會研究的熱門話題。設計需要從長遠考慮，以應對發展越來越快的電力需求，應充分考慮發展趨勢對現狀的影響，具有前瞻性，保障變電站電力系統的安全、穩定運行，并保障一定的經濟效益，正確協調二者關系，正確處理各個時期的問題矛盾，綜合考慮，優化設計方案。

變電站電氣一次設計的基本原則：第一，變電站電氣一次設計需針對所劃區域電力需求進行設計，滿足變電量需求，并以此優化設計。第二，變電站的主接線應采用可靠標準的接線方式，以保證變電站日常工作的安全、穩定，在此基礎上適當調整主接線路的靈活性。第三，變電站建設面積在設計中不宜過大，盡量在保證運行多需的基礎上，減少占地，節約土地資源，相應的電氣設備也應該采用性能良好的小型設備。第四，變電站電氣設計應不斷提高電力系統的自動化，同時提高設備的可靠性、穩定性，應將數據信息誤碼率控制在相對低的水平，對設備可靠性進行優化，減少檢修率，提高經濟效益。

2變電站電氣一次設計

2.1電氣平面布置

充分結合場地因素，勘察設計所在地的基本情況，擬定設計規劃，再進行變電站電氣一次設計。應給出總體設計的平面布置方案，例如：戶外布置主變的形式與戶內布置，要參考增加主變設計中的通風設計與消防措施，同時在與二次設備相關設計中，電容器不能設計放置在其垂直空間上，防止電容器對計算機設備的干擾，提高系統運行的可靠性。

2.2電氣設備選擇

在變電站建筑平面設計完成之后，根據所在劃分功能區域的需求，參考負荷、電流等方面的參數，通過主接線形式，根據參考工作狀況選擇電氣設備的額定值，并進行校驗核算，各項參數包括熱穩定性、動穩定性等。還應參考上述設計原則，設備所占體積應滿足使用要求、環境要求、安全位置等，根據已確定的變電站所需供電量與運行方式，確定變電站電力系統所需要的變壓器數量及相關技術要求。

2.3主接線設計

變電站電力系統電氣設計的重要內容就是電氣主接線的設計，其中控制、自動化系統、繼電保護、配電裝飾等都是在電氣主接線設計的基礎上完成的，而且直接影響著變電站的日常工作運行。應充分考慮經濟性、靈活性、穩定性等因素，主要常用的接線形式包括：

第一，雙電源形式選擇。該種形式采用的是T型接線，同時也可與其他變電電路相連接，高壓測線線路接變壓器，另一側低壓線路則采用母線分段的形式，無須接入大量高壓設備，線路保持清晰靈活的特性。由于高壓設備連接較少，占地面積相對較小，但是在高壓線故障時，主變壓器將會通用，當其中一個電源失效時，通過繼電保護自動切換，此時需要參照是否遵循功率轉移要求來使用該設計。

第二，單母線形式選擇。此種接線形式的電源進線為兩路，一路為主線，另一路備用。高壓接線利用單母線鏈接，保證供電工作的穩定可靠進行，當電源故障時，可以通過備用低壓接線兩段母線的鏈接，恢復電力系統供電。由于備用電源接線的使用，設備相對復雜、成本較高，主要應用于供電需求大、功率轉移較高的城市供電電網中。

第三，關于內橋連接形式方面。此種形式兩路接線均接入電網，其中高壓線內橋連接接入，與低壓線構成四回路供電網絡，不需要太多斷路器進行保護，但由于多回路的特性，使得靈活性相對較低，運行相對復雜，當故障變壓器出現故障，至少需要兩個斷路器工作，切斷故障線路，主要應用在操作頻繁的高壓電路中。

以上三種形式均有優劣，在實際變電站電氣一次設計中，應依照區域所需變電站功能情況，選擇滿足條件的接線方式，進行合理設計。

3變電站電氣一次設計的相關問題與分析

3.1變電站電氣一次設備過熱

設備過熱是變電站電力系統較為普遍的問題，在高溫工作環境下，無論線路還是系統設備的故障率均會提高，不及時檢修發現問題，會導致故障進一步擴大，甚至威脅供電系統的安全。變電站電氣一次設備在工作過程中，通常會因為所選金屬材料的不合理產生過熱，一般可供選擇的金屬導體有很多，過熱產生的高溫會使電阻率發生變化，線路出現故障時，一般在設備維護中會針對相關設備進行保養，如刀閘，在持續使用過程中需要不斷添加新的導線涂膜，在使用過程中刀閘會放出強電流腐蝕材料，導致接觸點電阻增加，定期維護清理能有效緩解該問題。

3.2　防雷、接地保護

雷暴天氣對電力系統電網有致命威脅，雷電直擊將導致電路超負載，燒毀設備與線路，除了使用防雷設備進行斷電保護外，在設計需求中還應接入防雷設計。屋頂避雷保護通常使用40×4、60×8的鍍鋅扁鋼接地體，同時連接主接地網進行接地保護。利用高壓設備的接地保護同樣應用到防雷設計中，水平接地網路使用6×6接地線路，垂直線路使用50×50×2 500的深埋垂直接地極，變電站防雷接地網路電阻小于0.5Ω。高壓變電工作人員的人身安全一直受到人們重視，為保證設備正常工作，同時防止高壓電給人們生命造成威脅，應對設備進行接地設計，除防止高壓觸電，還能有效防止機械作用對設備的損壞。在接地設計中，通常采用扁鋼或圓鋼構成的接地線與角鋼材質的接地體組成接地裝置，接地體直接打入地面接地，接地線則通過自然接地鋪設，其中高壓與低壓配電室連接到同一個接地體，外接地線與各設備相連并與底座角貼相連。

4　結語

電氣一次設計作為變電站電力設計的基礎，是變電站穩定運行的關鍵因素，在首要原則下，針對接線、接地、照明、自控等進行系統構建，對變電站一次設計進行重點分析，才能有效保證變電站系統的穩定運行，才能獲得最大的經濟效益。

參考文獻：

［1］潘愛強.變電站改建中的變電一次設計［J］.通訊世界，2015，（18）：122- 123.

［2］趙海月.66kV變電站電氣一次設計手段的合理選擇［J］.電工文摘，2015，（03）：209- 210.

［3］張穎，張慧娟.淺談變電站電氣設計［J］.民營科技，2015，（03）：93- 94.

Analysis of the Electric Primary Design of Substations

WANG Hui
(Jixi Electric Power Bureau, Economics & Technology Research Institute, Jixi 158100, China)

Abstract:In recent years, with the rapid development of China's socialist economy, energy is becoming the important issue and key challenge in economic development. With the substantial increasing demand for energy, the need for major power resources has been increasingly urgent, in order to increase productivity, we should pay attention to the development and innovation of power system technological equipment. Power supply cannot do without the power system-- substation, it should ensure voltage transformation and power conversion of substation. To protect the stable operation of daily work, it is necessary to propose solutions according to the design principles and difficult problems in the design of substations, and make analysis of the electrical primary design of substation to provide reference.

Key words:Substation; Electrical design; Design principles; Research and analysis

收稿日期：2015- 12- 30

中圖分類號：TM63

文獻標志碼：B

文章編號：1674-8646（2016）03-0036-02