變電站電氣一次設計探討

楊 猛

南京星源電力技術咨詢有限公司

變電站電氣一次設計探討

楊 猛

南京星源電力技術咨詢有限公司

電力是國民經濟的基礎，變電站又是連接發電廠和用戶的樞紐，而一次電氣設備構成變電站的基本單元。在變電站的設計過程中，電氣一次設計是設計的關鍵，電氣一次設計的安全和穩定是保證電網正常運行的重要條件。本文首先分析了變電站電氣一次設計的基本要求及原則，并詳細探討變電站一次設計的平面布置、設備選擇、布線等設計，旨在為相關工作提供參考。

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1、變電站電氣一次設計的基本要求

設計變電站電氣一次設備的時候，主要內容有輸電線路、變壓器、斷路器、發電機、電力電纜、隔離開關等設備，其中最重要的就是變壓器。變電站應用中存在轉換高低電壓的作用，會嚴重影響電網運行的可靠性和安全性，設計變電站電氣一次設備的過程中，應該切實滿足設計的基本原則和需求，也就是要符合制定區域的電網規劃和設計方案，對主線接線方式進行確定的時候，不僅需要分析可靠性，也應該分析靈活性，對整體結構和設備性能進行優化，以便降低占地面積。電氣設備應質量可靠、安全經濟、性能良好、檢修率低。

2、一次設計原則

變電站電氣一次設計的基本原則有三，第一需要針對所劃分區域電力需求實施設計，滿足變電量需求，做到設計優化；第二應該采用可靠的標準接線方式，以確保變電站設備日常運行的安全穩定性，同時確保主接線路的調整靈活性；第三要確保變電站基于多需基礎上運行。

3、布置電氣平面

對場地因素進行充分分析，對施工場地的情況進行勘察設計，制定設計規劃，然后設計變電站電氣一次設備，最終形成總體設計方案。設計一次設備的時候，垂直空間中不能設計電容器，避免電容器干擾計算機設備，提升電力系統運行安全性和可靠性。

4、選擇電氣設備

4.1 變壓器

4.1.1 變壓器容量的選擇。變電站主變壓器容量主要根據變電站供電片區負荷發展情況確定，一般可根據供電區5～10年的用電負荷發展情況確定，同時還要結合地區電力平衡綜合考慮，使得整個地區容載比處于一個合理的水平。一般220kV變電所的容載比可取1.6～1.9，35～110kV變電所的容載比可取1.8～2.1。如果主變壓器容量過小，長期過載運行對主變壓器的運行、絕緣非常不利，嚴重影響供電安全和供電可靠性。相反，主變壓器容量選擇過大，則一次性投資大，且低負載率運行主變壓器損耗也相應增大，造成很大浪費。

4.1.2 變壓器數量。變電站應安裝2臺變壓器，當其中一臺變壓器出現故障時可以將其負荷自動的轉移到正常運行的另一臺變壓器，保障電力的正常供應。但如果供電區域用電需求不大，一次性安裝兩臺主變壓器很不經濟，安裝一臺主變壓器也是可以的。

4.1.3 變壓器型式的選擇。變壓器絕緣方式主要分兩種：油浸式和干式。干式變壓器優點是無絕緣油，不易發生火災，安全性好，體積小，不需要專門設計事故排油或儲油設施，對運行環境要求不高，安裝方便，主要用于10kV及以下的配電變壓器。35kV及以上變壓器容量大，大部分屬于有載調壓，現有制造技術很難實現干式，所以變電站主變壓器幾乎都采用油浸式變壓器。

4.2 設計主接線

電氣主接線是設計變電站電力系統的關鍵內容，在設計電氣主接線前提下完成繼電保護、配電裝飾、自動化系統等，會對變電站正常運行產生重要影響，此過程中應該對穩定性、靈活性、經濟性進行分析，可以從以下幾方面分析接線形式。

4.2.1 選擇雙電源形式，主要就是利用I型接線方式進行處理，此外能夠連接其他變電電路，變壓器連接高壓測線線路，依據母線分段的方式來處理低壓線路，不需要使用很多高壓設備，具備靈活、清晰的線路性質。實際操作中比較少連接高壓設備，存在相對小的占地面積，高壓線如果出現故障，能夠通用主變壓器，若某個電源出現失效的現象，利用繼電保護方式進行自動切換，在符合功率轉移規范的前提下設計。

4.2.2 選擇單母線形式，這種設計方式主要包括兩種電源進線方式，一路作為備用、一路作為主線，依據單母線方式連接高壓線路，以便能夠穩定安全地運行供電系統。如果電源出現故障，利用連接備用低壓接線兩段母線來對系統進行供電恢復。實際操作中應用備用電源接線，具有成本較高和工藝復雜的的特點，適合應用在城市供電網中高功率轉移、大電需求的場合中。第三，選擇內橋連接形式，這種技術能夠在電網中接入兩路接線，系統中接入高壓線內橋，有機結合低壓線，以便形成四回路供電系統，斷路器保護系統不需要過多，因為系統中存在多回路，降低系統靈活性，出現復雜的運行程序，如果變壓器故障，存在兩個以上斷路器，對故障線路進行切斷，適合用在頻繁操作的電路中。

5、臨時供電方案設計

由于設計變電站往往是運行中的變電站，在變電站設計的同時還需兼顧對周邊用戶供電的任務，應證供電可靠性及安全性。此時，一個好的臨時供電方案對節約工程量、降低施工難度及減少臨時停電時間有非常大的影響。臨時供電方案往往有以下幾種類型：

5.1 利用周邊變電站與本站低壓出線的聯網線路將負荷進行轉移。

5.2 在變電站預留場地新建配電裝置，將原負荷改接至新的配電裝置后再對原設備進行設計。

5.3 在原配電裝置室內，先拆除部分舊設備，將其負荷改接至未拆除設備上，在做好相關安全防護措施前提下新建配電裝置，再將所有負荷改接至新的配電裝置后對剩余設備進行設計。

5.4 兩臺主變的變電站可按每次一臺對主變進行設計，其負荷由另一臺主變轉供；該方案宜與方案一相結合，或選擇負荷較小的月份進行設計。

結語

總而言之，變電站改建中變電一次設計是一項系統的工程，變電一次設計對變電站情況進行綜合考慮，抓住主要矛盾，全面推進變電一次設計工作。為我們國家的經濟發展以及電力系統的設計，貢獻出應有的力量。

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