降壓變電站電氣設(shè)計(jì)探討

楊利

摘 要： 工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和居民日常生活對(duì)電能的形式有著不同的要求。因此，當(dāng)電能從發(fā)電站輸出后，必須經(jīng)過(guò)變電站處理，即升降電壓后，才可以滿(mǎn)足各式各樣的使用要求?？梢钥闯觯冸娬驹陔娏ο到y(tǒng)中具有重要的地位，為保障生活生產(chǎn)用電發(fā)揮著舉足輕重的作用?；诖?，本文主要對(duì)降壓變電站電氣設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞： 降壓變電站；電氣設(shè)計(jì)；升降電壓

一、前言

變電站是匯集電源、分配電力和升降電壓的場(chǎng)所，是聯(lián)系用戶(hù)和發(fā)電廠的中間環(huán)節(jié)，承擔(dān)著變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的重要責(zé)任，直接決定電網(wǎng)能否暢通運(yùn)行。為了滿(mǎn)足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，一定要做好電力規(guī)劃。降壓變電站是把高壓電通過(guò)一定的電力設(shè)備轉(zhuǎn)化為可供生活生產(chǎn)正常使用的低壓電，通常是電能轉(zhuǎn)化過(guò)程中必不可少的一環(huán)，優(yōu)化降壓變電站的電氣設(shè)計(jì)，加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)。

二、降壓變電站電氣組成

1、電氣主接線

變電所電氣主接線是指變電所的主變壓器、輸電線路怎樣與電力系統(tǒng)相連接，從而完成輸配電任務(wù)。變電所的主接線是電力系統(tǒng)接線組成中的一個(gè)重要組成部分。主接線的確定，對(duì)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及變電所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和控制方法的擬定將會(huì)產(chǎn)生直接的影響。

主接線的設(shè)計(jì)原則：考慮變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用；考慮近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模；考慮負(fù)荷的重要性分級(jí)和出線回?cái)?shù)多少對(duì)主接線的影響；考慮主變臺(tái)數(shù)對(duì)主接線的影響；考慮備用容量的有無(wú)和大小對(duì)主接線的影響。

主接線設(shè)計(jì)的基本要求：可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性、6～220kV 高壓配電裝置的接線分為：有匯流母線的接線和無(wú)匯流母線的接線。變壓器-線路單元接線、橋形接線、角形接線等。6～220kV 高壓配電裝置的接線方式，決定于電壓等級(jí)及出線回路數(shù)。按電壓等級(jí)的高低和出線回路數(shù)的多少，有一個(gè)大致的適用范圍。

從可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性以及可擴(kuò)建性等幾方面考慮，我認(rèn)為單母線分段接線方式較適合本設(shè)計(jì)要求，故高、中、低壓三側(cè)均采用單母線分段接線方式。

2、配電裝置

配電裝置是發(fā)電廠和變電所的重要組成部分，它是根據(jù)主接線的聯(lián)結(jié)方式，由開(kāi)關(guān)電器、保護(hù)和測(cè)量電器，母線和必要的輔助設(shè)備組建而成，用來(lái)接受和分配電能的裝置。220KV及110KV電壓等級(jí)宜采用普通中型配電裝置，具有運(yùn)行維護(hù)、檢修且造價(jià)低、抗震性能好、耗鋼量少而且布置清晰，運(yùn)行可靠，不易誤操作，各級(jí)電業(yè)部門(mén)無(wú)論在運(yùn)行維護(hù)還是安裝檢修，方面都積累了比較豐富的經(jīng)驗(yàn)。

3、主變壓器

主變壓器是用來(lái)向電力系統(tǒng)或用戶(hù)輸送功率的變壓器，對(duì)整個(gè)電氣系統(tǒng)而言，主變壓器是至關(guān)重要的主角，選擇合適的主變壓器，才能體現(xiàn)設(shè)計(jì)者對(duì)降壓變電站的設(shè)計(jì)目的，是降壓變電站實(shí)現(xiàn)無(wú)故障運(yùn)行的前提條件之一。

4、繼電保護(hù)配置

電力變壓器是電力系統(tǒng)的重要電氣設(shè)備之一，它的安全運(yùn)行直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，特別是大型電力變壓器，由于其造價(jià)昂貴，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一旦因故障而遭到損壞，必然造成很大的

三、降壓變電站電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、電氣總布置的原則

（1）滿(mǎn)足生產(chǎn)原理

電氣總布置首先應(yīng)滿(mǎn)足電氣主接線所表明的生產(chǎn)順序要求，應(yīng)使設(shè)備相互靠近，布置緊湊，這樣既可減少電能損耗，縮短連接導(dǎo)線和電纜的長(zhǎng)度，使電纜敷設(shè)方便，又可以減少事故和故障幾率。

（2）便于設(shè)備維修

便于設(shè)備的正常維護(hù)巡視和定期檢修，即使事故發(fā)生也能及時(shí)處理，不使事故擴(kuò)大；為保證大型設(shè)備變壓器的運(yùn)輸、安裝和檢修的方便，應(yīng)盡量縮短運(yùn)輸距離。要求主廠房、中控室、主變壓器和開(kāi)關(guān)站之間交通方便，并使主變壓器、發(fā)電機(jī)與主廠房的安裝間在同一高程，以便于運(yùn)行維護(hù)和檢修。

（3）便于發(fā)展擴(kuò)建

電氣總布置應(yīng)按批準(zhǔn)的規(guī)劃容量進(jìn)行設(shè)計(jì)，并留有發(fā)展余地。規(guī)劃容量偏大或偏小，都將導(dǎo)致總平面布置的不合理。偏大將造成浪費(fèi)，偏小則將使布置擁擠混亂，影響安全運(yùn)行，產(chǎn)生不良后果。電氣總布置要妥善處理好分期建設(shè)的關(guān)系。初期建筑宜集中布置以便于分期購(gòu)地和利于擴(kuò)建，減少前、后期工程在施工和運(yùn)行上的相互影響。初期工程要為后期工程創(chuàng)造較好的施工條件，后期工程施工要盡量避免影響運(yùn)行。

（4）避免資源浪費(fèi)

布置緊湊合理，因地制宜，靈活布置，盡量節(jié)約用地。各設(shè)備宜集中布置，以減少占地面積，充分合理地利用空間；并要注意利用荒地、劣地、坡地，少占或不占農(nóng)田。地形條件狹窄的工程，可將控制樓、通信樓、試驗(yàn)室、檢修間等功能相近或互有聯(lián)系的電工建構(gòu)筑物采用多層聯(lián)合布置。

2、電氣總布置設(shè)計(jì)

電氣總布置主要內(nèi)容包括中控室的布置方式、配電裝置位置的確定和電纜構(gòu)筑物的確定。以某220/110/10kV變電站為實(shí)例，在遵循降壓變電站設(shè)計(jì)原則的前提下，對(duì)電氣總體進(jìn)行布置。如圖1所示：

圖1 某220/110/10kV變電站電氣布置

（1）結(jié)構(gòu)合理性設(shè)計(jì)

變電所主要由屋外配電裝置及10KV屋內(nèi)配電裝置和輔助設(shè)施構(gòu)成，屋外配電裝置在整個(gè)變電站布置中占主導(dǎo)地位，占地面積大，本站有220KV、110KV各電壓等級(jí)集中布置，將220KV配電裝置布置在西北側(cè)，1 10KV配電裝置布置在東北側(cè)，這樣各配電裝置位置與出線方向相對(duì)應(yīng)，可以保證出線順暢，避免出線交叉跨越，兩臺(tái)主變位于電壓等級(jí)配電中間，以便于高中低壓側(cè)引線的連接，便于運(yùn)行人員監(jiān)視控制，主控制樓布置在10KV屋內(nèi)配電裝置并排在南側(cè)，有利于監(jiān)視220KV及主變。

（2）遵循理論性設(shè)計(jì)

上圖中，10kV屋內(nèi)配電裝置與控制樓相連，運(yùn)用了便于生產(chǎn)的原則，220kV和110kV屋外配電裝置并排一列式布置，運(yùn)用了便于維修的原則，一臺(tái)三繞組主變壓器居間露天放置，運(yùn)用到了便于發(fā)展再擴(kuò)建的原則，總圖緊湊，布局合理，運(yùn)用到了因地制宜、節(jié)約資源的原則，上圖的變電站電氣總布置圖滿(mǎn)足多方面的要求，能起到良好的經(jīng)濟(jì)效益。

（3）符合生產(chǎn)安全設(shè)計(jì)

符合防火規(guī)定，預(yù)防火災(zāi)和爆炸事故。為確保變電站的長(zhǎng)期安全運(yùn)行，建構(gòu)筑物布置要嚴(yán)格執(zhí)行《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。道路設(shè)計(jì)要考慮消防車(chē)的通行，使消防車(chē)能迅速到達(dá)火災(zāi)地點(diǎn)，及時(shí)撲滅電工建筑物區(qū)內(nèi)的火災(zāi)。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，應(yīng)該加強(qiáng)總降壓變電站電氣設(shè)計(jì)，以保障我國(guó)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行和變電站設(shè)備的安全，推動(dòng)我國(guó)電網(wǎng)事業(yè)的發(fā)展。

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