对变电站电气一次设计的分析

王慧

（鸡西电业局经研院，黑龙江鸡西158100）



对变电站电气一次设计的分析

王慧

（鸡西电业局经研院，黑龙江鸡西158100）

摘要：近年来，随着我国社会主义经济的飞速发展，能源问题逐渐成为经济发展中的重要问题和关键难题。随着对能源需求的大幅增加，我国对主要电力资源的需求越来越急迫，为了满足需求，提高产能，应重视电力系统技术设备的发展和革新。电力供应离不开电力系统的重要节点——变电站，应保证变电站的电压转变及功率转换。为保障日常工作的稳定运行，需要在变电站电气设计中，针对设计原则与重难点问题提出解决措施，通过对变电站电气一次设计的分析，提供参考建议。

关键词：变电站；电气设计；设计原则；研究分析

1变电站电气一次设计的基本要求

随着电力系统的不断扩展升级，电力设备更新换代，电力技术水平不断提高，如何提高变电站工作效率、改善设计水平等问题成为当前社会研究的热门话题。设计需要从长远考虑，以应对发展越来越快的电力需求，应充分考虑发展趋势对现状的影响，具有前瞻性，保障变电站电力系统的安全、稳定运行，并保障一定的经济效益，正确协调二者关系，正确处理各个时期的问题矛盾，综合考虑，优化设计方案。

变电站电气一次设计的基本原则：第一，变电站电气一次设计需针对所划区域电力需求进行设计，满足变电量需求，并以此优化设计。第二，变电站的主接线应采用可靠标准的接线方式，以保证变电站日常工作的安全、稳定，在此基础上适当调整主接线路的灵活性。第三，变电站建设面积在设计中不宜过大，尽量在保证运行多需的基础上，减少占地，节约土地资源，相应的电气设备也应该采用性能良好的小型设备。第四，变电站电气设计应不断提高电力系统的自动化，同时提高设备的可靠性、稳定性，应将数据信息误码率控制在相对低的水平，对设备可靠性进行优化，减少检修率，提高经济效益。

2变电站电气一次设计

2.1电气平面布置

充分结合场地因素，勘察设计所在地的基本情况，拟定设计规划，再进行变电站电气一次设计。应给出总体设计的平面布置方案，例如：户外布置主变的形式与户内布置，要参考增加主变设计中的通风设计与消防措施，同时在与二次设备相关设计中，电容器不能设计放置在其垂直空间上，防止电容器对计算机设备的干扰，提高系统运行的可靠性。

2.2电气设备选择

在变电站建筑平面设计完成之后，根据所在划分功能区域的需求，参考负荷、电流等方面的参数，通过主接线形式，根据参考工作状况选择电气设备的额定值，并进行校验核算，各项参数包括热稳定性、动稳定性等。还应参考上述设计原则，设备所占体积应满足使用要求、环境要求、安全位置等，根据已确定的变电站所需供电量与运行方式，确定变电站电力系统所需要的变压器数量及相关技术要求。

2.3主接线设计

变电站电力系统电气设计的重要内容就是电气主接线的设计，其中控制、自动化系统、继电保护、配电装饰等都是在电气主接线设计的基础上完成的，而且直接影响着变电站的日常工作运行。应充分考虑经济性、灵活性、稳定性等因素，主要常用的接线形式包括：

第一，双电源形式选择。该种形式采用的是T型接线，同时也可与其他变电电路相连接，高压测线线路接变压器，另一侧低压线路则采用母线分段的形式，无须接入大量高压设备，线路保持清晰灵活的特性。由于高压设备连接较少，占地面积相对较小，但是在高压线故障时，主变压器将会通用，当其中一个电源失效时，通过继电保护自动切换，此时需要参照是否遵循功率转移要求来使用该设计。

第二，单母线形式选择。此种接线形式的电源进线为两路，一路为主线，另一路备用。高压接线利用单母线链接，保证供电工作的稳定可靠进行，当电源故障时，可以通过备用低压接线两段母线的链接，恢复电力系统供电。由于备用电源接线的使用，设备相对复杂、成本较高，主要应用于供电需求大、功率转移较高的城市供电电网中。

第三，关于内桥连接形式方面。此种形式两路接线均接入电网，其中高压线内桥连接接入，与低压线构成四回路供电网络，不需要太多断路器进行保护，但由于多回路的特性，使得灵活性相对较低，运行相对复杂，当故障变压器出现故障，至少需要两个断路器工作，切断故障线路，主要应用在操作频繁的高压电路中。

以上三种形式均有优劣，在实际变电站电气一次设计中，应依照区域所需变电站功能情况，选择满足条件的接线方式，进行合理设计。

3变电站电气一次设计的相关问题与分析

3.1变电站电气一次设备过热

设备过热是变电站电力系统较为普遍的问题，在高温工作环境下，无论线路还是系统设备的故障率均会提高，不及时检修发现问题，会导致故障进一步扩大，甚至威胁供电系统的安全。变电站电气一次设备在工作过程中，通常会因为所选金属材料的不合理产生过热，一般可供选择的金属导体有很多，过热产生的高温会使电阻率发生变化，线路出现故障时，一般在设备维护中会针对相关设备进行保养，如刀闸，在持续使用过程中需要不断添加新的导线涂膜，在使用过程中刀闸会放出强电流腐蚀材料，导致接触点电阻增加，定期维护清理能有效缓解该问题。

3.2　防雷、接地保护

雷暴天气对电力系统电网有致命威胁，雷电直击将导致电路超负载，烧毁设备与线路，除了使用防雷设备进行断电保护外，在设计需求中还应接入防雷设计。屋顶避雷保护通常使用40×4、60×8的镀锌扁钢接地体，同时连接主接地网进行接地保护。利用高压设备的接地保护同样应用到防雷设计中，水平接地网路使用6×6接地线路，垂直线路使用50×50×2 500的深埋垂直接地极，变电站防雷接地网路电阻小于0.5Ω。高压变电工作人员的人身安全一直受到人们重视，为保证设备正常工作，同时防止高压电给人们生命造成威胁，应对设备进行接地设计，除防止高压触电，还能有效防止机械作用对设备的损坏。在接地设计中，通常采用扁钢或圆钢构成的接地线与角钢材质的接地体组成接地装置，接地体直接打入地面接地，接地线则通过自然接地铺设，其中高压与低压配电室连接到同一个接地体，外接地线与各设备相连并与底座角贴相连。

4　结语

电气一次设计作为变电站电力设计的基础，是变电站稳定运行的关键因素，在首要原则下，针对接线、接地、照明、自控等进行系统构建，对变电站一次设计进行重点分析，才能有效保证变电站系统的稳定运行，才能获得最大的经济效益。

参考文献：

［1］潘爱强.变电站改建中的变电一次设计［J］.通讯世界，2015，（18）：122- 123.

［2］赵海月.66kV变电站电气一次设计手段的合理选择［J］.电工文摘，2015，（03）：209- 210.

［3］张颖，张慧娟.浅谈变电站电气设计［J］.民营科技，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

中图分类号：TM63

文献标志码：B

文章编号：1674-8646（2016）03-0036-02