王慧

（雞西電業(yè)局經(jīng)研院，黑龍江雞西158100）

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對(duì)變電站電氣一次設(shè)計(jì)的分析

王慧

（雞西電業(yè)局經(jīng)研院，黑龍江雞西158100）

摘要：近年來，隨著我國(guó)社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，能源問題逐漸成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要問題和關(guān)鍵難題。隨著對(duì)能源需求的大幅增加，我國(guó)對(duì)主要電力資源的需求越來越急迫，為了滿足需求，提高產(chǎn)能，應(yīng)重視電力系統(tǒng)技術(shù)設(shè)備的發(fā)展和革新。電力供應(yīng)離不開電力系統(tǒng)的重要節(jié)點(diǎn)——變電站，應(yīng)保證變電站的電壓轉(zhuǎn)變及功率轉(zhuǎn)換。為保障日常工作的穩(wěn)定運(yùn)行，需要在變電站電氣設(shè)計(jì)中，針對(duì)設(shè)計(jì)原則與重難點(diǎn)問題提出解決措施，通過對(duì)變電站電氣一次設(shè)計(jì)的分析，提供參考建議。

關(guān)鍵詞：變電站；電氣設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)原則；研究分析

1變電站電氣一次設(shè)計(jì)的基本要求

隨著電力系統(tǒng)的不斷擴(kuò)展升級(jí)，電力設(shè)備更新?lián)Q代，電力技術(shù)水平不斷提高，如何提高變電站工作效率、改善設(shè)計(jì)水平等問題成為當(dāng)前社會(huì)研究的熱門話題。設(shè)計(jì)需要從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，以應(yīng)對(duì)發(fā)展越來越快的電力需求，應(yīng)充分考慮發(fā)展趨勢(shì)對(duì)現(xiàn)狀的影響，具有前瞻性，保障變電站電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，并保障一定的經(jīng)濟(jì)效益，正確協(xié)調(diào)二者關(guān)系，正確處理各個(gè)時(shí)期的問題矛盾，綜合考慮，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

變電站電氣一次設(shè)計(jì)的基本原則：第一，變電站電氣一次設(shè)計(jì)需針對(duì)所劃區(qū)域電力需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，滿足變電量需求，并以此優(yōu)化設(shè)計(jì)。第二，變電站的主接線應(yīng)采用可靠標(biāo)準(zhǔn)的接線方式，以保證變電站日常工作的安全、穩(wěn)定，在此基礎(chǔ)上適當(dāng)調(diào)整主接線路的靈活性。第三，變電站建設(shè)面積在設(shè)計(jì)中不宜過大，盡量在保證運(yùn)行多需的基礎(chǔ)上，減少占地，節(jié)約土地資源，相應(yīng)的電氣設(shè)備也應(yīng)該采用性能良好的小型設(shè)備。第四，變電站電氣設(shè)計(jì)應(yīng)不斷提高電力系統(tǒng)的自動(dòng)化，同時(shí)提高設(shè)備的可靠性、穩(wěn)定性，應(yīng)將數(shù)據(jù)信息誤碼率控制在相對(duì)低的水平，對(duì)設(shè)備可靠性進(jìn)行優(yōu)化，減少檢修率，提高經(jīng)濟(jì)效益。

2變電站電氣一次設(shè)計(jì)

2.1電氣平面布置

充分結(jié)合場(chǎng)地因素，勘察設(shè)計(jì)所在地的基本情況，擬定設(shè)計(jì)規(guī)劃，再進(jìn)行變電站電氣一次設(shè)計(jì)。應(yīng)給出總體設(shè)計(jì)的平面布置方案，例如：戶外布置主變的形式與戶內(nèi)布置，要參考增加主變?cè)O(shè)計(jì)中的通風(fēng)設(shè)計(jì)與消防措施，同時(shí)在與二次設(shè)備相關(guān)設(shè)計(jì)中，電容器不能設(shè)計(jì)放置在其垂直空間上，防止電容器對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備的干擾，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

2.2電氣設(shè)備選擇

在變電站建筑平面設(shè)計(jì)完成之后，根據(jù)所在劃分功能區(qū)域的需求，參考負(fù)荷、電流等方面的參數(shù)，通過主接線形式，根據(jù)參考工作狀況選擇電氣設(shè)備的額定值，并進(jìn)行校驗(yàn)核算，各項(xiàng)參數(shù)包括熱穩(wěn)定性、動(dòng)穩(wěn)定性等。還應(yīng)參考上述設(shè)計(jì)原則，設(shè)備所占體積應(yīng)滿足使用要求、環(huán)境要求、安全位置等，根據(jù)已確定的變電站所需供電量與運(yùn)行方式，確定變電站電力系統(tǒng)所需要的變壓器數(shù)量及相關(guān)技術(shù)要求。

2.3主接線設(shè)計(jì)

變電站電力系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容就是電氣主接線的設(shè)計(jì)，其中控制、自動(dòng)化系統(tǒng)、繼電保護(hù)、配電裝飾等都是在電氣主接線設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上完成的，而且直接影響著變電站的日常工作運(yùn)行。應(yīng)充分考慮經(jīng)濟(jì)性、靈活性、穩(wěn)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(shí)也可與其他變電電路相連接，高壓測(cè)線線路接變壓器，另一側(cè)低壓線路則采用母線分段的形式，無須接入大量高壓設(shè)備，線路保持清晰靈活的特性。由于高壓設(shè)備連接較少，占地面積相對(duì)較小，但是在高壓線故障時(shí)，主變壓器將會(huì)通用，當(dāng)其中一個(gè)電源失效時(shí)，通過繼電保護(hù)自動(dòng)切換，此時(shí)需要參照是否遵循功率轉(zhuǎn)移要求來使用該設(shè)計(jì)。

第二，單母線形式選擇。此種接線形式的電源進(jìn)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(wěn)定可靠進(jìn)行，當(dāng)電源故障時(shí)，可以通過備用低壓接線兩段母線的鏈接，恢復(fù)電力系統(tǒng)供電。由于備用電源接線的使用，設(shè)備相對(duì)復(fù)雜、成本較高，主要應(yīng)用于供電需求大、功率轉(zhuǎn)移較高的城市供電電網(wǎng)中。

第三，關(guān)于內(nèi)橋連接形式方面。此種形式兩路接線均接入電網(wǎng)，其中高壓線內(nèi)橋連接接入，與低壓線構(gòu)成四回路供電網(wǎng)絡(luò)，不需要太多斷路器進(jìn)行保護(hù)，但由于多回路的特性，使得靈活性相對(duì)較低，運(yùn)行相對(duì)復(fù)雜，當(dāng)故障變壓器出現(xiàn)故障，至少需要兩個(gè)斷路器工作，切斷故障線路，主要應(yīng)用在操作頻繁的高壓電路中。

以上三種形式均有優(yōu)劣，在實(shí)際變電站電氣一次設(shè)計(jì)中，應(yīng)依照區(qū)域所需變電站功能情況，選擇滿足條件的接線方式，進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。

3變電站電氣一次設(shè)計(jì)的相關(guān)問題與分析

3.1變電站電氣一次設(shè)備過熱

設(shè)備過熱是變電站電力系統(tǒng)較為普遍的問題，在高溫工作環(huán)境下，無論線路還是系統(tǒng)設(shè)備的故障率均會(huì)提高，不及時(shí)檢修發(fā)現(xiàn)問題，會(huì)導(dǎo)致故障進(jìn)一步擴(kuò)大，甚至威脅供電系統(tǒng)的安全。變電站電氣一次設(shè)備在工作過程中，通常會(huì)因?yàn)樗x金屬材料的不合理產(chǎn)生過熱，一般可供選擇的金屬導(dǎo)體有很多，過熱產(chǎn)生的高溫會(huì)使電阻率發(fā)生變化，線路出現(xiàn)故障時(shí)，一般在設(shè)備維護(hù)中會(huì)針對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)，如刀閘，在持續(xù)使用過程中需要不斷添加新的導(dǎo)線涂膜，在使用過程中刀閘會(huì)放出強(qiáng)電流腐蝕材料，導(dǎo)致接觸點(diǎn)電阻增加，定期維護(hù)清理能有效緩解該問題。

3.2　防雷、接地保護(hù)

雷暴天氣對(duì)電力系統(tǒng)電網(wǎng)有致命威脅，雷電直擊將導(dǎo)致電路超負(fù)載，燒毀設(shè)備與線路，除了使用防雷設(shè)備進(jìn)行斷電保護(hù)外，在設(shè)計(jì)需求中還應(yīng)接入防雷設(shè)計(jì)。屋頂避雷保護(hù)通常使用40×4、60×8的鍍鋅扁鋼接地體，同時(shí)連接主接地網(wǎng)進(jìn)行接地保護(hù)。利用高壓設(shè)備的接地保護(hù)同樣應(yīng)用到防雷設(shè)計(jì)中，水平接地網(wǎng)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(wǎng)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(shè)備正常工作，同時(shí)防止高壓電給人們生命造成威脅，應(yīng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行接地設(shè)計(jì)，除防止高壓觸電，還能有效防止機(jī)械作用對(duì)設(shè)備的損壞。在接地設(shè)計(jì)中，通常采用扁鋼或圓鋼構(gòu)成的接地線與角鋼材質(zhì)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(shè)，其中高壓與低壓配電室連接到同一個(gè)接地體，外接地線與各設(shè)備相連并與底座角貼相連。

4　結(jié)語

電氣一次設(shè)計(jì)作為變電站電力設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，是變電站穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵因素，在首要原則下，針對(duì)接線、接地、照明、自控等進(jìn)行系統(tǒng)構(gòu)建，對(duì)變電站一次設(shè)計(jì)進(jìn)行重點(diǎn)分析，才能有效保證變電站系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，才能獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

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

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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(hào)：TM63

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：1674-8646（2016）03-0036-02