文/石衍榮 北京京電電力工程設(shè)計(jì)有限公司 北京 100070

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淺談變電站電氣設(shè)計(jì)

文/石衍榮 北京京電電力工程設(shè)計(jì)有限公司 北京 100070

【摘要】在電力系統(tǒng)中，變電站作為重要組成部分，既可保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行，又可保證供電的質(zhì)量，所以在運(yùn)行的過程中，欲確保變電站充分發(fā)揮自身的使用功能和作用，必定制定完善科學(xué)的的電氣設(shè)計(jì)方案，以維護(hù)電氣設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性?；诖祟愒O(shè)計(jì)理念，本文主要對(duì)變電站電氣設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，以對(duì)類似工程提參考建議。

【關(guān)鍵詞】變電站；電氣設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)方案

一、前言

在新時(shí)期，伴隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)的電力行業(yè)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，現(xiàn)代生活對(duì)電力能源供給提出的要求更高，并且伴隨用電負(fù)荷的上升，電力能源供不應(yīng)求的現(xiàn)象逐漸涌現(xiàn)，因此變電站設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)更為提升。

二、變電站電氣主接線設(shè)計(jì)

1 電氣主接線基本要求

在變電站運(yùn)行中，電氣主接線即指在參考主要參考要求的基礎(chǔ)上，進(jìn)行一次設(shè)備的電路連接，但在具體設(shè)計(jì)中，電氣主接線確定時(shí)，務(wù)必加強(qiáng)對(duì)變電站的性能、電力系統(tǒng)以及經(jīng)濟(jì)等因素的綜合考慮。通常情況下，既要確保主接線的可靠性和靈活性，又要在此基礎(chǔ)上盡可能的減少投入，進(jìn)而確保變電站安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

2 選擇合理的主接線方式

在進(jìn)行主接線方式選擇的時(shí)候，應(yīng)該根據(jù)使用的雙母線、單母線以及旁路等進(jìn)行選擇，如果線路中的復(fù)合比較大，35kV～60kV之間的出線在8回以上，110kV～220kV之間的線路在5回以下，在設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)采用雙母線；如果負(fù)荷比較小，并且回路比較少的時(shí)候，則要對(duì)使用單母線的情況進(jìn)行充分的考慮；如果220kV出線的回?cái)?shù)在4次以上，110kV出線的回?cái)?shù)在6次以上，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，則應(yīng)該對(duì)旁路進(jìn)行充分的考慮。

對(duì)于220kV線路側(cè)接線設(shè)計(jì)的時(shí)候，一定要對(duì)其的經(jīng)濟(jì)性、可靠性等進(jìn)行充分的考慮，并且要設(shè)計(jì)雙母線接線，以確保雙母線使用的可靠性，并將不同的重要客戶綜合引入，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)重要客戶的不間斷供電。雖然投資的資金比較高，但是由于接線設(shè)計(jì)具有便利性的特征，綜合分析此類技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性特征，繼而得到了廣泛的應(yīng)用。

三、變電站短路電流的計(jì)算

對(duì)于變電站而言，在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)的過程中短路電流的計(jì)算作為至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，若設(shè)計(jì)不合理，難以維持變電站的正常運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)龤嚓P(guān)電氣設(shè)備；因此短路電流計(jì)算時(shí)，要確保其準(zhǔn)確性。通常應(yīng)該使用曲線對(duì)任意時(shí)間的短路電流進(jìn)行計(jì)算，即根據(jù)統(tǒng)計(jì)的情況獲取與汽輪發(fā)電機(jī)、系統(tǒng)相應(yīng)的參數(shù)，同時(shí)要對(duì)于不同阻抗條件情況在某一個(gè)時(shí)間的短路電流進(jìn)行計(jì)算。隨后將使用的短路電流平均值繪制成運(yùn)行曲線，從而計(jì)算出電抗、某一時(shí)間的短路電流數(shù)值。

四、變電站電氣設(shè)備的選擇

⒈導(dǎo)線的選擇

變電站在運(yùn)行的時(shí)候，導(dǎo)線的選擇異常關(guān)鍵。作為電氣設(shè)備連接、承載電流的重要載體，其主要包括：各個(gè)電壓級(jí)絕緣子、出線以及不同電壓級(jí)匯流母線等。同時(shí)在進(jìn)行導(dǎo)線設(shè)計(jì)的時(shí)候，要保證所能夠承載的最高電壓要比回路運(yùn)行電壓高，并且對(duì)到導(dǎo)線中能夠通過的最大電流，應(yīng)采用適合的方法對(duì)其進(jìn)行計(jì)算，例如：在進(jìn)行220kV主母線電流計(jì)算的時(shí)候，要對(duì)具體的功能分配情況進(jìn)行計(jì)算；針對(duì)旁路母線回路最大電流也就是指旁路回路中的最大額定電流；在進(jìn)行主變引下線最大電流計(jì)算的時(shí)候，是與其相對(duì)應(yīng)電壓側(cè)電流的1.5倍。除此之外，出線單回線的最大電流就與最大負(fù)荷電流的數(shù)值一樣；分段回路電流是額定電流的1.05K倍，K應(yīng)該控制在0.5～0.8之內(nèi)。

⒉220kV母線的選擇

對(duì)于220kV母線，在進(jìn)行其設(shè)計(jì)的時(shí)候，既要對(duì)其截面進(jìn)行充分的考慮，還要不斷的校驗(yàn)它的熱穩(wěn)定性。在進(jìn)行截面計(jì)算的時(shí)候，應(yīng)該采用Imax≤KImax公式進(jìn)行計(jì)算，其中K的數(shù)值為=0.94。同時(shí)在校驗(yàn)熱穩(wěn)定性的時(shí)候，要通過利用導(dǎo)線短路的時(shí)間對(duì)發(fā)熱量、導(dǎo)線發(fā)熱過程中的最小導(dǎo)體截面進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)在分析計(jì)算時(shí)，要嚴(yán)格按照電力工程電氣設(shè)計(jì)的有關(guān)規(guī)范進(jìn)行確定。除此之外，在進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)的時(shí)候，若采用軟母線進(jìn)行設(shè)計(jì)，則不必對(duì)動(dòng)穩(wěn)定進(jìn)行校驗(yàn)。

⒊斷路器的選擇

對(duì)于變電站，在進(jìn)行斷路器選擇的時(shí)候，要嚴(yán)格按照有關(guān)的使用技術(shù)、安裝環(huán)境和地點(diǎn)等對(duì)斷路器的類型進(jìn)行選擇，其中，SF6和真空斷路器是應(yīng)用較多。因?yàn)镾F6斷路器具有很高的可靠性和滅弧性，并且維護(hù)性能比較高，所以35kV～220kV之間的變壓器絕大多數(shù)都是采用SF6斷路器，但是對(duì)于10kV變電站，一般是使用真空斷路器。

⒋隔離開關(guān)的選擇

在進(jìn)行變壓器隔離開關(guān)選擇的時(shí)候，對(duì)于中性點(diǎn)或者引出線的地方的避雷器不用安裝隔離開關(guān)；然后為確保在檢查和維修斷路器的過程中，形成較大斷口以及使其與電源側(cè)隔離，應(yīng)該在斷路器的兩側(cè)安裝隔離開關(guān)。如果在進(jìn)行饋電線位置安裝了電源的時(shí)候，對(duì)于朝向用戶的一側(cè)不能夠安裝隔離開關(guān)；最后，在進(jìn)行母線設(shè)計(jì)過程中，一起連接的電壓互感器、避雷器，應(yīng)使用同一組隔離開關(guān)，并且在各個(gè)短路的母線位置安裝1～2組接地器或者接地刀閘，從而就能夠保證母線和電器檢修的安全。

⒌電壓互感器的選擇

對(duì)于互感器而言，可將其分為電壓互感、電流互感，并可通過測(cè)量?jī)x表電壓和電流線圈等，來對(duì)電氣設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行判斷；同時(shí)在進(jìn)行電壓互感器選擇時(shí)，可根據(jù)一次、二次回路的電壓情況對(duì)其進(jìn)行選擇，其中針對(duì)一次回路電壓，要想保證互感器的安全穩(wěn)定運(yùn)行，一次繞組可承受的電網(wǎng)電壓應(yīng)控制在0.9～1.1Ve內(nèi)。此外，二次回路電壓設(shè)計(jì)時(shí)，要確定二次側(cè)額定的電壓，并根據(jù)實(shí)際的內(nèi)容進(jìn)行選擇，如表1所示：

⒍電流互感器的選擇

在電力系統(tǒng)中，進(jìn)行電流互感器應(yīng)用時(shí)，多采用電磁式電流互感器，并且在電力工程電氣設(shè)計(jì)中對(duì)其安裝進(jìn)行了明確的規(guī)定，斷路器回路時(shí)應(yīng)加裝電流互感器。同時(shí)在進(jìn)行電力互感器設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該根據(jù)不同的線路進(jìn)行設(shè)計(jì)，例如：在進(jìn)行主變引下線設(shè)計(jì)時(shí)，可采用LCW2-200W型號(hào)的電流互感器。

五、結(jié)束語

綜上所述，在變電站建設(shè)的過程中，因電氣設(shè)計(jì)起到至關(guān)重要的作用，所以在進(jìn)行變電站設(shè)計(jì)的時(shí)候，一定要做好主接線設(shè)計(jì)、、短路電流計(jì)算等工作，并且不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，方可滿足變電站供電的可靠性和靈活性要求，進(jìn)而確保其穩(wěn)定安全的運(yùn)行。

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