李力

（西安供電公司 陜西西安 710032）

變電站電氣一次設(shè)計(jì)的問題及對(duì)策探究

李力

（西安供電公司 陜西西安 710032）

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展對(duì)國家電力供應(yīng)提出了更高的要求，為電力工程建設(shè)工作帶來了更大的壓力，近年來，電網(wǎng)規(guī)模不斷地升級(jí)，變電站是電力配網(wǎng)的重要組成部分承擔(dān)著高低壓轉(zhuǎn)變、功率轉(zhuǎn)換等等重要任務(wù)，它的運(yùn)行狀態(tài)直接影響著電網(wǎng)的供配電質(zhì)量，因此必須重視變電站的電氣設(shè)計(jì)問題，本文重點(diǎn)討論變電站電氣一次設(shè)計(jì)的基本原則及設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注意的一些問題。

變電站；電氣一次設(shè)計(jì)；常見問題

變電站是電網(wǎng)工程建設(shè)的重要內(nèi)容，為了滿足當(dāng)前不斷增加的用電需求，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定，變電站建設(shè)必須具有一定的超前性，實(shí)際的電氣一次設(shè)計(jì)工作要從整個(gè)電網(wǎng)工程的全局出發(fā)，綜合考慮變電站近期的發(fā)展及后續(xù)升級(jí)問題、生產(chǎn)運(yùn)行與基本建設(shè)之間的各種矛盾、電網(wǎng)建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性及安全性問題，盡可能采用更先進(jìn)的技術(shù)理念、設(shè)備、材料、結(jié)構(gòu)，確保一次設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性、先進(jìn)性，下文簡單分析變電站一次設(shè)計(jì)的基本原則及設(shè)計(jì)過程中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的問題，僅為電力企業(yè)相關(guān)從業(yè)人員的工作提供參考。

1 變電站電氣一次設(shè)計(jì)的基本原則

變電站電氣一次設(shè)計(jì)應(yīng)該按照現(xiàn)階段以及未來社會(huì)的電力負(fù)荷需求進(jìn)行，要保證變電站的日常工作能夠滿足區(qū)域電力規(guī)劃的需要；主接線方式選擇時(shí)必須要將系統(tǒng)的可靠性及靈活性作為首要標(biāo)準(zhǔn)，確保變電站運(yùn)行的安全；為了盡可能減少變電站的土地占用面積，節(jié)約土地資源，一次設(shè)計(jì)過程中應(yīng)盡可能選擇占地面積較少、性能更加優(yōu)良的電氣設(shè)備，此外，檢修率、噪音相對(duì)較低，可靠性較強(qiáng)的設(shè)備應(yīng)優(yōu)先選擇；自動(dòng)化技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大，它對(duì)于提高變電站運(yùn)行效率、管理水平十分有幫助，為了盡量滿足系統(tǒng)的自動(dòng)化需求，應(yīng)盡可能選擇自動(dòng)化程度較高、通信誤碼率較低的設(shè)備及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

2 變電站電氣一次設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 電氣平面布置

變電站電氣一次設(shè)計(jì)之前，相關(guān)工作人員應(yīng)首先對(duì)場地的具體情況進(jìn)行勘察，然后按照相關(guān)規(guī)劃設(shè)計(jì)總體的平面布置方案，為電氣設(shè)備選擇及主接線設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)，一般情況主變布置在戶外，特殊情況需要設(shè)置在戶內(nèi)時(shí)需要做好戶內(nèi)的通風(fēng)機(jī)消防工作。為了防止計(jì)算機(jī)保護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)與電容器工作過程中相互干擾，二次設(shè)備室及電容器室不能垂直設(shè)置。提高系統(tǒng)的可靠性。

2.2 電氣設(shè)備的選擇

平面布置方案確定之后設(shè)計(jì)人員可以以電流計(jì)算結(jié)果、負(fù)荷計(jì)算結(jié)果等等為標(biāo)準(zhǔn)選擇電氣設(shè)備的型號(hào)，電氣設(shè)備額定值的選擇需要參考具體的工況進(jìn)行，然后還需要根據(jù)對(duì)應(yīng)的條件校驗(yàn)電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定性、動(dòng)穩(wěn)定性等等參數(shù)。另一方面，各種電氣設(shè)備的使用要求、安裝位置、對(duì)作業(yè)環(huán)境的要求等等也是電氣設(shè)備選擇的重要標(biāo)準(zhǔn)。變電站主變壓器的數(shù)量及配套設(shè)施需要根據(jù)變電站的運(yùn)行方式、供電需求、電力載荷等等內(nèi)容進(jìn)行確定。

2.3 日常照明系統(tǒng)

照明系統(tǒng)同樣是變電站內(nèi)重要的輔助系統(tǒng)，一般可以分為工作照明系統(tǒng)和事故照明系統(tǒng)兩部分，具體的設(shè)計(jì)工作中要根據(jù)變電站各個(gè)部門具體的工作職能進(jìn)行區(qū)分設(shè)置，工作照明設(shè)計(jì)時(shí)嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，比如樓梯間、緊急疏散通道、重要工作場所等等區(qū)域應(yīng)設(shè)置應(yīng)急照明設(shè)備，正常照明系統(tǒng)出現(xiàn)故障后滿足變電站內(nèi)工作人員的照明需求，保證他們能夠順利開展人員疏散或者緊急故障處理工作。此外，變電站中控室的照明線路必須使用絕緣導(dǎo)線，且線路采用暗敷的布線形式，其他區(qū)域出于施工便捷性考慮可以使用明敷的方式。另外，一般情況下，變電站的外部照明線路均是使用鍍鋅鋼管進(jìn)行敷設(shè)的。

2.4 系統(tǒng)接地

電氣設(shè)備接地裝置的設(shè)置是保證設(shè)備安全的重要保護(hù)設(shè)置，電氣一次設(shè)計(jì)工作必須重視這一問題，一般情況下，電氣設(shè)備的接地裝置由接地系統(tǒng)及接地線路兩部分組成，垂直接地體是人工接地網(wǎng)的組成部分之一，有圓鋼接地極、角鋼接地極等等幾種，實(shí)際應(yīng)用時(shí)需要將其削尖然后垂直打入到對(duì)應(yīng)的位置之中，變電站的高壓配電室及低壓配電室中分別設(shè)計(jì)兩個(gè)接地點(diǎn)，并設(shè)置一處可以與接地體連接的接頭，便于人工接地網(wǎng)與電氣設(shè)備接地裝置的連接，低壓配電屏、高壓開關(guān)柜等等設(shè)備的外殼及底座中都需要引出接地線與變電站的接地裝置進(jìn)行連接，變壓器接地由中性點(diǎn)引出，變電站接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的直接影響著站內(nèi)工作人員及電氣設(shè)備的安全，且隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，變電站接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必然會(huì)越來越復(fù)雜，現(xiàn)階段，變電站接地包括保護(hù)接地、工作接地及雷電保護(hù)接地幾部分，對(duì)于防止因變電站電氣故障導(dǎo)致的火災(zāi)、人身觸電等等安全事故十分有效。

2.5 主接線的設(shè)計(jì)

變電站一次設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一是電氣主接線設(shè)計(jì)，主接線設(shè)計(jì)直接影響著變電站的繼電保護(hù)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、配電裝置、自動(dòng)化裝置等等，主接線設(shè)計(jì)工作應(yīng)在確保經(jīng)濟(jì)性前提條件下保證變電站系統(tǒng)的靈活性、穩(wěn)定性，滿足不同運(yùn)行狀態(tài)下各種運(yùn)行方式切換的順暢。下文主要以110kV變電站為例，探討常見的主接線方式。

（1）線路變壓器組接線：線路變壓器組接線是最簡單的接線方式，具體的接線方法如圖1所示，當(dāng)變電站只有一臺(tái)變壓器和一路進(jìn)線時(shí)可以采用這種接線方式，具有高壓設(shè)備少、投資少、操作簡單、擴(kuò)建方便等等優(yōu)點(diǎn)，但這種接線方式的可靠性、安全性相對(duì)較低。

圖1 線路變壓器組接線圖

（2）內(nèi)橋連接形式。內(nèi)橋接線方式中變電站采用兩路電網(wǎng)進(jìn)線方式，高壓側(cè)主接線為內(nèi)橋連接，低壓側(cè)采用單母線兩端帶旁母線的接線方式，這種接線方式下使用的斷路器的數(shù)量較少，比如四個(gè)回路只使用三個(gè)斷路器即可，線路投切都比較方便，但變電站系統(tǒng)的可靠性及靈活性都比較差，一次設(shè)備及二次設(shè)備運(yùn)行調(diào)度比較復(fù)雜，一旦變壓器的運(yùn)行出現(xiàn)問題，與故障變壓器連接的斷路器都必須及時(shí)斷開，因此一般情況下，變電站的高壓運(yùn)行比較頻繁但不承擔(dān)電網(wǎng)穿越功率時(shí)可以使用這種接線方式。

（3）單母線形式。單母線接線方式下，變電站電源采用兩路電源進(jìn)線方式，其中一個(gè)為主要電源，另一個(gè)為備用，高壓側(cè)主接線采用單母線方式連接，低壓側(cè)是將單母線分為兩段旁母線進(jìn)行連接，這種主接線方式保證了變壓器供電的可靠性及靈活性，主要供電源出現(xiàn)故障之后可以切換到備用電源繼續(xù)供電，但這種接線方式下，變電站建設(shè)需要的土地面積較大，相關(guān)的變電設(shè)備比較復(fù)雜，因此成本較高，在城市電網(wǎng)中多采用這種接線方式。

圖2 單母線主接線圖

無論是哪種主接線方式都有其優(yōu)點(diǎn)和局限性，一次主接線設(shè)計(jì)工作中需要結(jié)合變電站實(shí)際的情況合理選擇，必須要保證變電站運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性，盡量降低變電站建設(shè)成本。

3 結(jié)束語

總而言之，變電站建設(shè)的基礎(chǔ)即電氣一次設(shè)計(jì)，一次設(shè)計(jì)的水平直接影響著變電站的運(yùn)行的穩(wěn)定性以及建設(shè)的成本，具體的設(shè)計(jì)過程中相關(guān)工作人員必須要結(jié)合實(shí)際，綜合考慮變電站的安全性、經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性等等因素，合理選擇電氣設(shè)備、主接線方式、照明系統(tǒng)，提高變電站的運(yùn)行效率。

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TM63

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1004-7344（2016）29-0116-02

2016-9-24

李力（1986-），男，助理工程師，本科，主要從事電力工程技術(shù)方面的工作。