邱霞

（樂山城電電力工程設計有限公司 四川眉山 620010）

變電站電氣一次設計分析

邱霞

（樂山城電電力工程設計有限公司 四川眉山 620010）

電力系統(tǒng)作為變電站的重要組成部分之一，同時也是保證電力供應非常重要的一個網(wǎng)絡節(jié)點。隨著我國加快城市與農村電網(wǎng)建設和改造，變電站在今后將承擔更多的功能。所以，制定出科學合理的變電站設計，變電站進行合理的布局，對提升變電站運行效率，保證電力的正常供應和電力系統(tǒng)的運行安全，都起到了非常重要的作用。

變電站；電氣；一次設計

1 引言

我國電力市場在不斷的革新中越來越趨于成熟，供電企業(yè)對變電站電氣一次設備的穩(wěn)定性與安全性也相應地有了更高的要求，同時，也要求其施工質量和安全性能要更加優(yōu)良。目前，變電站電氣一次設備的主要包括有變壓器、隔離開關、電流互感器、GIS、斷路器以及發(fā)電機等。在這種形勢下，本文從變電站電氣一次設計入手分析，希望找出適合于變電站安全運營的新方法。

2 變電站電氣一次設計的基本要求

我國電力市場改革正在逐步地深入，經濟社會的發(fā)展也在快速地轉型升級，因此，對電力的需求增加，巨大的壓力也隨之降臨到電網(wǎng)的設計和建設上。電網(wǎng)規(guī)模的升級與電力設備現(xiàn)代化水平的提高，使設計和建設變電站成為電力系統(tǒng)發(fā)展的重要內容之一?，F(xiàn)階段，在我國對電力需求激增的這種形勢之下，建設變電站需要有遠見，要趕超到系統(tǒng)升級前，即建設變電站要有超前性。設計變電站時也必須統(tǒng)觀全局，從全局出發(fā)，處理與解決好經濟效益和安全運行間所存在的矛盾，處理與解決好前期建設和后期運行升級間的矛盾。也就是說，在設計者對變電站進行設計的過程中，應該選擇最佳的設計方案，以確保變電站的建設既能夠滿足目前對電力供應需要，又不妨礙后期的電力系統(tǒng)升級工作。

3 變電站電氣一次設計的基本原則與準備工作

3.1 變電站電氣一次設計的基本原則

（1）需要全面考慮當?shù)貙﹄娏Φ男枨螅援斍暗膶嶋H需求和未來的電力負荷為依據(jù)來進行設計，這也意味著設計不僅要滿足當前的需求，還要滿足未來的發(fā)展需要。

（2）可靠性是在選擇主接線時的首要標準，同時為確保變電站安全運行，還必須要兼顧靈活性的基本原則。

（3）設計變電站時，要盡考慮到能否減少其占地面積，在選擇變電站內的設備時，也要注意選擇性能良好、體積小的設備，以減少占地面積。

（4）在選擇電氣時，電力系統(tǒng)的自動化需求也需要被重視和滿足，應該首選通信誤碼率低，自動化程度高的電氣設備和系統(tǒng)結構。

（5）在設計變電站的過程中，可靠性強、噪音小的設備也應該列入選擇列表中，以確保設備較低的檢修率。

3.2 前期準備工作

變電站在施工建設開始之前，需要有可行性研究的輔助，可行性研究主要是為了給建設工程項目提供技術依據(jù)。國家有關的產業(yè)政策和技術政策是在對變電站進行可行性研究時應當貫徹落實的，目標是建設出資源節(jié)約型和環(huán)境友好型的電網(wǎng)，應用通用設計以促進變電站的標準化建設。同時，在建設變電站前期的準備工作中，還需要對工程設計的原始資料有充分的掌握。另外，在前期工程設計時，還需要明確工程任務，以相關設計原則和可靠性文件為依據(jù)，兩型一化的工程設計原則需要被貫徹，以確保變電站的設計符合規(guī)范要求與國家發(fā)展需要。

4 變電站的電氣一次設計

變電站的一次設計主要包括了六部分的設計內容：電氣主接線設計與平面布置、電纜敷設與防火設計、電氣設備安裝、照明系統(tǒng)設計、電氣設備選擇與電氣計算、系統(tǒng)防雷與接地設計。

4.1 電氣主接線設計與平面布置

在變電站電氣一次設計的過程中，應根據(jù)規(guī)劃與場地的具體要求，來設計平面布局總體的方案，這同時也是接地系統(tǒng)和設備選擇的前提與基礎。在規(guī)劃設計變電站的過程中，可以適當采用主變設置在室外的這一形式來進行有關的布置。若是當遇到突發(fā)或特殊情況，布置必須要在室內進行的時候，應該把通風措施和消防措施加入主變的設計中去。并且二次設備室和電容器室不可以垂直設置，這樣做是為了防止計算機監(jiān)控系統(tǒng)和電容器間的相互干擾，從而起到提高系統(tǒng)安全性與可靠性的作用。

主接線的設計在整個變電站電氣一次設計中都是非常重要的內容，它關乎整個變電站設計的好壞，會直接影響變電站的運行。與此同時，主接線的設計對變電站的輔助系統(tǒng)，如控制系統(tǒng)、自動化裝置和日常照明系統(tǒng)等也有很大程度的影響。因此，設計主接線時應該最大程度地達到穩(wěn)定與靈活并行，同時還要體現(xiàn)出它的經濟性，使主接線可以滿足不同狀態(tài)下的運行方式，實現(xiàn)安全穩(wěn)定切換。110kV變電站主接線的主要形式有以下：

（1）線路-變壓器組。這種形式下的電源是雙電源，采用T型接線，或一路為T型接線，另一路與其它的電網(wǎng)相連接。這一類接線方式的明顯優(yōu)點就是其線路清晰簡單，使用的高壓設備少，維護設備也相對簡單，占地面積小，投資額小，并且只需要一個電源就可以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，從而確保了在短時間內恢復電力供應。但是也不可否認，這種接線方式也存在一定的缺陷，若當高壓側的電源失效，系統(tǒng)將處于一種限電的環(huán)境下，設備的正常運轉得不到保證。也就是說這種接線方式只適合使用與沒有功率轉移要求的變電站中。

（2）內橋連接方式。在這種連接方式下，變電站的進線仍是兩路接入電網(wǎng)，高壓側主線接線方式為內橋連接，而低壓側是采用的單母線與兩帶旁母線的連接形式。這種連接方式有一個明顯的優(yōu)勢在于四個回路僅需三個斷路器，也就是說使用到的斷路器的數(shù)量少，使得切換線路更加方便。不過因為這種方式運行的運行調度相對復雜，其運行的可靠性與靈活性也會相對比較差。并且如果變壓器故障，與變壓器相連接的兩臺相鄰的斷路器也必須要斷開。因此，內橋連接方式適合應用于不用承擔電網(wǎng)穿越功率、高壓運行操作頻繁的變電站。

（3）單母線形式。主接線若采用單母線形式，則說明變電站的電源進線包括了兩路接線，其中，高壓側的主接線進行連接的方式用到了單母線，而低壓側的主接線方式是將單母線分成兩段來進行連接。這種形式可以有效地保障供電系統(tǒng)的靈活性與可靠性，如果發(fā)生主電源失效的情況，還可使用備用電源來恢復系統(tǒng)供電。但是，采用這種形式所使用的占地面積大，成本高并且設備復雜。因此，單母線形式的連接方式主要適合在受電和功率轉移的城市電網(wǎng)中。

4.2 電纜敷設

設計施工電線電纜敷設安裝需要按照相關的規(guī)定來進行，同時還要使用到一些必要的電纜附件。供電系統(tǒng)的運行質量、安全性與可靠性不單單和電纜電線本身的質量有關，還和電纜附件、線路施工的質量有關。通過統(tǒng)計分析線路故障的情況，發(fā)現(xiàn)由施工安裝等因素造成的故障往往比電纜電線本體所造成的故障的可能性要大很多。

4.3 電氣設備的安裝

在安裝電氣設備前，安裝人員首先要對圖紙進行熟悉，同時檢查設備說明書、合格證及管口方位圖，掌握安裝的順序，熟悉設備結構圖與布置圖；設備要開箱檢查；進行基礎驗收的同時要確認設備支座尺寸與基礎預留地腳螺栓是否相吻合，還需要親臨到現(xiàn)場勘察與測量設備的預留孔是否能夠滿足設備的出入等等。

4.4 照明系統(tǒng)設計

照明系統(tǒng)是變電站運行的輔助系統(tǒng)。在設計變電站日常照明系統(tǒng)時，需要把工作照明系統(tǒng)和各個部門的照明系統(tǒng)區(qū)別開來；依照有關的技術標準，在相關位置安裝緊急照明設備，尤其是當正常照明系統(tǒng)故障而照明中斷情況發(fā)生的時，要保證緊急照明系統(tǒng)能夠為工作人員提供充足光亮來進行之后的一系列工作。

4.5 電氣設備的選擇

在完成總體布局之后，需要對相應的電氣設備進行選擇，電氣設備的選擇需要按照相關的標準來進行，對電氣設備依照相應的條件進行電氣試驗，確保其各項參數(shù)正常。

4.6 接地設計

通常情況下，電氣設備的接地裝置由兩部分組成，即接地線路和接地系統(tǒng)。扁鋼或者圓鋼為接地裝置的主要材料。其中，垂直接地的主要材料為角鋼。在實際的應用過程時，應該把角鋼削尖然后再打入對應位置。另外，還需要給高壓配電室和低壓配電室分別設置兩處接地點，以確保讓電氣設備接地和接地體相連接。在變電室中，還應該設置一處和接地體相互連接的接頭。變壓器室和高低壓配電室都需要直接和地網(wǎng)相連接，并且還要確保連接點不少于三處。在變電站的電氣一次設計中，接地設計需要被特別的重視，這主要是為了防止變電站在運行過程中突發(fā)問題或故障的出現(xiàn)，導致火災或人身觸電的情況。

5 結語

變電站是電力系統(tǒng)中一個必不可少的組成部分，變電站的安全運行與否對電網(wǎng)運行有著十分重大意義。所以，我們需要對變電站設計進行優(yōu)化，還要系統(tǒng)地分析變電站電氣一次設計，以確保變電站在滿足當前電力系統(tǒng)運行需要的同時，還可以滿足電力系統(tǒng)不斷升級的需要。另外相關部門應該樹立正確的人才培養(yǎng)觀念，定期培訓相關的技術人員，以加強他們的知識儲備，確保其發(fā)揮出卓越的現(xiàn)場施工技術。

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[3]郭昊，張召.變電站電氣一次設計探討[J].科技資訊，2015，03：131.

TM63

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1004-7344（2016）29-0042-02

2016-9-18

邱霞（1986-），女，助理工程師，本科，主要從事電氣一次設計工作。