关于高压变电站电气一次设计应注意问题的研究

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摘要：高压变电站电气系统一次设计的合理性与经济性作为衡量高压变电站质量标准的主要参数。高变电站在城市网络建设与改造规划中分析与研究的一个重点性课题，主要概述了高压变电站的基本状况，分析电气系统一次设计环节中的相关技术性问题。

关键词：高压；变电站；电气一次设计

中图分类号：F407文献标识码： A

一、电气设备的合理选择

在电气系统的主接线、负荷计算与短路电流计算的实际基础上，对电气设备进行相关性选择，在选择过程中应当遵循各项标准原则。（1）根据正常工作条件选取电气系统设备对应的额定值。（2）根据短路标准条件校准电气系统设备的动、热平衡。（3）检查安装位置的三相短路条件与检验开关电器相应的断流能力。（4）根据安装位置、工作条件、使用需求与供货标准来选取电气系统设备的恰当形式。在这项基础之上需要确定主变压器的数目。城市网络高压变电站中通常配置有两台或者若干台主变压器，如果其中的一台变压器发生故障时，能够把其负荷相应地自动转移到处于正常运行状态的变压器。在符合相同标准的供电能力与供电可靠性的重要性前提下，安装配置两台或者多台变压器的合理实施方案，怎样选取恰当的主变压器数目，应当根据城市区域的供电条件、负荷特性与运行模式等各种条件，根据经济与技术层面开展各方面因素的考虑：（1）主变压器容量在总负荷处于不变的基本前提下，只有一台主变压器工作时，要求需要具备同等的供电能力。（2）变压器工作容量受到限制。（3）城市网络变电站一般处在城市内部，节约用地具有非常重要的实际意义。

二、电气系统的设计

1、电气主接线设计

变电站的电气主接线，应根据变电站在电力网中的地位、出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定。并应满足供电可靠、运行灵活、操作检修方便、节约投资和便于扩建等要求，即经济性、灵活性和可靠性。

在经济性方面，电气的主接线能满足运行要求时，变电站高压侧宜采用断路器较少或不用断路器的接线；在电气二次设计方面，在保证系统安全运行的前提下，简化继电保护和二次回路，节省二次设备和控制电缆的使用量；在电气一次设备选择方面，在保证主接线能够有效限制短路电流的同时，可以选择较为经济的设备。除去在设备上的节省，在变电站的占地面积以及电能的损耗上，还应遵循经济节省的原则。对于变电站的占地面积，主接线在设计时应为配电装置和布置创造出能够节约土地的条件，使变电站所占土地面积尽量减少；对于电能的损耗，要合理经济地选择主变压器的种类、数量和容量，要避免两次变压而造成的电能损失。

在灵活性方面，变压器的设计要满足其在调度、检修以及扩建时的要求。在调度时，变电站应该灵活地切除或投入线路和变压器，调配电源和负荷；在检修时，能够满足停止断路器、母线以及继电保护装置的工作时而不影响电网的正常运行以及对居民的正常供电，这就需要在对变电站设计时，应灵活地满足变电站检修时的要求；在扩建时，电气的主接线设计能够较为简单地从初期接线过渡到最终接线，这就要求在对主接线进行设计时，应设计出适应以后扩建的线路设备，且在扩建后投入使用时能够做到变压器或者线路互不干扰。

在主接线可靠性方面，主要是要保证其设计的变电站不会出现全站停运、停电的现象；在各线路和设备进行全面检修时，不能长时间停电，还要保证一级负荷以及大部分的二级负荷；要保证在对断路器进行检修时，不会对系统和负荷的供电造成影响。

2、配电装置及平面设计

高压配电装置的设计除了要认真的贯彻国家的技术经济政策以外,还应该根据当地的自然环境特点、电力系统要求和运行检修要求,制定出合理的设计方案并选择适宜的设备。高压配电装置要尽可能的采用新的材料、新的设备和新布置,在运用先进的设计技术的同时,保证设备的安全可靠的运行、巡视检修方便、经济合理。

在《变电站总布置设计技术规定》中明确的规定,变电站的的总平面布置因地制宜、努力创新,在充分利用现有的技术经济的基础上精心设计、合理布置。在变电站改建过程中,应该尽量的利用当地的劣地、坡地和荒地,最好做到少占或是不占当地的耕地资源,在以保证整个电力网络安全可靠运行的基础上,选择最佳的设计方案,做到技术与经济效益并重。

3、防雷接地设计

而从防雷接地设计的角度上来说，如何衡量变电站工程是否需要增加相应的防雷措施呢？当前普遍采取的方案在于：观察所改扩建变电站区域场地的防雷保护是否处于既有变电站防雷保护的范畴当中。若处于既有变电站防雷保护的范畴之外，则需要在变电站工程的实施过程当中，增加相关的防雷保护措施。此过程中需要注意的问题在于：变电站场地的主接地网需要与既有变电站所对应的主接地网之间保持两点或者是两点以上的连接。同时，防雷保护接地施工作业完成后还需要对其接地电阻的参数大小进行测试，确保其在设计要求范围之内，针对出现超过设计电阻参数的情况，需要及时采取相应的降阻措施。

4、接地技术的设计

为了能够确保电气系统设备的正常运行或者避免发生人身触电，然而把电气系统设备的某些部分和地面进行良好形式的电气连接，这相应地称为接地。接地的主要目的一般有以下各种情况，为了避免发生人体触电事故，防止电气系统设备产生机械性损坏后果，避免火灾与爆炸事故。电气系统设备的正常工作接地装置一般主要是由接地体与接地线这两个部分所构成。接地线一般是使用扁钢或者圆钢，接地体一般使用角钢，把端部进行削尖处理，然后打入到地中。接地体一般分为自然接地体与人工接地体，通常选择自然接地体，接地体主要是围绕着高压变电站周围铺设。高压配电室与低压配电室一般分别有两处与接地体相互连接。变压器室内部有一处与接地体相互连接，另外高压配电室、低压配电室与变压器室在内部使用扁钢联合成为一体。高压开关柜、补偿电容器与低压配电屏的外壳部分和底座角铁使用螺丝达到牢固连接的目的，外引接地线与高压变电站内部各个接地装置的接地联络线与底座角铁相互连接，变压器的工作接地状态根据中性点进行下引处理。接地电阻的有关计算根据符合高压接地系统的保护接地与低压电气系统设备的保护接地与工作接地进行电阻的具体计算。

5、照明的设计

照明的范围主要包含内部与外部厂房、内部与外部开关站、内部与外部机房等各个组成部分。各个部分都配置了工作照明与事故照明这两个实际系统。工作照明根据各个工作面的标准照度进行相关性设计。如果工作照明出现故障事故而发生中断时，为了能够确保工作人员继续工作或者安全疏散，厂房内部的主要工作场所、重要疏散通道、安全出口与楼梯间都需要配置事故照明。一般情况下事故照明主要是由工作照明的电源进行供电，如果工作照明电源断开，自动装置会快速地将事故照明转换到直流电源。室外照明使用集中形式的分组控制，室外照明的配置电箱内部安装了光控系统，可以达到节约用电的目的。

结束语

综上所述，对于整个电力系统而言，变电站电气一次设计的成功与否直接关乎其运行效率和质量，故在变电站电气一次设计环节，我们应遵循基本原则，结合变电站实际情况，就其电气设备选择、接线方式、接地系统、照明方式等予以科学、合理的设计，以此打造运行效率高、安全性好、可靠性强的变电站，而人们生活和生产活动提供优质、可靠的电能，进而促进电力企业长远发展。

参考文献

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[2]张朝锋；110kV变电站电气一次设计的探究[J]；科技致富向导；2012年03期

[3]姜玉贤；浅谈110kV变电站电气的一次设计[J]；科技资讯；2011年36期