关于变电站电气一次设计方案的几点探讨

Power Technology
︱248︱2017年6期
关于变电站电气一次设计方案的几点探讨
伏争龙
云南文山电力股份有限公司，云南 文山 663000
摘要：增强变电站电气一次设计的科学性、合理性，对于增强变电站运行稳定性等方面有着较为重要的作用。

本文对变电站电气一次设计的电气设计、高压配电装置设计、消弧装置和过电压保护装置等方面的设计进行分析。

关键词：变电站；电气一次设计；设计方案；探讨
中图分类号：TM63 文献标识码：B 文章编号：1006-8465（2017）06-0248-01
虽然我国进入到经济发展的“调速换挡”时期，但是经济总体仍旧是较快向前发展，人均耗电量仍旧在不断提升，电网整体承担的压力越来越大。

变电站作为电能传输的枢纽，其设计工作相对于先前更加复杂，因此，对变电站电气一次设计方案进行探讨有着较为重要的意义。

1 变电站电气设计 1.1 电气主接线的选择 在变电站中电气主接线的作用主要是对电能进行分配与接收，可以将变电站中各个回路的连接方式、各个设备作用等反映出来。

电气主接线是确保变电站电能质量、实现变电站连续供电的关键环节。

因此，在进行电气主接线选择时，不仅需要其具有较强的可靠性，还需要具备一定的经济性、便捷性、灵活性。

在具体选择时，首先需要选择半断路器进行主接线连接，若设计的线路超过了6回，则选择使用的的半断路器应当为2台，若进出线回路数在6回以内，如果可达到系统可靠性、稳定性需求，且能够满足电压等级条件，则设计主接线方式应当为双母线接线。

同时，在同一个半断路器中，负载线配与电源线连接方式应当成对进行连接，处于同名的回路在进行配置时应控制在不同串。

若仅仅有两串，则在同名回路中，应当将其连接到不同母线侧，这是隔离开关应当设置在进出线位置。

在具体选择的过程中，若选择的是单母线分段带旁路，其总体的优点主要是操作较为方便、投资也比较低、所含设备也较少，整体接线方式较为清晰，便于扩建和采用成套配电装置；检修与其相连的任一回线的断路器时，该回路均可以不停电，可以提高供电可靠性。

但是其也存在自身缺点，主要表现为：该种接线方式，使用的隔离开关、断路器造价较高，这必然带来投资增加。

若选择使用的双母线接线方式，其主要优点是，检修任一母线时，不会停止对用户的连续供电，当检修任一组母线隔离开关时，只需断开此隔离开关所属的一条电路和与此刀闸相连的该组母线，其它回路均可通过另一组母线继续运行从而提高了供电可靠性。

但其也存在缺点，主要表现为：占地面积较大，投资也较高，所用的设备也比较多，配电装置在进行连接的过程中总体较为复杂，导致经济性较差，且容易出现操作失误的情况。

1.2 主要电气设备选择 首先是对变压器进行选择，通常情况在，变电站电气一次设计中往往有两台变压器，两台的作用分别为：运行与备用，这对于确保变电站运行稳定性是非常关键的，同时变电站在进行变压器的选择时，还应当考虑变电站的具体负荷大小，N-1情况下要可以承担70%负荷。

在具体配置变压器的过程中，选择几台较为合适，往往需要考虑变电站实际的运行方式、供电条件、负荷性质等方面，综合分析技术性和经济性原则，在保证该区域供电质量与供电能力的前提下对于变电站的台数进行合理确定，在电压等级高的变电站中，会选择3台甚至3台以上的变压器。

此外，应当严格根据电力系统设计需求，对变压器的绕组数量、相数等进行合理确定，保证其可满足实际需求。

此外，在选择变压器时，还需要考虑变压器在整个系统中的定位，其总体的容量应当和在整个电网中的功能相适应，在具体选择时，需要对系统短路容量、单位容量费用、运输条件等方面的因素进行深入分析。

其次是断路器选择，变电站运行质量与断路器有着直接关系。

在变电站电气一次设计时，应当最大限度延长断路器使用寿命，确保其性能达到最佳，且还需要考虑后期检修的便捷性；在选择断路器时，应当在保证电力系统运行稳定性的前提下，还需要使断路器具有足备的导电性，从而确保短路电流、负荷电流通过时，断路器整体的性能还比较优良，此外，还需要考虑断路器的热稳定性。

2 高压配电装置的设计 变电站电气一次设计中高压配电装置设计也是其中的关键部分之一。

在进行该部分设计时，通常包含有两个部分，分别为：屋外设计、屋内设计两个部分。

其中屋内设计包含有3个部分，分别为：全封闭电气设备设计、断路器屋内设计、普通电气装置屋内设计等。

其中在进行断路器屋内设计时，对于占地面积有着较大要求，设计的过程中应当秉持占地面积小，总体性能高，运行状态好的原则，这对于变电站电气后期管理与维护工作是非常必要的。

在进行屋外设计的过程中，主要需要对屋外高型设计、屋外半高型设计、屋外中型设计三类。

其中在进行中型设计时，需要在电网母线上安装上
设备支架，不仅可有效确保电网运行稳定性，还可以取得较为简约的设计效果。

在进行屋外半高型设计时，应当将电网中包含的母线进行隔离，将过点保护装置、断路器等在母线下方进行安装，采用该种设计方式可有效降低变电站系统中线路跨度，有效提升电网线路面积。

采用该种设计方式在入线回路较多的电路网中往往可取得非常好的效果。

此外，在进行屋外高型设计时，还需要确保母线和母线隔离，使用开关实现重叠，总体设计效果比较好。

此外，在选择高压配电装置时，还需要对周围情况、土地情况等全面考虑，在综合各种因素的情况下，确定出最为合理的高压配电装置。

3 消弧装置和过电压保护装置的设计 消弧装置和过电压保护装置对于保证变电站正常圆形非常重要。

在具体设计的过程中，应当首先选择高压隔离开关，应当将高压隔离开关安装到电缆与母线之间，当母线通电后，高压隔离开关就正常运行，若母线没电，则高压隔离开关断开，保证装置及时退出运行；其次，是高压限流熔断器，作用为防止因单片机综合控制器误判断而引起的相间短路或系统的两相短路等故障。

第三是单片机综合控制装置，通过该装置可以实现对接地等故障的及时准确判断，并发出对应的控制指令。

4 电气接地设计 接地设计的主要目的是为了防止由于触电而导致的变电站安全事故。

此外，通过良好接地设计还可以有效防止爆炸、火灾的发生。

在进行设计的过程中接地设计包含有接电线、接地体两个部分，选择接地体往往有两类，分别为：人工接地体、自然接地体，但自然接地体较为常用。

角钢是接地体的主要材料。

圆钢与扁钢是接地线的主要材料，接地体在进行敷设时，往往采用围绕变电站的方式进行敷设。

此外，变电站中包含的配电室均应当在室外使用扁钢连接
为整体。

选择的接地电阻数值应当达到高压 小接地系统的保护接地以及低压电气设备保护接地与工作接地电阻计算值。

5 电气防雷设计 很多变电站建设在野外，因此，在对变电站电气一次设计时，必须进行防雷设计。

设计过程中包含有三个方面内容，分别为：接地防雷保护、雷电过电压保护、直击雷保护。

其中在设计直击雷保护时，需要在屋顶设置一条避雷带的方式来避免直击雷，这主要是由于变电站配电装置主要采用的是全户内布置的方式，屋顶避雷带在选择材料时主要使用的是热镀锌扁钢，热镀锌扁钢需要与主接地网进行连接；在进行雷电过电压保护设计时，应当在变电站母线上设计特定避雷器。

接地防雷保护通常主要设计为水平接地保护的方式，垂直接地应当处于辅助的位置，主接地网在选择材料时多使用的是镀锌扁钢。

防雷设计一般均应当在配电站之外空地上进行布置，而且需要将接地极进行深埋处理，控制主接地网的电阻数值应当在0.5欧之内。

此外，对于有工作人员较长出入的出入口应当设计和
主接地网进行连接的均压带。

对于不同的电压等级，室外电阻的选择应当不同，但室外防雷电阻的阻值均应当控制在10欧之下。

6 结束语 在进行变电站电气一次设计的过程中，整个变电站运行可靠性、稳定性和上述四个方面有着较为直接的关系，所以，技术人员在进行变电站电气一次设计时，应当重点从上述四个方面入手，且结合
变电站运行实际特点，采取针对性对策，增强变电站电气一次设计的科学性与合理性。

参考文献： [1]马香艳. 66kV 变电站电气一次设计的问题及解决策略[J].电子技术与软件工程,2016(17).。