分析變電站一次設(shè)備的設(shè)計(jì)與選擇策略

摘要：隨著各行業(yè)領(lǐng)域的全面建設(shè)與發(fā)展，供電質(zhì)量的要求日益提升。如何保障供電能商品、供電作業(yè)的安全性、可靠性以及持續(xù)性問題，備受各方工作人員的特別關(guān)注與重視，本文依據(jù)這一實(shí)際情況，以變電站為研究對(duì)象，針對(duì)變電站在有關(guān)一次設(shè)備設(shè)計(jì)與選擇方面所涉及到的相關(guān)問題展開了較為詳細(xì)的分析與闡述，希望能夠引起各方人員的特別關(guān)注。

關(guān)鍵詞：變電站 一次設(shè)備 設(shè)計(jì) 選擇 分析

在經(jīng)濟(jì)社會(huì)的全面建設(shè)與發(fā)展背景下，同樣帶動(dòng)著電力工程的發(fā)展規(guī)模以及發(fā)展速度的持續(xù)提升。在此背景下，城網(wǎng)建設(shè)改造過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)如何實(shí)現(xiàn)供電作業(yè)的可靠性，此項(xiàng)問題備受關(guān)注。同時(shí)，由于變電站設(shè)計(jì)已成為城網(wǎng)建設(shè)改造過程當(dāng)中的關(guān)鍵性技術(shù)環(huán)節(jié)之一，如何確保對(duì)一次設(shè)備的設(shè)計(jì)與選擇質(zhì)量，對(duì)于實(shí)現(xiàn)變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行而言是至關(guān)重要的。本文結(jié)合筆者實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，分別從變電站主接線設(shè)計(jì)方案的選擇、電氣平面布置以及變壓器選擇這三個(gè)方面入手，就所涉及到的相關(guān)問題做詳細(xì)分析與說明。

1 變電站主接線設(shè)計(jì)與選擇策略分析

變電站主接線的選擇是根據(jù)變電站在系統(tǒng)中的地位和作用、地理位置、電壓等級(jí)，站內(nèi)變壓器臺(tái)數(shù)及容量和進(jìn)出線等各種條件綜合優(yōu)化決定的。城市電網(wǎng)安全性與可靠性固然重要，但是城市人口密度大，用地緊張，因此城網(wǎng)變電站接線除需要滿足安全、可靠性外，還必須盡量簡(jiǎn)單化。下面對(duì)城網(wǎng)幾種常見高壓接線方式進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析與比較：

方式一：線路-變壓器組接線。變電站110kV電源進(jìn)線，采用雙電源“T”型接線，或者是采取一路“T”接、另一路和其它城網(wǎng)變電站聯(lián)絡(luò)的接線方式。高壓側(cè)主接線采用線路配合變壓器組兩斷路器的形式，低壓側(cè)采用單母線四分段、帶旁母線接方式（若10kV采用手車式開關(guān)則不設(shè)旁路母線）。這種接線的優(yōu)點(diǎn)是：接線簡(jiǎn)潔、高壓設(shè)備少、占地少、投資省、繼電保護(hù)簡(jiǎn)單，可以在任意電源失電情況下，以備用自投進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)移，從而以最快的速度恢復(fù)供電。其缺點(diǎn)是：當(dāng)高壓任何一個(gè)電源失電時(shí)，都要停l臺(tái)主變電器，需短時(shí)對(duì)部分電負(fù)進(jìn)行限電。這種接線方式建議用于只承擔(dān)受電功能，沒有功率轉(zhuǎn)移任務(wù)的城網(wǎng)變電站。

方式二：?jiǎn)文妇€接線。變電站110kV電源進(jìn)線采用2路接110kV電網(wǎng)，一主一備，高壓側(cè)主接線采用單母線方式，低壓側(cè)采用單母線兩分段旁母接線方式。這種接線的優(yōu)點(diǎn)是供電可靠，運(yùn)行靈活。在110kV主供電源失電的情況下，以高壓備用自投自動(dòng)恢復(fù)供電。其缺點(diǎn)是高壓設(shè)備較多，占地增大，投資增大。

以上兩種方案各有優(yōu)點(diǎn)，也存在一定的不足之處，因此，需要結(jié)合變電站的實(shí)際運(yùn)行情況，在以上兩種方案中，優(yōu)選綜合效益最為突出的方案并加以應(yīng)用。

2 變電站電氣平面布置分析

變電所總平面布置需要在電網(wǎng)規(guī)劃基礎(chǔ)之上，遵循因地制宜、結(jié)構(gòu)緊湊合理的基本原則，盡量采取半戶內(nèi)的布置方案（主變壓器應(yīng)當(dāng)采取戶外布置的方案）。當(dāng)受到客觀條件等相關(guān)因素的限制性影響，而必須采取全戶內(nèi)布置方案的情況下，需要設(shè)置專門意義上的主變室工作室。當(dāng)中，還需要將消防措施以及通風(fēng)措施的落實(shí)作為重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象，以此種方式，最大限度的保障變電站運(yùn)行的安全性。更加關(guān)鍵的一點(diǎn)是：為了避免在此種設(shè)計(jì)方案下，電容器裝置與微機(jī)保護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)電磁干擾等方面的問題，因此需要電氣平面布置的角度如上入手，避免電容器室與二次設(shè)備室出現(xiàn)垂直性的布置方案。結(jié)合實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)來看，特別是對(duì)于110kV及以上電壓等級(jí)的變電站而言，應(yīng)當(dāng)盡量?jī)?yōu)選基于GIS的電氣平面布置方案，這主要是由于：基于GIS的電氣平面布置方案在后期維護(hù)方面投入較小，占地面積較小，運(yùn)行安全可靠，且投資較小，因而綜合效益突出，值得重視。

3 變電站變壓器的選擇分析

結(jié)合實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)來看，在變電站符合以下幾個(gè)條件之一的情況下，需要安裝兩臺(tái)或者是兩臺(tái)以上的變壓器裝置：條件一：具有大量一級(jí)負(fù)荷，或者是雖然是二級(jí)負(fù)荷，但基于對(duì)消防等因素的考量，有必要納入一級(jí)負(fù)荷設(shè)計(jì)范圍之內(nèi)的；條件二：變電站具有較大的季節(jié)性負(fù)荷變化現(xiàn)狀。同時(shí)，還需要特別注意的一點(diǎn)是，在部分負(fù)荷存在較大變化趨勢(shì)的情況下，基于對(duì)變電站運(yùn)行安全性因素的考量，還需要通過設(shè)置專用型的變壓器的方式，以專用變壓器作為支持，確保其運(yùn)行性能的安全與可靠。具體而言，可以歸納為以下幾個(gè)方面：第一，當(dāng)變電站動(dòng)力系統(tǒng)以及照明系統(tǒng)采用共用變壓器，并對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響，或?qū)襞輭勖a(chǎn)生不良干擾的情況下（同時(shí)，考量在電源系統(tǒng)不接地或經(jīng)阻抗接地的狀態(tài)下），以上情形均應(yīng)當(dāng)設(shè)置專用型的照明變壓器裝置；第二，以大型民用建筑為例，受到空調(diào)冷凍機(jī)等、大容量負(fù)荷因素的影響，且此類負(fù)荷具有較大的季節(jié)性變化性差異的情況下，或者是考慮到功能性需求的特殊設(shè)備具有較大的負(fù)荷容量，此類情況下需要變電站為其設(shè)置相對(duì)應(yīng)的專用變壓器設(shè)備；第三，以YynO進(jìn)行接線的變壓器裝置，若出現(xiàn)單向不平衡負(fù)荷方面的問題，并導(dǎo)致中性線電流數(shù)值高于變壓器低壓繞組狀態(tài)下額定電流數(shù)值的1/4以上比例，應(yīng)當(dāng)設(shè)置單相變壓器，作為主變壓器的補(bǔ)充與后備保障；第四，對(duì)于沖擊性負(fù)荷較大，同時(shí)可能會(huì)對(duì)整個(gè)變電站的電能質(zhì)量產(chǎn)生不良影響的情況下，需要設(shè)置專用型的沖擊負(fù)荷變壓器裝置。

同時(shí)，在現(xiàn)階段的技術(shù)條件支持下，城網(wǎng)變電站當(dāng)中主變壓器多配置有兩臺(tái)或兩臺(tái)以上。其中一臺(tái)主變壓器裝置的接線方式選擇方面需要在考慮受電功能的前提條件下，能夠兼顧對(duì)功率轉(zhuǎn)移工作任務(wù)的保障。簡(jiǎn)單來說，就是在功率轉(zhuǎn)移變壓器裝置出現(xiàn)運(yùn)行故障的條件下，能夠?qū)㈦娏ω?fù)荷轉(zhuǎn)移至正常運(yùn)行狀態(tài)下的變壓器裝置當(dāng)中。但，結(jié)合實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)來看，對(duì)于城網(wǎng)變壓器而言，應(yīng)當(dāng)選擇安裝兩臺(tái)或三臺(tái)以上兩種方案，究竟誰更加合理與科學(xué)，主變壓器臺(tái)數(shù)的確定應(yīng)當(dāng)遵循哪幾個(gè)方面的基本條件，以上問題仍然困擾著相關(guān)的工作人員。建議從以下幾個(gè)方面對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行綜合分析：①主板總?cè)萘克剑虎谥圃烊萘肯拗菩砸蛩兀虎壅嫉孛娣e因素；④配電裝置投資情況；⑤短路電流水平；⑥變壓器投資情況。

4 結(jié)束語

總而言之，本文以變電站一次設(shè)備的設(shè)計(jì)與選擇作為研究對(duì)象，分別研究了在主接線設(shè)計(jì)、電氣平面布置設(shè)計(jì)、以及變壓器選擇方面所涉及到的相關(guān)問題，希望能夠通過對(duì)以上相關(guān)問題的分析，為變電站一次設(shè)備設(shè)計(jì)作業(yè)的開展提供一定的理論參考與幫助，從而促使變電站一次設(shè)備的設(shè)計(jì)質(zhì)量持續(xù)有效的發(fā)展。

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