變電站電氣一次設(shè)計(jì)

電網(wǎng)要正常的工作，保障變電站電氣一次設(shè)備正常運(yùn)行非常關(guān)鍵，對(duì)其穩(wěn)定性和安全性要求非常高。變電站電氣一次設(shè)計(jì)是確保電網(wǎng)安全的基礎(chǔ)。該文針對(duì)變電站電氣一次設(shè)計(jì)進(jìn)行探

究，分析其設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容。

一、設(shè)計(jì)變電站電氣主接線

作為電氣設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，變電站電氣主接線不僅能影響大多數(shù)的電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)工作、配電裝置、擬定電氣設(shè)備以及自動(dòng)控制裝置的選擇，而且能夠影響到電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。進(jìn)行電氣主接線設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是變電站的重要性決定的，不僅如此，變電站的終期建設(shè)規(guī)模及電力系統(tǒng)的備用容量、電力負(fù)荷也是重要考慮的因素。靈活和可靠是進(jìn)行變電站電氣主接線的重要設(shè)計(jì)基本原則，保障其能夠適應(yīng)各種突發(fā)的電力系統(tǒng)運(yùn)行狀況是一個(gè)重要考慮的方面，還要能及時(shí)的進(jìn)行靈活轉(zhuǎn)變。還必須充分考慮主接線設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。變電站最常用的主接線方案有四種， 即單母線接線方案、單母線分段接線方案、雙母線接線方案以及雙母線分段接線方案，具體情況如圖1～4 所示。[1] 根據(jù)各自的實(shí)際情況來(lái)選擇不同的接線方式，通過(guò)發(fā)揮各種接線方式的優(yōu)缺點(diǎn)，來(lái)考慮各種綜合因素，包括其經(jīng)濟(jì)性、安全性和實(shí)用性等因素，選擇一個(gè)最優(yōu)的方案。

圖1 單母線接線方案 圖2 單母線分段接線方案

圖3 雙母線接線方案 圖4 雙母線分段接線方案

二、合理的進(jìn)行電氣一次設(shè)備的選擇

選擇合適的變壓器。主變壓器是變電站電氣設(shè)備中的關(guān)鍵設(shè)備，對(duì)于主變壓器的設(shè)計(jì)和選擇是設(shè)計(jì)人員的基礎(chǔ)工作。我們通常在變電站選擇主變壓器時(shí)會(huì)考慮幾個(gè)重要因素：要根據(jù)主變壓器的外界環(huán)境及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)還有其實(shí)際的容量大小來(lái)選擇合理的具備冷卻功能的設(shè)備；確定的無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓或有載調(diào)壓來(lái)決定變壓器的選擇；進(jìn)行變壓器的選擇，還要遵循根據(jù)電力系統(tǒng)的設(shè)備繞組數(shù)、相數(shù)以及繞組的接線組別的幾個(gè)具體要求。

選擇合理的斷路器。變電站的安全運(yùn)行還要受到斷路器的影響，合理準(zhǔn)確的斷路器選擇是關(guān)鍵問(wèn)題之一。選擇性能穩(wěn)定、安裝方便快捷及有利于日后維護(hù)檢修的斷路器是設(shè)計(jì)人員必須遵循的原則。選擇斷路器的一個(gè)重要原則是斷路器的短路開(kāi)斷能力應(yīng)大于線路的預(yù)期短路電流，這個(gè)斷路器的短路開(kāi)斷能力通常是指它的極限短路開(kāi)斷能力。

三、電氣接地設(shè)計(jì)

變電站接地網(wǎng)有工作（系統(tǒng)）接地、保護(hù)接地、防雷電和防靜電接地等多項(xiàng)用途，它是維護(hù)變電站安全可靠運(yùn)行，保障運(yùn)行人員和電氣設(shè)備安全運(yùn)行的根本保證和重要措施。如果接地電阻較大，在發(fā)生電力系統(tǒng)接地故障或其他大電流入地時(shí)，可能造成地電位異常升高；如果接地網(wǎng)的網(wǎng)格設(shè)計(jì)不合理，則可能造成接地系統(tǒng)電位分布不均，局部電位超過(guò)規(guī)定的安全值，這都會(huì)給運(yùn)行人員和設(shè)備安全帶來(lái)威脅。

變電站接地網(wǎng)的網(wǎng)格布置通常采用長(zhǎng)孔網(wǎng)或方孔網(wǎng)，根據(jù)變電站的實(shí)際情況也可采用不等間距的網(wǎng)格布置方式。選擇接地材料時(shí)需要綜合考慮，鋼材是最為常見(jiàn)的接地材料。當(dāng)變電站土壤腐蝕性較強(qiáng)時(shí)可考慮采用銅材，在酸性土壤地區(qū)，建議不使用銅材。變電站接地設(shè)計(jì)中應(yīng)同時(shí)考慮接地材料的截面選擇和有效的降阻措施相結(jié)合進(jìn)行接地設(shè)計(jì)。

四、電氣的防雷

為保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，避免因雷擊事故給電網(wǎng)帶來(lái)危害，需根據(jù)被保護(hù)物的重要性和危險(xiǎn)程度的不同，對(duì)于直擊雷、雷電感應(yīng)、雷電侵入波應(yīng)采取相應(yīng)的防雷保護(hù)措施。因此要求變電站的防雷保護(hù)措施必須十分可靠。

避雷針是變電站防直擊雷的常用措施，其作用是把雷電吸引到避雷針身上并安全地將雷電流引入大地中，從而起到保護(hù)設(shè)備效果。變電站裝設(shè)避雷針時(shí)應(yīng)使所有被保護(hù)設(shè)備都處于避雷針保護(hù)范圍之內(nèi)。

變電站的雷電侵入波保護(hù)靠?jī)傻婪谰€：一是設(shè)置進(jìn)線保護(hù)段，通常是在靠近變電站出線架1～2km線路上安裝避雷線進(jìn)行保護(hù)。二是在變電站內(nèi)裝設(shè)避雷器，以限制雷電侵入波過(guò)電壓的幅值。

變電站電氣一次設(shè)計(jì)是電網(wǎng)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)之一，合理的進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)于電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性以及電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中的各項(xiàng)維護(hù)檢修情況下的正常供電具有重要的保障作用，在進(jìn)行變電站電氣一次設(shè)備的設(shè)計(jì)也要遵循可靠性和適用性原則，這對(duì)于電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行具有重要意義。

（作者單位：國(guó)網(wǎng)寧夏電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院）