淺談變電站設計中的母線保護基本原理及應用

貴州頂效開發區陽光電力有限公司　何秀媛

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淺談變電站設計中的母線保護基本原理及應用

貴州頂效開發區陽光電力有限公司何秀媛

【摘要】在整個電力系統中，變電站是十分重要的組成部分，在人們的日常生產生活中，變電站能夠有效實現電壓變化、接受電能、分配電能等等。本文首先對變電站的重要性進行了分析，然后對變電站的設計原則和設計思路進行了分析，并且根據實例詳細探究了變電站設計。

【關鍵詞】變電站設計；要點問題；實例

0　引言

目前，我國經濟發展迅速，城市化進程不斷加快，城鎮電網建設規模日益擴大。變電站設計是電網系統建設的重點，在實際工程中，應該不斷提高變電站設計水平，確保其后期運行安全、穩定，能夠更好的滿足社會發展需求。

1　變電站設計重要性

在整個電力系統中，通過變電站，能夠實現電壓轉換、功能分配，同時，變電站也是電網的中心，可以將不同級別的電網進行連接，這樣能夠更好的實現電流控制和電能分流，因此變電站運行的安全性和穩定性能夠直接影響電網可靠性。隨著人們對于電能需求的不斷增加，智能變電站的分布也越來越廣泛，可以實現大面積供電，在變電站設計中，應該更加明確人們的用電需求和供電實際情況，具體問題具體分析，確保設計方案的靈活性和實用性。除此以外，變電站設計人員在設計過程中，還應該嚴格遵守國家規定以及行業規范，在保證供電安全性的基礎上，加強成本控制，控制成本支出，平衡好電力運行和投資成本之間的關系，提高供電企業經濟效益。

2　變電站設計原則及其思路

2.1設計原則

對于變電站設計，應該嚴格遵循以人為本理念，符合可持續發展需求，保證變電站設計的科學性和合理性，并且保證相關設備安裝的可靠性，在實踐中貫徹落實標準統一、技術先進等設計原則，這樣才能保證變電站設計能夠與周邊的區域環境相適應。除此以外，對于變電站的設計，不僅要求其符合可持續發展理念，保證其在投入使用中能夠實現效益最大化，而且還需要保證變電站的使用過程中能夠達到最佳工況，這樣有利于延長變電站的使用壽命。最后，變電站設計，在符合設計標準和建設規范的基礎上，還應該注重外部形象設計，體現出企業文化特色。

2.2設計思路

2.2.1綜合思路

綜上所述，對于變電站設計，必須與當地的區域環境相適應，從實際出發，明確人們的用電需求，然后合理設計變電容量，更好的滿足地區供電需求。同時，還需要合理控制變電站占地面積，盡量選擇體積較小的設備，而且內部結構也應該合理緊湊。另外，對于變電站主線接入方式，應該更加靈活方便，配備自動化程度較高的通信設備和智能化設備，提高變電站運行質量，減少噪音污染，減少對于生態環境的破壞。

2.2.2具體思路

(1)電氣主接線

在變電站設計中，電氣主接線是十分重要的組成部分，通常情況下，主接線模式越復雜，則供電可靠性越高。但是，如果主接線模式過于復雜，則也會暴露出很多缺陷，包括占地面積大、運行繁瑣、投資增大等等。新時期，人們對于電氣設備安全性能要求的不斷提升，接線形式越來越簡易。規劃容量不同，會直接影響電氣主接線的方式。比如對于220kV變電站，其電氣主接線可以分為3個電壓等級，根據回路數量、設備特點、負荷性質的不同，其接線方式也是不同的。

(2)配電裝置

在變電站設計中，配電裝置也是十分重要的，主要起到電能接受和分配的作用。根據配電裝置設置地點的不同，配電裝置可以被分為屋內配電裝置和屋外配電裝置，在組裝過程中，電氣設備可以在現場進行配置。屋外配電裝置不容易受到環境、氣候的影響，而且具有占地面積小、維護量較小的優點，設備使用壽命較長。但是其缺點也很明顯，比如建筑投資較大，容易受到天氣環境的影響，維修難度也比較高。除此以外，在配電裝置中，各個裝置的間距應該盡量達到最小安全距離。

(3)相關保護裝置

通常情況下，變電站保護裝置一般是針對主變壓器和具體的線路進行保護的。新時期，計算機網絡化發展已經成為電力保護系統的關鍵。在變電站設計中，對于監控系統和保護系統，可以將自動化技術和通信技術相結合，從而集中變電站的各項功能，包括管理、監測、故障處理、通信調度等等，有效提高變電站自動化水平。

3　變電站設計實例分析

3.1工程概況

清水河變電站為220kV變電站，本期為2臺240MVA主變壓器，電壓等級為220/110/35kV。220kV清水河變電站220kV出線本期6回，采用雙母線雙分段接線，該接線方式供電可靠，調度靈活；110kV出線本期8回，采用雙母線雙分段接線，該接線方式供電可靠，調度靈活；35kV出線6回，6組10 Mvar并聯電容器，2組10Mvar電抗器。由于受地形限制，220kV、110kV采用戶外GIS形式進行設計，35kV采用屋內開關柜設備。220kV清水河變電站建設場地坡度較大，因此，110kV設備建于配電綜合樓上部，采用架空出線。

3.2主要設備的選擇

通過短路電流計算，設備短路電流為：對于220kV設備短路電流按50kA選擇，對于110kV設備短路電流按40kA選擇，對于35kV設備短路電流按31.5kA選擇。

該變電站220kV、110kV設備采用GIS設備，GIS設備具有如下優點：(1)GIS設備封閉在金屬殼體內，受外界環境影響小，適用于高海拔地區；(2)環境保護好。GIS設備無靜電感應和電暈干擾，噪音水平低；(3)運行可靠性高。GIS設備暴露的外絕緣少，因而外絕緣事故少；內部結構簡單，機械故障機會減少；外殼接地，無觸電危險；六氟化硫為非燃性氣體，無火災危險；氣壓低，爆炸危險性也小；(4)運行維護工作量小；(5)安裝調試容易。

GIS設備安裝方便，安裝調試費用低，建設周期短；采用AIS設備，設備品種多，各個設備都有獨立的基礎，且必須單獨訂貨、安裝、調試、形式復雜，施工安裝工作量大，建設周期長，安裝調試費用高。35kV配電裝置采用屋內開關柜。

該變電站的主變壓器選用三相一體三線圈有載調壓自然油循環風冷電力變壓器，容量為240MVA。電壓比為220±8× 1.25%/115/35kV；接線組別形式為YN、YNO、D11；阻抗電壓形式為(高-低)24%(高-中)14%、(中-低)8%。

3.3優化平面布置

220kV配電裝置與110kV配電裝置“背靠背”布置，均為架空出線，主變壓器、35kV配電裝置室及布置在220kV、110kV配電裝置之間，主控綜合樓布置在主變及35千伏配電裝置東側。

220kV配電裝置總體布置采用戶外GIS落地布置，全架空出線，主變架空進線方式；出線門型架掛點高度14米。220kV配電裝置縱向尺寸為26米(道路中心線至圍墻)。

110kV配電裝置總體布置采用戶外GIS屋頂布置，全架空出線，主變架空進線方式；出線門型架掛點高度13.5米，地線掛點高度15.5米。110kV配電裝置屋頂平臺縱向尺寸為13.3米(配電綜合樓結構柱中心距)。

35千伏配電裝置采用戶內中置式高壓開關柜雙列布置。

35千伏無功補償裝置布置在主變及配電綜合樓兩側及110kV出線側下方。

4　結語

新時期，社會經濟發展迅速，社會各界對于電力建設的需求量不斷增加，電網建設規模不斷擴大。在變電站設計中，不僅需要其符合相關理論要求，還應該堅持以人為本，具體問題具體分析，確保變電站設計能夠因地制宜，延長使用壽命，更好的服務人民。

參考文獻

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