淺談變電站電氣設計

文/石衍榮 北京京電電力工程設計有限公司 北京 100070

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淺談變電站電氣設計

文/石衍榮 北京京電電力工程設計有限公司 北京 100070

【摘要】在電力系統中，變電站作為重要組成部分，既可保證電網安全穩定的運行，又可保證供電的質量，所以在運行的過程中，欲確保變電站充分發揮自身的使用功能和作用，必定制定完善科學的的電氣設計方案，以維護電氣設計的科學性和合理性。基于此類設計理念，本文主要對變電站電氣設計進行了簡要分析，以對類似工程提參考建議。

【關鍵詞】變電站；電氣設計；設計方案

一、前言

在新時期，伴隨著經濟的高速發展，我國的電力行業有了突飛猛進的發展，現代生活對電力能源供給提出的要求更高，并且伴隨用電負荷的上升，電力能源供不應求的現象逐漸涌現，因此變電站設計的標準更為提升。

二、變電站電氣主接線設計

1 電氣主接線基本要求

在變電站運行中，電氣主接線即指在參考主要參考要求的基礎上，進行一次設備的電路連接，但在具體設計中，電氣主接線確定時，務必加強對變電站的性能、電力系統以及經濟等因素的綜合考慮。通常情況下，既要確保主接線的可靠性和靈活性，又要在此基礎上盡可能的減少投入，進而確保變電站安全穩定的運行。

2 選擇合理的主接線方式

在進行主接線方式選擇的時候，應該根據使用的雙母線、單母線以及旁路等進行選擇，如果線路中的復合比較大，35kV～60kV之間的出線在8回以上，110kV～220kV之間的線路在5回以下，在設計的過程中應采用雙母線；如果負荷比較小，并且回路比較少的時候，則要對使用單母線的情況進行充分的考慮；如果220kV出線的回數在4次以上，110kV出線的回數在6次以上，在設計的時候，則應該對旁路進行充分的考慮。

對于220kV線路側接線設計的時候，一定要對其的經濟性、可靠性等進行充分的考慮，并且要設計雙母線接線，以確保雙母線使用的可靠性，并將不同的重要客戶綜合引入，從而實現對重要客戶的不間斷供電。雖然投資的資金比較高，但是由于接線設計具有便利性的特征，綜合分析此類技術的經濟性特征，繼而得到了廣泛的應用。

三、變電站短路電流的計算

對于變電站而言，在進行電氣設計的過程中短路電流的計算作為至關重要的環節，若設計不合理，難以維持變電站的正常運行，嚴重時甚至會燒毀相關電氣設備；因此短路電流計算時，要確保其準確性。通常應該使用曲線對任意時間的短路電流進行計算，即根據統計的情況獲取與汽輪發電機、系統相應的參數，同時要對于不同阻抗條件情況在某一個時間的短路電流進行計算。隨后將使用的短路電流平均值繪制成運行曲線，從而計算出電抗、某一時間的短路電流數值。

四、變電站電氣設備的選擇

⒈導線的選擇

變電站在運行的時候，導線的選擇異常關鍵。作為電氣設備連接、承載電流的重要載體，其主要包括：各個電壓級絕緣子、出線以及不同電壓級匯流母線等。同時在進行導線設計的時候，要保證所能夠承載的最高電壓要比回路運行電壓高，并且對到導線中能夠通過的最大電流，應采用適合的方法對其進行計算，例如：在進行220kV主母線電流計算的時候，要對具體的功能分配情況進行計算；針對旁路母線回路最大電流也就是指旁路回路中的最大額定電流；在進行主變引下線最大電流計算的時候，是與其相對應電壓側電流的1.5倍。除此之外，出線單回線的最大電流就與最大負荷電流的數值一樣；分段回路電流是額定電流的1.05K倍，K應該控制在0.5～0.8之內。

⒉220kV母線的選擇

對于220kV母線，在進行其設計的時候，既要對其截面進行充分的考慮，還要不斷的校驗它的熱穩定性。在進行截面計算的時候，應該采用Imax≤KImax公式進行計算，其中K的數值為=0.94。同時在校驗熱穩定性的時候，要通過利用導線短路的時間對發熱量、導線發熱過程中的最小導體截面進行計算，同時在分析計算時，要嚴格按照電力工程電氣設計的有關規范進行確定。除此之外，在進行動穩定性校驗的時候，若采用軟母線進行設計，則不必對動穩定進行校驗。

⒊斷路器的選擇

對于變電站，在進行斷路器選擇的時候，要嚴格按照有關的使用技術、安裝環境和地點等對斷路器的類型進行選擇，其中，SF6和真空斷路器是應用較多。因為SF6斷路器具有很高的可靠性和滅弧性，并且維護性能比較高，所以35kV～220kV之間的變壓器絕大多數都是采用SF6斷路器，但是對于10kV變電站，一般是使用真空斷路器。

⒋隔離開關的選擇

在進行變壓器隔離開關選擇的時候，對于中性點或者引出線的地方的避雷器不用安裝隔離開關；然后為確保在檢查和維修斷路器的過程中，形成較大斷口以及使其與電源側隔離，應該在斷路器的兩側安裝隔離開關。如果在進行饋電線位置安裝了電源的時候，對于朝向用戶的一側不能夠安裝隔離開關；最后，在進行母線設計過程中，一起連接的電壓互感器、避雷器，應使用同一組隔離開關，并且在各個短路的母線位置安裝1～2組接地器或者接地刀閘，從而就能夠保證母線和電器檢修的安全。

⒌電壓互感器的選擇

對于互感器而言，可將其分為電壓互感、電流互感，并可通過測量儀表電壓和電流線圈等，來對電氣設備的運行情況進行判斷；同時在進行電壓互感器選擇時，可根據一次、二次回路的電壓情況對其進行選擇，其中針對一次回路電壓，要想保證互感器的安全穩定運行，一次繞組可承受的電網電壓應控制在0.9～1.1Ve內。此外，二次回路電壓設計時，要確定二次側額定的電壓，并根據實際的內容進行選擇，如表1所示：

⒍電流互感器的選擇

在電力系統中，進行電流互感器應用時，多采用電磁式電流互感器，并且在電力工程電氣設計中對其安裝進行了明確的規定，斷路器回路時應加裝電流互感器。同時在進行電力互感器設計的時候，應該根據不同的線路進行設計，例如：在進行主變引下線設計時，可采用LCW2-200W型號的電流互感器。

五、結束語

綜上所述，在變電站建設的過程中，因電氣設計起到至關重要的作用，所以在進行變電站設計的時候，一定要做好主接線設計、、短路電流計算等工作，并且不斷優化設計方案，方可滿足變電站供電的可靠性和靈活性要求，進而確保其穩定安全的運行。

參考文獻

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[3]王萍.關于變電站電氣設計方案的幾點探討[J].科技創新與應用，2014，（29）：146.