城市變電站電氣一次設計的分析

【摘要】變電站電氣一次設計的合理性、經濟性是衡量變電站質量的重要參數。在滿足規范性要求的前提下，設計人員要在進行方案確立和設備選型時，考慮設計成果在實際工況條件下的適用性和合理性，同時也需考慮為業主節省建設資金和方便設備設施的運行維護。筆者根據多年的工作經驗，主要針對城市變電站電氣一次設計進行分析和討論。

【關鍵詞】城市用電；變電站；電氣一次設計

變電站是電力分配、匯集及電壓控制的關鍵，起到發電廠與客戶端的中介作用。在電力系統中非常重要的一個組成部分就是變電站，電力系統能否安全運行，很大程度取決于變電站的運行情況，因此，變電站的設計性能是非常重要的。

1、城市變電站電氣一次設計原則

變電站改建過程中的電氣一次設計工作和系統一次和線路知識，在設計間隔的時候，盡量能夠一次性的設計成功，避免出現修正間隔的情況，同時，線路設計方面要盡量避免出現交叉的情況，降低工作量。在具體的設計中，要注意幾個方面：首先，如果是要在新加上的間隔上進行接入，要按照該次間隔接入的具體規范展開設計，加入接線是一臺半斷路器接線，可以考慮把同名回路分布在多個串上，這樣設計的好處在于，如果某個斷路器出現了故障，并不會導致全部的回路點開；假如同名回路很關鍵，最好使用交替布置的辦法，將側母線從不同的位置接入。其次，對于那些新添加的間隔，要考慮其位置的科學性，必須要根據變電站間隔布置規則設計，特別是對于雙回路架空出線這類情況，一定要禁止有線路跨越交叉的情況，所以，布置的時候要合理。再次，間隔位置的最終方案要綜合上面的兩點，對主接線圖、總平面布置圖進行審核和修成，進而為新添加的間隔線路的設計提供可靠的數據。

2、城市變電站電氣一次設計要點

變電站電氣一次設計就是對變電站內電氣一次設備的選型、布置、接線等進行設計，這就涉及到電力系統短路電流的計算、負荷計算、發電廠變電站或者輸電線路、電力電纜通道的征地和路徑等。

2.1高壓配電裝置

變電站電氣一次設計中的高壓配電裝置一般有兩種布置方式，屋外布置以及屋內布置。在這兩種布置中，屋內布置有三類，分別是斷路器布置、SF6全封閉的組合電器（GIS）布置以及安裝普通電器的屋內裝置。這其中SF6全封閉的組合電器（GIS）布置與安裝普通電器的屋內裝置不管是在投資成本上還是在占地面積上特點較為相似。雖然，SF6全封閉的組合電器（G1s）布置占地面積較小，有利于對其進行維護，但是該裝置的成本投資較高，故一般不會被采用。由于當今城市的用地較為緊張，在市中心或用地較為緊張的地方，一般采用66kV斷路器布置形式。與此同時，屋外的布置主要有高型布置、半高型布置以及中型布置等。

2.2電氣主接線設計

變電站電氣部分的主體就是電氣主接線設計，它對整個電力系統運行的可靠性和靈活性起著直接的影響作用，并且對擬定電氣設備的選擇、繼電保護、配電裝置布置、自動裝置和控制方式都有著十分重要的影響。通常，在終端變電站的高壓側主接線的形式分為以下三種類型：單母線接線形式、線路變壓器組接線方式和內橋接線方式。如何運用單母線接線方式，則要考慮到變電站高壓側主接線，同時單母線的分段部位的接線方式是變電站的低壓側主接線方向上。采用這種接線方式，可以極大地提高供電的可靠性，運行的速率也較為靈活通暢，但是這種接線方式也存在著一定的缺陷，因為位置處于變電器側屬部位，所接觸的高壓設備較多，無形中就增加了投資的成本和擴大了占地的面積。

2.3接地技術設計

為了保證電氣設備的正常工作或防止人身觸電。而將電氣設備的某部分與地面做良好的電氣連接，稱為接地。接地的目的有以下幾個：防止人觸電。防止電氣設備的機械性損壞，防止火災及爆炸。電氣設備正常工作接地裝置由接地體和接地線兩部分組成。接地線通常采用扁鋼或圓鋼，接地體通常采用角鋼，將端部削尖，打入地中。接地體有自然接地體和人工接地體，高壓配電室和低壓配電室分別有兩處和接地體連接。變壓器室有一處和接地體連接，另外，高壓配電室、低壓配電室和變壓器室在室內用扁鋼聯成一體。高壓開關柜、補償電容器和低壓配電屏的外殼與底座角鐵用螺絲牢固連接，外引接地線和變電所內各接地裝置的接地聯絡線和底座角鐵連接，變壓器的工作接地由中性點引下。

2.4防雷設計方案分析

從防雷設計的角度上來說，在城市變電站電氣一次設計工作當中，需要分別落實包括直擊雷保護以及過電壓保護在內的相關防雷設計措施。首先，在有關防直擊雷保護方面，要求變電站一次電氣設計過程當中，配電裝置均采取戶內布置的方案，通過設置屋頂避雷帶的方式，達到預防直擊雷的目的。在此過程當中，結合實踐工作經驗來看，變電站屋頂避雷帶所采用的原材應當為熱鍍鋅扁鋼，建設尺寸應當為40mm×4mm。在此基礎之上，還可以使用略大于該尺寸的熱鍍鋅扁鋼引下線，并與主接地網進行互聯，確保直擊雷能夠通過此種方式傾瀉至大地，避免變電站不會受到直擊雷作用力的影響。其次，從過電壓保護的角度上來說，為了避免線路在正常運行狀態下出現雷電波過電壓的侵入問題，要求在110kV進線段以及10kV出線每段母線線路上，安裝獨立的避雷器裝置，通過應用避雷器的方式，實現對過電壓的可靠保護。

結語：

在電力系統中非常重要的一個組成部分就是變電站，電力系統能否安全運行，很大程度取決于變電站的運行情況，變電站的設計性能是非常重要的，實現變電站電網的現代化管理，使變電站工作可以安全而有效地運行，這樣不但可以節省人力、物力，同時還能夠更好的實現經濟效益及社會效益。

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