變電站電氣一次設計

張卓

【摘 ?要】作為電力系統中最為重要的構成部分，變電站在整個電力系統的正常運行中發揮著極為重要的作用。本文用對變電站電氣一次性設計進行研究，詳細的闡述了主變壓器的選擇、電氣主要接線的設計、電氣設備的選取、平面設計以及配電裝置等等電氣的一次性設計中的重要因素，對其中所需要注意的問題進行了詳細的分析和研究，以供參考。

【關鍵詞】變電站;電氣;一次性;設計;研究

社會的不斷進步和經濟的持續向前發展，使我國人們的生活水平得到了顯著的提高，人民的生活質量和生活需求也發生了很大程度上的變化，同時，人民的用電量也呈現出了大幅度的增長趨勢，在這一背景下，為了使人們的用電需求能夠得到有效的滿足，保持我國電力事業的持續發展狀態，變電站的設計必不可少。變電站的設計必須要與當前社會發展要求和人們的生活需求結合起來，不斷創新和改革，同時還必須要明確其在我們日常工作生活中的重要性，加強對變電站電氣一次性設計的研究，促進電力事業的不斷發展。

1.變電站的重要性

所謂的變電站，實際上就是在在電力系統中進行接受電能和變換電壓工作，并對電力進行控制、分配電能流向以及對電壓進行調整的電力設施。變電站是各個電網之間聯系的重要紐帶，變壓器將各級電壓聯系在一起，再進行分配和交換，使整個電網系統的安全性以及可靠性得到提升。

變電站最重要的功能就是進行高壓和低壓之間的電壓轉換，有很多變電站選擇對電廠的發車進行升壓的方式來減少電能在遠距離的傳輸中所會產生的能量損耗;還有一部分變電站則采用了將高壓電轉化為低壓電的方式進行電力的傳輸。

變壓器是變電站最為基礎也是最為重要的設施之一，它能夠將接受到的高電壓進行有效的轉換后，為用戶輸送安全的電壓，對電力的輸出工作有著至關重要的影響。除此以外，變電站的設備中還包括對電路開關的控制。

2.變電站一次設計的一些體會

2.1電氣主接線設計

變電站的電氣主接線，應根據變電站在電力網中的地位、出線回路數、設備特點及負荷性質等條件確定。并應滿足供電可靠、運行靈活、操作檢修方便、節約投資和便于擴建等要求，即經濟性、靈活性和可靠性。

在經濟性方面，電氣的主接線能滿足運行要求時，變電站高壓側宜采用斷路器較少或不用斷路器的接線;在電氣二次設計方面，在保證系統安全運行的前提下，簡化繼電保護和二次回路，節省二次設備和控制電纜的使用量;在電氣一次設備選擇方面，在保證主接線能夠有效限制短路電流的同時，可以選擇較為經濟的設備。除去在設備上的節省，在變電站的占地面積以及電能的損耗上，還應遵循經濟節省的原則。對于變電站的占地面積，主接線在設計時應為配電裝置和布置創造出能夠節約土地的條件，使變電站所占土地面積盡量減少;對于電能的損耗，要合理經濟地選擇主變壓器的種類、數量和容量，要避免兩次變壓而造成的電能損失。

在靈活性方面，變壓器的設計要滿足其在調度、檢修以及擴建時的要求。在調度時，變電站應該靈活地切除或投入線路和變壓器，調配電源和負荷;在檢修時，能夠滿足停止斷路器、母線以及繼電保護裝置的工作時而不影響電網的正常運行以及對居民的正常供電，這就需要在對變電站設計時，應靈活地滿足變電站檢修時的要求;在擴建時，電氣的主接線設計能夠較為簡單地從初期接線過渡到最終接線，這就要求在對主接線進行設計時，應設計出適應以后擴建的線路設備，且在擴建后投入使用時能夠做到變壓器或者線路互不干擾。

在主接線可靠性方面，主要是要保證其設計的變電站不會出現全站停運、停電的現象;在各線路和設備進行全面檢修時，不能長時間停電，還要保證一級負荷以及大部分的二級負荷;要保證在對斷路器進行檢修時，不會對系統和負荷的供電造成影響。

2.2變壓器的選擇

在變壓器的選擇上，應根據變電站的情況而定。如果變電站的季節性負荷較大，或者有大量的一級負荷或者二級負荷時，應考慮安裝兩臺或以上的變壓器。如變電站可由中、低壓側電力網取得足夠容量的備用電源時，可裝設一臺主變壓器。在對變電站中變壓器臺數的確定時，應根據該變電站中的具體指標來進行選擇，該指標有主變的總容量、變壓器制造容量的限制、變電站的占地面積以及對配電裝置的投資、對變壓器的投資、短路情況下的電流水平等，根據這些指標可以確定變電所中對變壓器的數量選擇。一般情況下，城網110kV變電站的變壓器有兩臺或多臺，這樣能夠保證當其中一臺變壓器出現故障停運時，其余主變壓器的容量應保證該站全部負荷的70%，在計及過負荷能力后的允許時間內，應保證用戶的一級和二級負荷。

由于系統負荷不斷變化，各個變電站節點的電壓也隨之變化，在系統無功電力平衡的前提下，可以進行電力系統的電壓調整。電力潮流變化大和電壓偏移大的變電站，如經計算普通變壓器不能滿足電力系統和用戶對電壓質量的要求時，應采用有載調壓變壓器。

為減少能源浪費，在滿足將各電壓側短路水平限制在規定值的前提下，盡量不使用阻抗較高的變壓器，降低主變壓器的空載損耗（鐵損）及負載損耗（銅損）。另外，隨著變壓器廠家生產水平提高及變壓器組件優化，《三相油浸式電力變壓器技術參數和要求》（GB/T6451-1999）規定的空載損耗及負載損耗參數值已不能滿足節能減排的要求，作為電力運行單位及設計單位應密切關注當前變壓器性能水平，提倡選用經濟、節能的變壓器。

3.電氣設備典型的接線方式

在110kV的變電站電氣設計中，主要考慮的就是終端變電站以及中間變電站。前者變電站則接近110kV變電站負荷中心，并在其中分為兩路進線，從而將電能分配給低壓用戶，而實現這一分配的主要是通過兩臺主變來實現的。終端變電站的高壓側主接線形式有三種：單母線接線;內橋接線以及線路變壓器組接線。對于單母線接線方式，主要是用在110kV變電站的高壓側主接線，且單母線分段的接線方式則是用在110kV變電站的低壓側主接線。該接線方式其供電可靠性高，運行較為靈活，但仍然存在一定的不足，即所涉及到的高壓設備較多，增大了占地面積以及投資資本。對于內橋接線方式，主要用在110kV變電站的高壓側主接線，單母線分段的接線方式則是用在110kV變電站的低壓側主接線。

4.結束語

總而言之，變電站的設計建設在電力系統中是一項極為重要的環節，同時其電氣一次性設計也是一項十分重要的工程任務。它具有強烈的綜合性，是整個電力系統中最重要，也是最復雜的構成部分。想要實現變電站電氣設計的一次性成功，必須要具備具有相關科學性、全面性、綜合性以及適用性的電氣設計方案，同時還要選擇就出最佳的適配器、接線方式以及電氣設備和配電器等等，要重視沒一個環節對整個系統設計的重要影響，不斷完善每一環節的建設設計，才能夠實現效益的最大化和電力系統的正常運行，只有使整個電力系統運行的可靠性以及安全性得到保障，電力事業的可持續發展才有可能實現，從而使電力實現在實現經濟效益的同時帶來一定的社會效益。

參考文獻：

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[3]楊耀杰，姚凱.變電所電氣一次部分設計[J].科技資訊，2010.

（作者單位：國網山西省電力公司檢修公司）