变电站电气设计

李育才

李育才

北方工程设计研究院有限公司青岛分公司山东青岛266000

摘要：变电站电气设计作为变电站建设的关键环节，起着重要作用，能够有效保证电力系统的供应，在此通过110kV的变电站进行电气设计分析，发现其中的问题。

关键词：变电站；电气设计

变电站电气设计是整个变电站设计的核心环节。电网变电站分为三种，分别为枢纽变电站、区域变电站和配电变电站，本文以110kV区域变电站为例阐述变电站的电气设计。该变电站的高压进线主要来自枢纽变电站，对多个小区域配电变电站或负荷直接供电。

一、变电站电气设计的主要内容

1.1变电站设计的步骤要求。

变电站设计包括初步设计和施工设计两个阶段。初步设计主要是解决方设计案出现的问题，并对方案的实行、设计、实进行论证，初步设计较为简单，施工设计是在初步设计基础上进行不断改进和完善，达到预期的效果。

1.2变电站电气设计的内容。

变电站电气设计包括一次设计和二次设计，其中包括许多内容，多种结构共同作用，达到预期的效果。

二、电气一次部分设计

2.1关于电气主接线的内容。

电气主接线方案作为首要考虑内容，进行变电站电气设计，首先阐明变电站中各级电压最初设计和规划设计的具体方式。例，初期设计采用单接线方式；远景规划设计因为会电力负荷不断增长，因此采用双母线的接线方式最为合适。确定了主接线方案就能确定具体的结构框架，便于进行设计，短路电流水平、设备选择等其他设计都能有效解决。主接线的设计应在满足可靠性与灵活性的基础上，尽量做到经济合理，并对选择条件、接入设备的方式等进行选择，对于建设规模、负荷性质等内容进行严格监管，严格保证质量问题，保证正常工作。

变电站主要采用单母线等几种形式。线路变压器母线组接线方式最为简单，占地面积小，经济性、可靠性都比较好，其中任一台线路出现故障，都可以通过转移负荷保持正常供电。内桥接线最为常用，较简便，在正常情况下，如果桥断路器断开，运行方式类似于线路变压器接线，当送电线路发生故障时可切除该故障线路而不影响其他回路供电。主要用于供电可靠性要求不高的变电站，可靠性要求较高时可采用单母线分段接线，这样效果更好。

2.2对于短路电流进行计算。

短路电流的计算需要先设定计算条件，再根据主接线图，画出需要的图，计算短电抗，然后根据相关公式计算短路电流有效值和最大值。计算时最大运行方式和最小运行方式分别变压器系统并列运行方式及单列系统供电运行方式，用最大运行方式计算所得最大短路电流主要用于电气设备的选择和验证，而最小运行方式下算出的最小电流用于校验继电保护动作整定值。

2.3选择设备过程。

电气设备一般以正常运行条件选择其额定电压和额定电流，以短路条件校验其热稳定性和动稳定性。（1）变压器选择的条件：电力变压器主要有油浸式、干式三种类型，变电器目前主要采用油浸式自然风冷及有载调压装置的变压器，为节能应选用低损耗型，。若变压器安装在地下，为防火、防噪声应选用SF6变压器。变压器的台数、容量、型式应从技术经济、未来负荷发展及负荷性质等进行综合考虑，单台变压器负载率应在，两台及以上变压器应在断开任一台情况下其余变压器能承担全部一级和二级负荷。（2）对于断路器选择：高压断路器目前主要采用真空断路器，油浸断路器己较少采用。选择断路器应从技术条件和环境条件进行，主要选用断路器，多采用真空断路器。（3）对于电压互感器的选择：以下通常采用树脂浇注式的电压互感器；室外多用油浸式电压互感器；用于监测单相接地继电保护时常采用三相五柱式电压互感器。电压互感器一般不对一些方面进行检查、动稳定性及准确度，如果在控制电源时则需校验准确度。（4）电流互感器的选择：室内配置多采用树脂电流互感器；室外常用瓷绝缘箱式电流互感器。电流互感器要做短路热、动稳定性校验及准确度校验。（5）隔离开关的选择：由于隔离开关不能带负荷操作，所以一般与断路器配合使用。型式有户内和户外两种。

2.4配电设备的选择。

屋内配电装置、屋外配电装置、成套配电装置作为常用的三种方式经常被提及。大型配电装置一般多采用户外配电装置及户外支持管型母线，配电装置采用户内开关柜。配电装置的设计应结合电气主接线的设计，通过配电装置的运行来考验主接线是否合理，在技术上要做到安全可靠，运行上灵活方便，并能保证运行人员及维修人员的安全。

2.5过电压保护措施以及接地内容。

通过安装避雷针防范直击雷，在进线上架设避雷线及安装阀型避雷器抵御雷电侵入波。不接地或经消弧线圈接地的变压器中性点，可不设保护装置，但多雷地区且中性点引出时，仍然应该安装避雷器。过电压保护接地应在接地网增设垂直接地极，并且接地网电阻应小于允许值，不然必须采取降阻措施。

三、电气二次部分设计

在电力系统中，二次设计是为了更好的进行工作，对于监视、测量仪表、和信号设备均属于二次设计内容。二次设计采用计算机监控，这样才能合理，并实现应有的功能。控制保护采用集中布置方式，

3.1对电站进行综合建设应注意的问题。

变电站作为人们生活中的基础设施，它是最基本的利用工具，在建设过程中，设计师要付出很大，对设计严谨，不断改进，努力做到在整个变电站建设中，考虑到每一个细节，做到细节整体两不误，严格控制设计质量，培养设计人员的自身素质，做到一丝不苟，设计时仔细观察与探讨，控制设计质量。因此，设计师要不断提高对电站的熟悉程度以及自身的专业知识水平，提高安全保护意识，团结合作，共同完成，积极探讨，制定合理的方案，对所有可能存在的问题进行分析，提出解决对策，施工时，也不能懈怠，严格把关质量问题，按照设计方案建设电站，不能随意乱改，并在合理安排工期过程中，着重注意施工人员的安全问题，保证顺利工作，提高建设质量，以达到电站顺利运作。

四、结束语

变电站是电力系统中的重要部位，随着科技的发展，许多新的技术应运而生，自动化技术作为一个发展方向，一次设备模式变化不明显。在此说明了变电站电气设计的内容，希望有所帮助。

参考文献：

[1]蒋雅芝，论110kV变电站的电气设计，2016（7）

[2]黄传水，关于变电站电气设计方案的探讨，2017（5）