張秀蓉 斯琴 蘇江

摘要：我國(guó)近年來經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，人們的用電需求與日俱增，對(duì)于變電站供電的安全性以及服務(wù)質(zhì)量提出了更高的要求。電氣設(shè)計(jì)是變電站建設(shè)的重要環(huán)節(jié)之一，是提高變電站供電能力、保證變電穩(wěn)定運(yùn)行的重要途徑。因此，文章中對(duì)110kV變電站的電氣設(shè)計(jì)探討，并對(duì)有關(guān)造價(jià)控制方面的問題進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：變電站；電氣設(shè)計(jì)；造價(jià)控制；管理

中圖分類號(hào)： TU723.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言：近年來，我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程不斷加快，城市人口越來越集中，為了滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的用電需求，變電站項(xiàng)目建設(shè)越來越多。電氣設(shè)計(jì)以及造價(jià)控制是影響變電站建設(shè)質(zhì)量與供電能力的重要因素，因此這也成為當(dāng)前變電站建設(shè)中研究的重要課題。

一、變電站電氣設(shè)計(jì)探討

1、變電站電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

1.1變電站設(shè)計(jì)的一般程序

變電站設(shè)計(jì)包括初步設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)兩個(gè)階段。初步設(shè)計(jì)主要解決方案問題，并對(duì)方案的必要性、先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)上的合理性進(jìn)行論證，較為粗略一些；施工設(shè)計(jì)是在初步設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行細(xì)化和完善。

1.2變電站電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

變電站電氣一次設(shè)計(jì)包括電氣主接線設(shè)計(jì)、配電裝置、短路電流計(jì)算、主要電氣設(shè)備選擇、過電壓保護(hù)與接地等幾個(gè)部分；電氣二次設(shè)計(jì)包括監(jiān)控系統(tǒng)、二次設(shè)備布置、直流系統(tǒng)、元件保護(hù)裝置等。

2、電氣一次部分設(shè)計(jì)

2.1電氣主接線。電氣主接線方案是進(jìn)行變電站電氣設(shè)計(jì)首要考慮的問題，應(yīng)首先闡明變電站中各級(jí)電壓本期設(shè)計(jì)和遠(yuǎn)景規(guī)劃設(shè)計(jì)的接線方式。例如，本期設(shè)計(jì)采用單母線接線方式；遠(yuǎn)景規(guī)劃設(shè)計(jì)由于電力負(fù)荷的增長(zhǎng)，可以采用雙母線的接線方式。確定了主接線方案就明確了變電站電氣結(jié)構(gòu)的框架，便于進(jìn)行短路電流水平、設(shè)備選擇等其他設(shè)計(jì)。主接線的設(shè)計(jì)應(yīng)在滿足可靠性與靈活性的基礎(chǔ)上，盡量做到經(jīng)濟(jì)合理，并考慮站址條件、接入系統(tǒng)方式、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、建設(shè)規(guī)模、負(fù)荷性質(zhì)等內(nèi)容。

110kV變電站主要采用線路-變壓器母線組、橋形、單母線等幾種形式。線路-變壓器母線組接線方式最為簡(jiǎn)單，占地面積小，經(jīng)濟(jì)性、可靠性都比較好，其中任一臺(tái)主變或線路出現(xiàn)故障，都可以通過轉(zhuǎn)移負(fù)荷保持正常供電。橋形接線一般采用內(nèi)橋接線，操作、接線都較簡(jiǎn)便，正常情況下橋斷路器斷開，運(yùn)行方式類似于線路-變壓器母線組接線，當(dāng)送電線路發(fā)生故障時(shí)可切除該故障線路而不影響其他回路供電。不分段單母線接線運(yùn)行可靠性較差，主要用于供電可靠性要求不高的變電站，可靠性要求較高時(shí)可采用單母線分段接線或單母線分段帶旁路接線。

2.2短路電流計(jì)算。短路就是指截流體相與相之間發(fā)生非正常接通的情況。短路時(shí)電力系統(tǒng)中最經(jīng)常發(fā)生的故障，危害極大。因此，考慮限制Id值是主接線設(shè)計(jì)中應(yīng)重點(diǎn)考慮的問題。短路電流的計(jì)算需要先設(shè)定計(jì)算條件，再根據(jù)主接線圖，畫出等值電路圖，計(jì)算短路點(diǎn)的電抗，然后根據(jù)相關(guān)公式計(jì)算短路電流有效值、峰值。計(jì)算時(shí)最大運(yùn)行方式和最小運(yùn)行方式分別指雙回或多回回路并聯(lián)變壓器系統(tǒng)并列運(yùn)行方式及單列系統(tǒng)供電運(yùn)行方式，在最大運(yùn)行方式下計(jì)算所得最大短路電流主要用于電氣設(shè)備的選擇和驗(yàn)證，而最小運(yùn)行方式下算出的最小電流用于校驗(yàn)繼電保護(hù)動(dòng)作整定值。

2.3設(shè)計(jì)直流系統(tǒng)

全站設(shè)一套直流系統(tǒng)，按雙充雙饋配置，用于站內(nèi)一、二次設(shè)備、通信及自動(dòng)化系統(tǒng)的供電。直流系統(tǒng)電壓采用220V，選用200Ah蓄電池組，108只，分兩組，全所事故停電按2小時(shí)考慮。直流系統(tǒng)采用單母線分段接線，設(shè)分段開關(guān)，每段母線各帶一套充電裝置和一組蓄電池組，充電裝置采用高頻開關(guān)電源，模塊按N+1原則配置，每組充電機(jī)選用4塊20A模塊。蓄電池采用閥控式密封鉛酸電池，放置方式采用專用蓄電池室。每套系統(tǒng)設(shè)計(jì)一套微機(jī)型絕緣監(jiān)測(cè)裝置和蓄電池容量檢測(cè)儀，采用混合型供電方式。ll0kV部分采用放射型供電，每一間隔按雙回路方式直接從直流饋線屏獲取電源。10kV部分則按10kV母線分段情況設(shè)置。每一段母線均按雙回路配置。

2.4主要電氣設(shè)備選擇。電氣設(shè)備一般以正常運(yùn)行條件選擇其額定電壓和額定電流，以短路條件校驗(yàn)其熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性。

（1）主變壓器（如圖1）選擇：電力變壓器主要有油浸式、SF6和干式三種類型，110kV變電器目前主要采用油浸式自然風(fēng)冷及有載調(diào)壓裝置的變壓器，為節(jié)能應(yīng)選用低損耗型，如SZ10變壓器。若變壓器安裝在地下，為防火、防噪聲應(yīng)選用SF6變壓器。變壓器的臺(tái)數(shù)、容量、型式應(yīng)從技術(shù)經(jīng)濟(jì)、未來負(fù)荷發(fā)展及負(fù)荷性質(zhì)等進(jìn)行綜合考慮，單臺(tái)變壓器負(fù)載率應(yīng)在70～85%，兩臺(tái)及以上變壓器應(yīng)在斷開任一臺(tái)情況下其余變壓器能承擔(dān)全部一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷。

（2）斷路器（如圖2）選擇：高壓斷路器目前主要采用真空斷路器、SF6斷路器，油浸斷路器已較少采用。選擇斷路器應(yīng)從技術(shù)條件和環(huán)境條件進(jìn)行，35～110kV主要選用SF6斷路器，10kV多采用真空斷路器。

（3）電壓互感器的選擇：35kV以下通常采用樹脂澆注式的電壓互感器；35kV以上室外多用油浸式電壓互感器；用于監(jiān)測(cè)單相接地繼電保護(hù)時(shí)常采用三相五柱式電壓互感器。電壓互感器一般不校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定性、動(dòng)穩(wěn)定性及準(zhǔn)確度，但用于控制電源時(shí)則需校驗(yàn)準(zhǔn)確度。

（4）電流互感器（如圖3）的選擇：35kV以下室內(nèi)配置多采用樹脂澆注電流互感器；35kV以上室外常用瓷絕緣箱式電流互感器。電流互感器要做短路熱、動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)及準(zhǔn)確度校驗(yàn)。

（5）隔離開關(guān)（如圖4）的選擇：由于隔離開關(guān)不能帶負(fù)荷操作，所以一般與斷路器配合使用。型式有戶（GN）和戶外（GW）兩種。

圖1 變壓器

圖2 斷路器

圖3 電流互感器

圖4 隔離開關(guān)

2.5配電裝置。配電裝置可分為屋內(nèi)配電裝置、屋外配電裝置、成套配電裝置三類。110kV配電裝置一般多采用戶外GIS配電裝置及戶外支持管型母線，35kV及以下配電裝置采用戶內(nèi)開關(guān)柜。配電裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合電氣主接線的設(shè)計(jì)，通過配電裝置的運(yùn)行來考驗(yàn)主接線是否合理，即在技術(shù)上要做到安全可靠，運(yùn)行上靈活方便，并能保證運(yùn)行人員及維修人員的安全。

2.6過電壓保護(hù)與接地。通過安裝避雷針防范直擊雷，在進(jìn)線上架設(shè)避雷線及安裝閥型避雷器抵御雷電侵入波。不接地或經(jīng)消弧線圈接地的變壓器中性點(diǎn)，可不設(shè)保護(hù)裝置，但多雷地區(qū)且中性點(diǎn)引出時(shí)，仍然應(yīng)該安裝避雷器。過電壓保護(hù)接地應(yīng)在接地網(wǎng)增設(shè)垂直接地極，并且接地網(wǎng)電阻應(yīng)<0.5Ω，否則應(yīng)采取降阻措施。

3、電氣二次部分設(shè)計(jì)

在電力系統(tǒng)中，對(duì)于監(jiān)視、測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、操縱回路和信號(hào)回路以及控制電纜均屬于二次設(shè)計(jì)內(nèi)容。二次設(shè)計(jì)應(yīng)采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控，并實(shí)現(xiàn)“四遙”功能，圖5為計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)方案配置圖。110kV控制保護(hù)采用集中布置方式，35kV及以下設(shè)置一體化開關(guān)柜。直流系統(tǒng)采用220V鉛酸蓄電池組，配備2套充電裝置。

圖5計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)方案配置圖

二、變電站造價(jià)管理方面的探討

1、變電站造價(jià)管理中存在的不足

變電站是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，建設(shè)周期長(zhǎng)，項(xiàng)目組成及設(shè)備安裝工序復(fù)雜，且影響其穩(wěn)定性的因素教多，這給變電站設(shè)備的安裝運(yùn)行帶來了極大風(fēng)險(xiǎn)。因此，科學(xué)合理的設(shè)備安裝設(shè)計(jì)是投資控制、工期與工程質(zhì)量的保障，在適當(dāng)?shù)某杀鞠卤ＷC設(shè)備的正常運(yùn)行，提高整體效益是今后電氣設(shè)備建設(shè)的目標(biāo)。

1.1管理制度不嚴(yán)格

在設(shè)備安裝初期，設(shè)計(jì)者往往不會(huì)很完善的去設(shè)定施工計(jì)劃方案，使得在施工過程中還要不斷改進(jìn)方案，讓整個(gè)施工過程缺乏統(tǒng)一規(guī)范進(jìn)度標(biāo)準(zhǔn)，材料的整理與提交無法與施工同步，影響項(xiàng)目審核。另外，在造價(jià)的公開方面向公眾展示得也不夠充分。由于變電站的電氣設(shè)備不能大量在城市中建設(shè)，因此農(nóng)用地成為了最佳選擇，大型的機(jī)械設(shè)備難以進(jìn)人農(nóng)田等施工現(xiàn)場(chǎng)，且這種施工會(huì)影響到農(nóng)民耕種，形成一定的社會(huì)問題。若是沒有及時(shí)加以解決，會(huì)使工程進(jìn)度受阻甚至被迫停工。

1.2施工定額計(jì)量不完善

定額計(jì)價(jià)法雖說已經(jīng)使用了很多年，但還是缺乏一定的靈活性，不利于招標(biāo)投標(biāo)活動(dòng)的開展。施工企業(yè)不夠重視信息積累，導(dǎo)致施工定額的規(guī)劃力度不夠，無法準(zhǔn)確控制材料的消耗，領(lǐng)料單、任務(wù)單無法有效保障施工過程中材料、機(jī)械與人力的消耗。

1.3管理組織不嚴(yán)密

目前大多施工都是外包形式，但在實(shí)際操作手中，承包制相當(dāng)于實(shí)報(bào)實(shí)銷，無法真正有效的對(duì)成本起到控制作用。例如，工程的進(jìn)度與施工組織沒有安排合理進(jìn)度，沒有按規(guī)范審核報(bào)價(jià)與材料。

2、造價(jià)管理措施

2.1全面考量

在設(shè)計(jì)方案上應(yīng)對(duì)多個(gè)方案進(jìn)行比較，從成本、時(shí)間及效益方面選出最優(yōu)方案。在招標(biāo)投標(biāo)過程中要保證公平、公正、公開，達(dá)到建設(shè)方與施工方的雙贏。

2.2優(yōu)化定額計(jì)價(jià)

必須收集有效的造價(jià)資料，對(duì)相關(guān)資料進(jìn)行整理分類，對(duì)比其中相同不同之處，例如對(duì)編制技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)方面做細(xì)致認(rèn)真的進(jìn)行分析調(diào)查，綜合考慮各項(xiàng)因素來保證資料分析結(jié)果的有效性。

2.3嚴(yán)格造價(jià)管理

項(xiàng)目的建立單位應(yīng)每月及時(shí)對(duì)工程進(jìn)度以及造價(jià)進(jìn)行審核，發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)解決，保證施工質(zhì)量。對(duì)于施工設(shè)備、材料的采購(gòu)上需貨比三家，并提供有效票務(wù)信息。同時(shí)，加強(qiáng)資金的支付管理，根據(jù)施工進(jìn)度安排全局掌控資金流向，以減少資金浪費(fèi)及占用，降低資金籌措帶來的利息支出。

三、結(jié)語

變電站作為電力系統(tǒng)中重要的節(jié)點(diǎn)，近年來采用了許多新的技術(shù)，綜合自動(dòng)化技術(shù)是發(fā)展方向，但一次設(shè)備模式變化不大。在變電站電氣設(shè)計(jì)中應(yīng)本著具體問題具體分析的原則充分考慮變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用、負(fù)荷性質(zhì)、出線回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)、周圍環(huán)境及變電站規(guī)劃容量等條件和具體情況，在滿足供電可靠性、功能性、具有一定靈活性的前提下盡量?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)方案，精選設(shè)計(jì)手段，加強(qiáng)造價(jià)方面的管理與控制，不斷的探索和完善。

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