劉文慧

【摘要】變電站是電力系統(tǒng)中不可或缺的一部分，它肩負著電壓轉(zhuǎn)換、電能分配的重任。本文從高壓變電站一次設(shè)計要點分析，著重闡述了電氣主接線設(shè)計、主變壓器選擇、配電裝置以及平面設(shè)計等問題，并提出了優(yōu)化策略。

【關(guān)鍵詞】高壓變電站；電氣一次設(shè)計；電氣主接線

變電站電氣一次設(shè)計的主要包括變壓器、發(fā)電機、隔離開關(guān)、斷路器、輸電線路以及電力電纜等電氣設(shè)備的設(shè)計。發(fā)電、輸電以及配電過程都是依靠變電站電氣一次設(shè)備之間的相互連接而進行的。變電站電氣一次設(shè)備的各個零件運行是否正常、一次回路與二次回路是否正確，除了會影響變電站的正常運行，還會影響到整個電力系統(tǒng)的正常工作。

1.高壓變電站一次設(shè)計時應(yīng)注意的問題

1.1主接線設(shè)計

變電站的主接線電器設(shè)計是電氣設(shè)計的重要組成部分，它是根據(jù)電網(wǎng)中的地位、出線數(shù)量、回路數(shù)以及設(shè)備的特點來確定的，同時在設(shè)計的過程中我們還需要注意供電荷載控制，在滿足供電可靠性、運行靈活性以及操作方便的基礎(chǔ)上節(jié)約能源，同時擴大要求，也就是我們常說的經(jīng)濟、靈活和可靠性要求。

在經(jīng)濟性方面，變電站電氣主接線設(shè)計要從方便維修、操作，節(jié)約投入成本、擴大建設(shè)規(guī)模等方面進行，同變電站高壓側(cè)采用斷路器較小或者之間不采用斷路器來進行接線。在電氣設(shè)計中，以一次設(shè)備的選擇除了保證接線有效、科學、安全的同時，我們要盡可能的選擇經(jīng)濟、合理的電氣設(shè)備和線路，對于變電站的占地面積、主接線設(shè)計等工作都應(yīng)當盡可能的選擇合理的技術(shù)和方法。以高壓變電站的電氣接線設(shè)計為例進行分析。接線設(shè)計的過程中要采用雙母線、單母線兩種線路配合，從接線的方式上選擇科學的線路開關(guān)設(shè)計標準，從斷路器中推出設(shè)備，并且將電氣線路投入到使用中，以此作為變壓器、設(shè)備檢修的格力體系，取消那些沒有必要的系統(tǒng)安全運行情況。考慮到上述種種原因，取消高壓側(cè)出現(xiàn)開關(guān)、隔離開關(guān)以及斷路器開關(guān)都需要嚴格按照控制目標進行。綜上述種種原因分析，我們在高壓的變電站設(shè)計中，我們可以取消那些除了側(cè)出現(xiàn)之外的側(cè)進隔離開關(guān)。對于那些敞開式的設(shè)備而言，在斷路器的選擇上我們還可以設(shè)置一些現(xiàn)場檢修要點，必要的時候還可以直接設(shè)置安全隔離帶，從而保證周圍設(shè)備運行環(huán)境安全。在這個過程中，組合器是斷路器的重要組成部分，隔離開關(guān)、電流電壓互感器是一個集成設(shè)備，通常都是按照絕緣結(jié)構(gòu)進行維修的。隨著設(shè)備制造水平的提高，設(shè)備可靠性大為提高，因此為開關(guān)檢修設(shè)計的斷路器兩側(cè)隔離開就關(guān)失去了存在的必要性和實際應(yīng)用價值。

1.2高壓變電站的典型接線方式

在高壓變電站電氣設(shè)計中，主要考慮的就是終端變電站以及中間變電站。前者變電站則接近高壓變電站負荷中心，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(xiàn)這一分配的主要是通過兩臺主變來實現(xiàn)的。終端變電站的高壓側(cè)主接線形式有三種：單母線接線；內(nèi)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220kV變電站的高壓側(cè)主接線，且單母線分段的接線方式則是用在220kV變電站的低壓側(cè)主接線。

3.電氣一次設(shè)備的選擇注意問題

3.1變電器的選擇

變電站變電器的設(shè)計應(yīng)當要把主變壓器作為設(shè)計的關(guān)鍵，設(shè)計人員對變電器的設(shè)計就是對主變壓器的選擇與設(shè)計。對于高壓變電站，其主變壓器的選擇與設(shè)計應(yīng)當充分考慮以下內(nèi)容：①一些具有冷卻功能的設(shè)備應(yīng)當根據(jù)主變壓器的外部工作環(huán)境、本身結(jié)構(gòu)特征以及具體容量來決定；②變電器的選擇應(yīng)當以確定的有載調(diào)壓或無激磁調(diào)壓方式來決定；③必須嚴格按照電力系統(tǒng)要求設(shè)備的相數(shù)、繞組數(shù)、繞阻的接線組別等的實際需要作為最終變電器確定的條件。

3.2斷路器的選擇

斷路器的選擇會對變電站運行的安全性產(chǎn)生重要影響，因此設(shè)計人員應(yīng)當對斷路器的選擇給予充分的重視。①設(shè)計人員應(yīng)當盡可能延長斷路器的使用壽命以及保證其性能發(fā)揮正常，盡量選擇安裝方便，簡于檢修的斷路器；②斷路器的選擇應(yīng)當確保其在電力系統(tǒng)合閘運行時還具備足夠的導電性，以保證在負荷電流以及短路電流通過時，設(shè)備還具有良好的動穩(wěn)定性能與熱穩(wěn)定性能。

4.電氣接地設(shè)計

在實際的變電站設(shè)計建造過程中，為確保變電站電氣一次設(shè)備的正常運行以及避免施工人員因觸電而發(fā)生安全事故，一般會將電氣設(shè)備的某部分與大地進行良好的連接，這就是我們所說的電氣接地設(shè)計。電氣接地除了可以有效防止觸電，還可以避免電氣一次設(shè)備的機械性損害，有效避免火災(zāi)、爆炸的發(fā)生。一般地，變電站電氣一次設(shè)備的正常接地裝置主要是由接地體與接地線組成，接地體一般分為自然接地體與人工接地體兩種，最常用的是自然接地體，接地體多采用角鋼，只要將其端部削尖，則可直接打入地中；而接地線一般都采用扁鋼或圓鋼。

接地體一般是環(huán)繞著變電所進行敷設(shè)，而變電所的高壓配電室與低壓配電室分別有兩處都與接地體連接，變壓器只有一點與接地體連接起來的。另一方面，變電所內(nèi)高壓配電室、低壓配電室與變壓器室均在室內(nèi)用扁鋼連接成一整體。最后，接地電阻的計算值應(yīng)當滿足高壓小接地系統(tǒng)的保護接地以及低壓電氣設(shè)備保護接地與工作接地電阻計算值。

5.電氣防雷設(shè)計

電氣防雷設(shè)計主要是為了避免直擊雷與雷電過電壓的傷害，變電站電氣一次設(shè)備的防雷保護設(shè)計主要有三種，即直擊雷保護、雷電過電壓保護以及接地防雷保護。直擊雷保護即指變電站采用屋頂避雷帶避免直擊雷的侵害，這是因為變電站配電裝置主要是全戶內(nèi)布置的，屋頂避雷帶應(yīng)使用熱鍍鋅扁鋼，同時應(yīng)當將其牽引到下部分與主接地網(wǎng)安全連接；而雷電過電壓保護主要是指為避免線路侵入雷電波造成電壓過高，因此在高壓進線與低壓母線上分別安裝特定的避雷器；接地防雷保護是指變電站接地方式主要以水平接地體為主，以垂直接地極作為輔，另外主接地網(wǎng)應(yīng)當選擇6mm×6mm的鍍鋅扁鋼，垂直接地極則應(yīng)當選擇50mm×50mm×2500mm鍍鋅角鋼。最后，設(shè)備引下線最好選擇60mm×8mm鍍鋅扁鋼。接地防雷設(shè)計應(yīng)當盡可能布置在配電站之外的空地中，同時要將接地極深埋；主接地網(wǎng)的接地電阻應(yīng)當小于0.5Ω，還要注意在經(jīng)常出入的大門處設(shè)置一些與主接地網(wǎng)連接的均壓帶。

6.結(jié)語

綜上所述，變電站電氣的一次設(shè)計是一個綜合工程，它是電力系統(tǒng)項目設(shè)計中的一個重要組成部分。要想做到變電站電氣一次設(shè)計的完美實現(xiàn)，除了有一份成功的變電站電氣設(shè)計方案之外，還需要注意諸如配電器、電氣設(shè)備以及接線方式等方面的選擇問題，只有這樣，才能使變電站在實際的運行中獲得最大的效益，才能使變電站電力系統(tǒng)實現(xiàn)用電的安全性，才能最終確保電力系統(tǒng)較高的經(jīng)濟效益以及社會效益。

參考文獻

[1]楊耀杰，姚凱.變電所電氣一次部分設(shè)計[J].科技資訊，2010.

[2]江才楊.淺議變電站電氣一次設(shè)計的具體要點[J].變電設(shè)計，2008（28）.