变电站电气一次设计探讨

杨 猛

南京星源电力技术咨询有限公司

变电站电气一次设计探讨

杨 猛

南京星源电力技术咨询有限公司

电力是国民经济的基础，变电站又是连接发电厂和用户的枢纽，而一次电气设备构成变电站的基本单元。在变电站的设计过程中，电气一次设计是设计的关键，电气一次设计的安全和稳定是保证电网正常运行的重要条件。本文首先分析了变电站电气一次设计的基本要求及原则，并详细探讨变电站一次设计的平面布置、设备选择、布线等设计，旨在为相关工作提供参考。

变电站；一次设计；方法；要点

1、变电站电气一次设计的基本要求

设计变电站电气一次设备的时候，主要内容有输电线路、变压器、断路器、发电机、电力电缆、隔离开关等设备，其中最重要的就是变压器。变电站应用中存在转换高低电压的作用，会严重影响电网运行的可靠性和安全性，设计变电站电气一次设备的过程中，应该切实满足设计的基本原则和需求，也就是要符合制定区域的电网规划和设计方案，对主线接线方式进行确定的时候，不仅需要分析可靠性，也应该分析灵活性，对整体结构和设备性能进行优化，以便降低占地面积。电气设备应质量可靠、安全经济、性能良好、检修率低。

2、一次设计原则

变电站电气一次设计的基本原则有三，第一需要针对所划分区域电力需求实施设计，满足变电量需求，做到设计优化；第二应该采用可靠的标准接线方式，以确保变电站设备日常运行的安全稳定性，同时确保主接线路的调整灵活性；第三要确保变电站基于多需基础上运行。

3、布置电气平面

对场地因素进行充分分析，对施工场地的情况进行勘察设计，制定设计规划，然后设计变电站电气一次设备，最终形成总体设计方案。设计一次设备的时候，垂直空间中不能设计电容器，避免电容器干扰计算机设备，提升电力系统运行安全性和可靠性。

4、选择电气设备

4.1 变压器

4.1.1 变压器容量的选择。变电站主变压器容量主要根据变电站供电片区负荷发展情况确定，一般可根据供电区5～10年的用电负荷发展情况确定，同时还要结合地区电力平衡综合考虑，使得整个地区容载比处于一个合理的水平。一般220kV变电所的容载比可取1.6～1.9，35～110kV变电所的容载比可取1.8～2.1。如果主变压器容量过小，长期过载运行对主变压器的运行、绝缘非常不利，严重影响供电安全和供电可靠性。相反，主变压器容量选择过大，则一次性投资大，且低负载率运行主变压器损耗也相应增大，造成很大浪费。

4.1.2 变压器数量。变电站应安装2台变压器，当其中一台变压器出现故障时可以将其负荷自动的转移到正常运行的另一台变压器，保障电力的正常供应。但如果供电区域用电需求不大，一次性安装两台主变压器很不经济，安装一台主变压器也是可以的。

4.1.3 变压器型式的选择。变压器绝缘方式主要分两种：油浸式和干式。干式变压器优点是无绝缘油，不易发生火灾，安全性好，体积小，不需要专门设计事故排油或储油设施，对运行环境要求不高，安装方便，主要用于10kV及以下的配电变压器。35kV及以上变压器容量大，大部分属于有载调压，现有制造技术很难实现干式，所以变电站主变压器几乎都采用油浸式变压器。

4.2 设计主接线

电气主接线是设计变电站电力系统的关键内容，在设计电气主接线前提下完成继电保护、配电装饰、自动化系统等，会对变电站正常运行产生重要影响，此过程中应该对稳定性、灵活性、经济性进行分析，可以从以下几方面分析接线形式。

4.2.1 选择双电源形式，主要就是利用I型接线方式进行处理，此外能够连接其他变电电路，变压器连接高压测线线路，依据母线分段的方式来处理低压线路，不需要使用很多高压设备，具备灵活、清晰的线路性质。实际操作中比较少连接高压设备，存在相对小的占地面积，高压线如果出现故障，能够通用主变压器，若某个电源出现失效的现象，利用继电保护方式进行自动切换，在符合功率转移规范的前提下设计。

4.2.2 选择单母线形式，这种设计方式主要包括两种电源进线方式，一路作为备用、一路作为主线，依据单母线方式连接高压线路，以便能够稳定安全地运行供电系统。如果电源出现故障，利用连接备用低压接线两段母线来对系统进行供电恢复。实际操作中应用备用电源接线，具有成本较高和工艺复杂的的特点，适合应用在城市供电网中高功率转移、大电需求的场合中。第三，选择内桥连接形式，这种技术能够在电网中接入两路接线，系统中接入高压线内桥，有机结合低压线，以便形成四回路供电系统，断路器保护系统不需要过多，因为系统中存在多回路，降低系统灵活性，出现复杂的运行程序，如果变压器故障，存在两个以上断路器，对故障线路进行切断，适合用在频繁操作的电路中。

5、临时供电方案设计

由于设计变电站往往是运行中的变电站，在变电站设计的同时还需兼顾对周边用户供电的任务，应证供电可靠性及安全性。此时，一个好的临时供电方案对节约工程量、降低施工难度及减少临时停电时间有非常大的影响。临时供电方案往往有以下几种类型：

5.1 利用周边变电站与本站低压出线的联网线路将负荷进行转移。

5.2 在变电站预留场地新建配电装置，将原负荷改接至新的配电装置后再对原设备进行设计。

5.3 在原配电装置室内，先拆除部分旧设备，将其负荷改接至未拆除设备上，在做好相关安全防护措施前提下新建配电装置，再将所有负荷改接至新的配电装置后对剩余设备进行设计。

5.4 两台主变的变电站可按每次一台对主变进行设计，其负荷由另一台主变转供；该方案宜与方案一相结合，或选择负荷较小的月份进行设计。

结语

总而言之，变电站改建中变电一次设计是一项系统的工程，变电一次设计对变电站情况进行综合考虑，抓住主要矛盾，全面推进变电一次设计工作。为我们国家的经济发展以及电力系统的设计，贡献出应有的力量。

[1]李根富.变电站电气一次设计探讨[J].广东科技，2013，20：84-85.

[2]姜玉贤.浅谈110kV变电站电气的一次设计[J].科技资讯，2011，36：93.

[3]李莉平.浅析110/220kV变电站电气一次主接线设计[J].通讯世界，2015，23：178-179.

[4]黄莉迪.城市110kV变电站电气一次设计探讨[J].信息化建设，2016，07：302.