探讨变电所电气设计

李浩铭

（辽宁广播电视台 110004）

摘 要：随着电力行业的不断发展，人们对电力的需求也越来越大，在现代的在电力系统中，变电站主要任务肩负着电压变换。变电是电力系统的主要组成部分，电能只有经过升压输送到用电地区后，送到用电区后需要经过降压处理，居民才能正常使用。变电所在电压的调节过程中，承担着升压和降压的重任，变电所的设计是否合理影响着电力负载的供电可靠性，影响着电力系统的安全运行。

关键词：变电所；电气；设计

引言：

变电所设计的主要内容有变电所的总体分析、变电升压降压的选择、电气主线设计、短路电流计算、配电装置、总平面设计等。随着我国经济的快速发展，人民生活水平的不断提高，对电力的需求逐步增大，变电所要保证居民的正常用电。为了让更多的地区能用上电，在没有电力设施的地区兴建变电所。

一、主接线方面的设计

在现有的发电系统里面，主接线是非常重要的构成部分。如果要获取断路器和变压器的工作原理、连接方法，可以依靠主接线的连接来达成。连接后，能够实现电流在发电系统中的生产、转换和输送。在电网建设中，选择合适的设备型号，或者是设计用来保证自动控制电路和电路正常运行的配电装置等，这些方面往往都受到主接线的设计影响。所以，主接线设计对系统安全的灵活性、经济性有决定性影响。我们可以通过举例来说明，例如，变电所为220kV侧有8回出线，110kV侧有10回出线。

二、主变压器方面的设计

一般说来，在变电站或者发电厂里面，在电压等级不同的条件下，使用的变压器如果能够使它们间的功率完成交换，这种变压器就叫做联络变压器。如果变压器可以向电力用户、系统传输功率，这种变压器就是主变压器。通常情形下，在选择主变压器时，要考虑到它的负载能力和容量方面的因素，一般在建成后的五年到十年内，供电量都要能满足需求。甚至要考虑将来的十年到二十年内的发展前景。实际设计中，主变压器停止运行时，其他的变压器容量要具备满足居民用电两个级别的负荷能力。如果变电站位置偏远，可以安排三个主变压器同时运行，以防突发事故带来的影响。

三、电气设备的设计

1、 对于高压断路器的设计：高压断路器的额定电压要比电网的额定电压要稍大些，避免电网的额定电压过大，对设备在成损坏，导致变电所大量的资金浪费。在设备的设计上，变电所要选择专业的人才进行设计，避免所购置的高压断路器不能使用，造成资金浪费和造成人员财产伤亡。高压断路器经校正后的额定电流要不小于通过短路器的最大持续工作电流。在设计的过程中，设计人员一定要细心留意，仔细比对。例如，一般情况下，根据电压和电流的需求设计的LW11A-126/1600型户外高压交流SF6断路器设计较好。首先这种断路器由三个直立的灭弧室、操动机构、框架和支柱组成。这种设计能够提高用电的安全性能，在使用的过程中，能够避免造成人员伤亡和财产损失。

2、 高压隔离开关的设计：在变电所使用的过程中要选择高压隔离开关的额定电压应大于装设处电路所在的电网的额定电压的高压隔离开关。同时，在设计的过程中，对电流也有要求，高压隔离开关经校正后的额定电流应大于装设电路的最大持续工作电流。现在可以设计智能型的高压隔离开关，这种开关主要选择ARM与CPLD微处理器进行高压隔离开关智能控制器的设计与开发，ARM能够较好地支持通信网关工作，CPLD具备集成度高、编程灵活、开发周期短、设计成本低、保密性强等特点，智能隔离开关的优势比较突出，这些特点使得设计出的高压隔离开关智能控制器具备较快的处理速度和较高的抗干扰性能，但是这种智能型高压隔离开关还没有进行大电量的推广和应用，目前采用的高压开关根据额定电压电流主要设计GW4A-126D/630型户外高压交流隔离开关。GW4A系列隔离开关主要由双柱水平回转式结构，由隔离开关主体、接地开关及操动机构三部分组成。

对隔离开关进行手动操作时，工作人员需要带上绝缘手套，避免人体与电流直接的接触，造成人员伤亡和生命财产的损失；如果天气不好，下起了大雨，在雨天对隔离开关进行操作时，需要带防雨罩的绝缘罩和绝缘靴等绝缘设备。操作手动控制刀闸时，动作要敏捷，迅速将开关，将要结束时要防止电压冲击过大。合上刀闸后，要对接触面的完好性进行检查。

3、电压互感器的设计：对于电流互感器的设计，要根据变电所的实际电压情况进行选择，根据不同的作用设计不同的电压互感器。电压互感器的基本结构和变压器很相似，它也有两个绕组，一个叫一次绕组，一个叫二次绕组。两个绕组都装在或绕在铁心上。两个绕组之间以及绕组与铁心之间都有绝缘，使两个绕组之间以及绕组与铁芯之间都有电气隔离。对于不同的环境条件可以设计不同的电压互感器。例如，设计干式电压互感器适合用在6kV以下空气干燥的屋内配电装置；浇注式电压互感器设计适合用在3-35kV屋内配电装置；油浸式电压互感器设计适合用在10KV以上的屋外配电装置，当中普通式油浸互感器设计适合用在3-35kV配电装置，串级式油浸互感器适合用在110kV以上的配电装置。[1]

4、电流互感器的设计：对于电流互感器的设计是由安装的地理位置来决定。6-10kV屋内用电流互感器，可以选择穿墙式和浇注式；对于35kV及以上电力配电装置，一般要设计油浸瓷箱式绝缘结构的电流互感器。交流电感器的实际设计要根据具体的情况进行选择。

四、电力设备的维修

设备故障的发生通常情况下与设备的使用时间长短有关系，在电气设备的使用过程中，要注意养成随时检查的好习惯。变电所要设置相应的制度定期对变电所的设备进行检查和维修。预防性的维修也可以防止设备的故障发生，但是也有些事故是维修不能避免的，这就需要变电所储备高素质的人才，对出现故障后的设备能够及时进行维修。对于有些维修人员不能解决的故障，变电所要及时找专门的维修部门来进行及时修理。在电气设备维修的过程中，要根据便利性原则、费用原则、储备原则、可靠性原则对电器设备进行维修。

结束语：

电器设备是变电所的主要设施设备，电力设备正常才能保障变电所的正常运行，随着电力系统的不断发展，对电气设备安全、经济、可靠的性能提出了要求。电气设备维修是电力行业的重要组成部分，对电力设备的维修必须要采取科学严谨的态度。电力行业的发展推动了国民经济的发展，对居民的生产和生活都产生影响。电气设备发生故障就不能保证正常的电力供应，就会影响居民生活用电的同时，影响工厂企业的正常生产，造成严重的经济损失。

参考文献：

[1]韩柏. 220kV变電所电气系统设计分析[J]. 交通科技与经济，2013，06：111-113.

[2]陈哲平. 关于500kV变电所电气设计的几点探讨[J]. 科技与创新，2016，17：159.endprint