变电站电气一次设计与设备选择解析

王晓瓯

摘 要：电力行业的快速发展使得电力网络规模不断扩大，人们对电网配电的安全性和可靠性也提出了更高的要求。电力供应离不开变电站的支持，即电力企业需要根据人们的用电需求来调整和转变变电站的电压。文章结合社会发展对变电站电气设计提出的要求，就变电站电气一次设计和设备选择应用问题进行探究。

关键词：变电站;电气一次设计;设备选择

变电站电气一次设计包含变压器、发电机、隔离开关、断路器、输配电线路、电力电缆等方面设备的设计，发电、输送点和配送电的全过程都需要依靠变电站各个电气设备的连接，由此可见，变电站电气一次设备各零件运行是否正常、一次回路和二次回路是否正确等深刻影响整个电力系統的工作。为此，文章结合当前电力系统运行发展 实际情况就如何优化变电站电气一次设计和设备选择进行策略分析。

一、变电站电气一次设计的基本要求分析

伴随电力系统的扩展升级，电力设备的更新换代速度较快，对应的电力技术水平也不断提升，在社会发展用电需求日益增加的今天怎样提升变电站工作效率，提高变电站的设计水平成为当前社会领域广泛研究和讨论的问题。变电站电气一次设计的原则具体包含以下内容：第一，变电站电气一次设计需要充分参考当地的电力需求进行设计，使当地电力需求设计能够充分满足变电量的需求。第二，按照规范的接线方式来进行变电站主要接线的连接，从而为整个变配电运行提供重要支持。第三，变电站建设面积在设计的时候不应该过大，需要在满足系统运行需求的基础上尽可能减少占地面积，为整个电力系统运行提供重要设备支持。第四，变电站电气设计需要采取措施提升电力系统自动化水平，将整个电力设备的数据信息错误率控制在较低的水平。

二、变电站电气一次设计的内容

（一）高压配电装置的选择方法。110KV变电站高压配电装置常用的布置方式包含屋内布置和屋外布置两种形式，其中，SF6完全封闭组合电器的屋内布置和安装需要消耗一定的投资成本和占地面积。屋外布置具体细分为三种类型，分别是屋外半高类型的布置、屋外居中类型的布置、屋外高型的布置。屋外居住类型的布置是将全部电气设备安装在地面设备支架上，从而能够让人们更加清晰的看见信息，执行也比较顺畅。屋外半高类型的布置主要讲母线和母线进行分割布置，在母线抬高以下位置将电流互感器、断路器等设备直接安排上即可，这种操作能够在一定程度上缩短配电装置之间的跨度，但是却在无形中增加了线路的横向面积，适合应用在进出线回路数量较多的变电站。

（二）主接线设计。变电站电力系统电气设计的主要内容包含电气主接线的设计，在主接线设计的过程中控制系统、自动化系统、继电保护、配电装饰等都是在电气主接线设计基础上完成的，深刻影响整个变电站的运行，为此，需要按照经济性、稳定性、灵活性的原则来布置接线。第一，科学选择双电源形式。双电源形式采用的是T型接线，能够实现不同电路电线的顺利连接，比如高压测线线路能够和变压器进行连接，同时，另外一侧的低压线路会采取母线分段的布置形式，在操作的过程中不需要接入大量的高压设备，增强了线路选择的灵活性，在一个电源失去效用之后通过继电保护装置的自动切换能够为电力系统稳定运行提供重要支持。第二，科学选择单母线形式。单母线接线形式的电源进线分为主线路和备用线路。高压接线通过采取单母线进行连接能够为电力系统的稳定运行提供重要支持，在电源出现故障的时候通过备用低压接线母线能够尽快恢复电力系统的供应。第三，优化内桥连接形式。在选择内桥连接方式的时候两路接线都会被接入到电网中，其中，高压线内桥会和低压线形成一个西回路供电网络，在不需要过多断路器的情况下就能够实现对电力系统的保护。

（三）主变压器的选择。主变压器的容量需要符合网络中每一类型可能运行方式中最大负荷的要求，考虑到负荷发展问题，变电站主变压器容量选择需要充分参照电力系统五年到十年的规划内容以及变压器所要求的负荷能力，实现对变电站所有用户用电负荷、变电站年度用电负荷的全面计算，根据负荷计算结果来确定变压器的容量。

（四）电气接地设计。在变电站设计建设中为了能够确保变电站电气一次设备的稳定运行，减少因为触电所引发的安全事故，一般情况下会将电气设备的某部分和大地进行连接，实现电气接地设计。通过科学的电气接地设计不仅能够有效防止触电，而且还能够在最大限度上避免电气一次设备出现机械损伤。

在一般情况下，变电站电气一次设备安全接地设置包含接地体和接地线，接地体具体细分为自然接地体和人工接地体两种，自然接地体一般采取角钢，只需要将其端部进行尖端化处理就能够确保其深深的打入到土地中。另外一个方面，变电站内部的高低压配电室、变压器等需要在室内应用边型钢铁连接在一起。

三、变电站电气一次设备的科学选择

（一）科学选择变压器。变压器的选择是影响整个变电站能否稳定运行的重要关键，为此，在变电站运行的过程中需要相关人员根据实际需要来选择主变压器，比如以110KV变电站为基本研究对象，在选择110KV变电站 变压器的时候需要充分考虑以下几个方面的内容：第一，对于一些具备冷却功能的设备需要根据主变压器的外部工作环境、自身结构特点和具体容量来选择。第二， 根据确定的有载调压或者无激磁调压方式来选择。第三，按照电力系统的运行要求来选择变压器。

（二）科学选择断路器。断路器的选择也深刻影响变电站的运行，为此，在变电站运行的过程中需要相关人员加强对断路器选择的重视。首先，在变电站运行的过程中设计人员需要结合实际情况来采取有效措施延长断路器的使用寿命，确保断路器的性能能够更好的发挥。其次，断路器的选择需要在确保电力系统合闸稳定运行的同时增强系统本身的导电性，从而确保负荷电流在通过的时候整个系统设备仍然具备较强的稳定性。最后，要求高压断路器不仅要能够接通和断开电路，而且在电路断开的时候还需要切断有故障的电流，实现对电路的有效保护。在断路器使用的时候需要注意好以下三点工作：①增强断路器的工作性能，避免断路器灭弧性能对变电站的不利影响。②断路器的灭弧性能需要稳定。③断路器的操作动作要快速。从实际应用情况来看，LW30-126的110KVSF6断路器技术参数要求如表一所示。

结束语

综上所述，变电站电气一次设计是整个电网运行的重要关键，变电站电气一次设计的安全性和合理性深刻影响整个变电站的运行。为此，在社会发展对电力需求日益增加的今天，变电站设计人员需要在相关设计规范的指导下制定出完善的变电站一次设计方案，充分考虑和规划变电站电气一次设备设计的可行性和安全性，并在变电站设备应用的过程中强化对设备使用的维修，对整个变电站运行做好科学的评估，从而在最大限度上规避整个电力系统的应用风险。

参考文献

[1] 张泽. 试论变电站电气一次侧设计与设备的选择[J]. 大科技， 2012（13）：99-99.

[2] 李福星. 变电站一次设计中主要电气设备选择[J]. 科技创新导报， 2017（26）.