淺議變電站電氣一次設(shè)計(jì)

謝盟

（證件號(hào)碼：130632198612074836）

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的逐漸進(jìn)步，城市化進(jìn)程逐漸加快，變電站的電氣設(shè)計(jì)成為現(xiàn)代化發(fā)展中必不可少的一部分。文章對(duì)變電站電氣一次設(shè)計(jì)所要遵循的相關(guān)原則進(jìn)行了總結(jié)，對(duì)變電站電氣一次設(shè)計(jì)中涉及到的電氣主接線設(shè)計(jì)、電氣防雷保護(hù)設(shè)計(jì)、電氣接地保護(hù)設(shè)計(jì)、日常照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電氣一次設(shè)備的合理選擇等關(guān)鍵要點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)和分析，以便更好的提高變電站電氣一次設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：變電站；電氣一次；設(shè)計(jì)

一、變電站電氣一次設(shè)計(jì)所要遵循的相關(guān)原則

在我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中，變電站的優(yōu)化構(gòu)建是關(guān)鍵步驟之一，所以在實(shí)施變電站的電氣一次設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該遵循下列原則： （1）變電站應(yīng)該采用技術(shù)性能較強(qiáng)以及可靠性較高、噪音量較低以及檢修率較少的主電氣設(shè)備。（2）所應(yīng)用的主接線方式力求滿足可靠性以及靈活性的相關(guān)要求。（3）所進(jìn)行的相關(guān)設(shè)計(jì)應(yīng)該充分滿足相應(yīng)區(qū)域中已經(jīng)規(guī)劃好的電力負(fù)荷總量以及中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)所需的充足變電容量的具體要求。（4）力求所進(jìn)行的設(shè)計(jì)能夠充分滿足高效運(yùn)行以及高自動(dòng)化、低通信誤碼的相關(guān)要求。（5）在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要力求在占用較小范圍的土地面積的基礎(chǔ)上選用性能較為優(yōu)良且體積較小的電氣設(shè)備，并要求整個(gè)設(shè)計(jì)合理緊湊，達(dá)到節(jié)約資源的實(shí)際目的。

二、變電站的電氣一次設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、電氣主接線設(shè)計(jì)

主接線方式的設(shè)計(jì)不僅直接關(guān)乎系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和靈活性，也影響繼電保護(hù)、控制方式、自動(dòng)裝置等。變電站電氣主接線的設(shè)計(jì)可以說(shuō)是電氣設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。故在設(shè)計(jì)主接線方式時(shí)應(yīng)依次考慮其可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性，即使其能夠良好的適應(yīng)系統(tǒng)不同的運(yùn)行狀態(tài)，分別滿足變壓器在調(diào)度、擴(kuò)建、檢修情況下的不同需求，盡量不用或減少斷路器接線、簡(jiǎn)化二次回路和繼電保護(hù)、節(jié)約占地面積等。

設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際需要確定接線方式，根據(jù)實(shí)際施工情況、需要綜合考慮實(shí)用性、安全性以及經(jīng)濟(jì)性，選擇最佳的一次接線方式。變電站最常用的主接線方案有四種，即單母線接線方式、雙母線接線方式、單母線分段接線方式以及雙母線分段接線方式，各個(gè)接線方案都有自己的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)。單母線接線一般只適用于一臺(tái)發(fā)電機(jī)或一臺(tái)主變壓器的以下三種情況：110-220kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò)2回；35—63kV配電裝置的回路數(shù)不超過(guò)3回；6-110kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò)6回。單母線分段接線方式適用于線路較長(zhǎng)（故障多），而主變年負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)高（不經(jīng)常切換）且無(wú)功率穿越的場(chǎng)合。單母線分段接線方式適用于110-220kV配電裝置出線回路數(shù)為3-4回時(shí)；35-63kV配電裝置出線回路數(shù)為4-8回時(shí)；6-10kV配電裝置出線回路數(shù)為6及以上時(shí)。雙母線分段接線方式適用于主變年負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)低（經(jīng)常切換），而線路較短（故障少）或有功率穿越的場(chǎng)合。

2、電氣接地保護(hù)設(shè)計(jì)

電氣接地設(shè)計(jì)指的是，將電氣設(shè)備的某部分與大地進(jìn)行良好的連接。因?yàn)?，在?shí)際的變電站設(shè)計(jì)建造過(guò)程中，電氣接地設(shè)計(jì)既可以有效防止觸電，又可以避免電氣一次設(shè)備的機(jī)械性損害，同時(shí)還可以有效避免火災(zāi)、爆炸的發(fā)生。這樣，在確保變電站電氣一次設(shè)備的正常運(yùn)行的情況下，又避免了施工人員因觸電而發(fā)生安全事故。電氣接地設(shè)計(jì)中的正常接地裝置主要是由自然接地體、人工接地體兩種接地體和接地線組成。其中，自然接地體最為常用。將接地體端部削尖，就可以直接打入地中。根據(jù)低壓電氣設(shè)備保護(hù)接地與高壓接地系統(tǒng)的保護(hù)接地確定接地電阻的計(jì)算值。然后，環(huán)繞變電所敷設(shè)接地體。變壓器只有一點(diǎn)與接地體連接，而變電所的低壓、高壓配電室都各有兩處與接地體連接，變壓器室與變電所內(nèi)高壓、低壓配電室與均在室內(nèi)用扁鋼連接成一整體。另外，接電體多采用角鋼；而接地線一般都采用扁鋼或圓鋼。接地保護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)將接地極深埋，并盡可能布置在配電站之外的空地中；接地保護(hù)主要以水平接地體為主，以垂直接地極作為輔，主接地網(wǎng)的接地電阻應(yīng)當(dāng)小于0.5Ω，選擇鍍鋅扁鋼，尺寸為6mm×6mm，垂直接地極則應(yīng)當(dāng)選擇鍍鋅角鋼，尺寸為50mm×50mm×2500mm。另外，還要注意在經(jīng)常出入的大門處設(shè)置一些均壓帶，這些均壓帶與主接地網(wǎng)連接。最后，設(shè)備引下線最好選擇鍍鋅扁鋼，尺寸為60mm×8mm。

3、電氣防雷保護(hù)設(shè)計(jì)

為了避免雷電過(guò)電壓與直擊雷造成的傷害，變電站電氣一次設(shè)計(jì)必須進(jìn)行電氣防雷保護(hù)設(shè)計(jì)。防雷保護(hù)設(shè)計(jì)主要有兩種，即雷電過(guò)電壓保護(hù)和直擊雷保護(hù)。為避免線路侵入雷電波造成電壓過(guò)高，進(jìn)行雷電過(guò)電壓保護(hù)。具體是指，在10kV母線與110kV進(jìn)線上分別安裝特定的避雷器；因?yàn)樽冸娬九潆娧b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(shí)應(yīng)當(dāng)將其牽引到下部分與主接地網(wǎng)安全連接，所以，變電站采用屋頂避雷帶避免直擊雷的侵害，即直擊雷保護(hù)。

4、日常照明系統(tǒng) 設(shè)計(jì)

照明系統(tǒng)是變電站正常工作的重要輔助系統(tǒng)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)各個(gè)部門進(jìn)行事故照明系統(tǒng)和工作照明系統(tǒng)的區(qū)分與設(shè)置。在設(shè)計(jì)工作照明系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；在重要的場(chǎng)合與疏散通道、安全出口、樓梯間等都應(yīng)設(shè)計(jì)有應(yīng)急照明設(shè)備，主要是在正常照明因故障而中斷時(shí)，為工作人員提供照明，進(jìn)行疏散或者故障處理。中控室必須利用塑料的絕緣導(dǎo)線來(lái)進(jìn)行暗敷，其與的地方可以采用明敷來(lái)完成布線。變電站的外部照明線路應(yīng)選擇鍍鋅鋼管來(lái)進(jìn)行敷設(shè)。

5 、電氣一次設(shè)備的合理選擇

（1） 斷路器的選擇

斷路器的選擇會(huì)對(duì)變電站運(yùn)行的安全性產(chǎn)生重要影響，因此設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)斷路器的選擇給予充分的重視。①設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)盡可能延長(zhǎng)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(jiǎn)于檢修的斷路器；②斷路器的選擇應(yīng)當(dāng)確保其在電力系統(tǒng)合閘運(yùn)行時(shí)還具備足夠的導(dǎo)電性，以保證在負(fù)荷電流以及短路電流通過(guò)時(shí)，設(shè)備還具有良好的動(dòng)穩(wěn)定性能與熱穩(wěn)定性能。

（2）變電器的選擇

變電站變電器的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)要把主變壓器作為設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，設(shè)計(jì)人員對(duì)變電器的設(shè)計(jì)就是對(duì)主變壓器的選擇與設(shè)計(jì)。以110kV 變電站為例，其主變壓器的選擇與設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)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(dāng)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(lái)決定；②變電器的選擇應(yīng)當(dāng)以確定的有載調(diào)壓或無(wú)激磁調(diào)壓方式來(lái)決定；③必須嚴(yán)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(shí)際需要作為最終變電器確定的條件。

三、結(jié)語(yǔ)

總而言之，變電站電氣一次設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)性、復(fù)雜性的工作，其設(shè)計(jì)水平在很大程度上關(guān)系著變電站的運(yùn)行質(zhì)量。設(shè)計(jì)人員應(yīng)該從電氣主接線、高壓配電器以及設(shè)備接線方式三個(gè)方面進(jìn)行深入研究，以保證良好的設(shè)計(jì)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 覃予春.35kV 變電站電氣一次部分設(shè)計(jì)技術(shù)分析[J].科學(xué)之友.2012，（14）：22-23

[2] 李澤宏.淺談變電站電氣一次主接地網(wǎng)的設(shè)計(jì) [J]. 中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品.2013（18）：80

[3] 劉寶成.低電壓大電流法檢測(cè)接地網(wǎng)技術(shù)的研究與應(yīng)用 [J]. 天津電力技術(shù). 2000（02）：37-41+50