變電站電氣一次側(cè)設(shè)計(jì)及設(shè)備選擇分析

朱浩

【摘要】在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展下，城市化進(jìn)程逐漸加快，電力的開發(fā)也在日益進(jìn)步與完善，變電站作為電力系統(tǒng)中最重要的組成部分，主要負(fù)責(zé)電能分配以及電壓轉(zhuǎn)換；在變電站中電氣的一次側(cè)設(shè)計(jì)與設(shè)備的選擇合理性成為了衡量整個(gè)變電站的質(zhì)量指標(biāo)；因此只有加強(qiáng)對(duì)變電站中電氣一次側(cè)設(shè)計(jì)問(wèn)題的重視，確保設(shè)備選擇的正確性，才能為我國(guó)電力系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性提供有力保障，本文根據(jù)變電站電氣一次側(cè)設(shè)計(jì)與設(shè)備選擇的重要性對(duì)其進(jìn)一步作出探討。

【關(guān)鍵詞】變電站；電氣一次側(cè)設(shè)計(jì)；設(shè)備選擇

電力作為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的一個(gè)基礎(chǔ)，是其中不可或缺的支柱產(chǎn)業(yè)；隨著我國(guó)電力事業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)電力的要求也在不斷提高，變電站的規(guī)模與數(shù)量正在急速增加，這使得電力行業(yè)在面臨巨大挑戰(zhàn)的同時(shí)也伴隨著機(jī)遇，尤其是在變電站進(jìn)行供電過(guò)程中，其供電安全性與可靠性受到越來(lái)越多的關(guān)注；而電氣一次側(cè)設(shè)計(jì)與電氣設(shè)備的選擇，對(duì)整個(gè)變電站的運(yùn)行都有著極大的影響；因而只有不斷提高對(duì)變電站電氣一次側(cè)設(shè)計(jì)的工作質(zhì)量與設(shè)備的合理選擇，確保變電站的運(yùn)維工作持續(xù)穩(wěn)定，才能為我國(guó)電力系統(tǒng)的安全供給提供一份可靠保障。

一、變電站一次側(cè)設(shè)計(jì)中配電裝置的選擇

通常在110kV變電站的配電裝置中最常使用的是屋內(nèi)、屋外兩種布置方式為主，①屋內(nèi)布置方式有三方面，即斷路層屋內(nèi)布置、安置一般電器、SF6完全封閉的組合電器；這其中安置一般電器與SF6完全封閉的組合電器兩種布置方式所占地面積與投資成本均具備一致性，但相較而言，SF6完全封閉的組合電器的占地面積更小，用于屋內(nèi)布置，能很好的確保電力系統(tǒng)的運(yùn)行并完成維護(hù)，但由于其投資成本相對(duì)較高，在實(shí)際應(yīng)用中的數(shù)量并不多；在當(dāng)前一般屋內(nèi)布置多會(huì)被用于市中心或地段擁堵區(qū)域，其適用率更高。②屋外布置方式同樣分為三方面，即屋外高型布置、半高型、居中型布置法；屋外高型布置法是指將母線和母線分隔開后，對(duì)上下方位開關(guān)進(jìn)行來(lái)回重疊，從而完成布置，這類布置方式多適用在對(duì)雙母線的布置上；屋外半高型布置法主要是通過(guò)將母線與母線進(jìn)行分隔，同時(shí)將斷路器與電流互感器等相關(guān)電氣設(shè)備布置在母線抬高后下方部位即可，這種布置方式對(duì)縮短配電裝置間的跨度有著積極意義，但在一系列線路的隔離與間斷下，導(dǎo)致無(wú)法統(tǒng)一合并，從而增加了線路橫向面積；因此多適用在進(jìn)出線回路數(shù)量相對(duì)更多的變電站；居中型布置法是通過(guò)將所有電氣設(shè)備置于地面設(shè)備支架之上，對(duì)比前兩種布置方式更有優(yōu)勢(shì)，在布置中往往更清晰形象、執(zhí)行穩(wěn)定且有序、造價(jià)成本更經(jīng)濟(jì)。

二、變電站一次側(cè)設(shè)計(jì)內(nèi)容

2.1主接線設(shè)計(jì)：在進(jìn)行變電站的一次側(cè)設(shè)計(jì)中，其關(guān)鍵點(diǎn)在于中間變電站及終端變電站；終端變電站更加接近110kV變電站其負(fù)荷核心部位，通過(guò)在其間劃分兩路進(jìn)線來(lái)將電能進(jìn)行運(yùn)輸并分配至低于用戶，但要完成這一任務(wù)還需要兩臺(tái)主變?nèi)ネ瓿赏菩校欢母邏簜?cè)主接線有單母線接線、變壓器組、內(nèi)橋接線；由于一次側(cè)設(shè)計(jì)內(nèi)容復(fù)雜，所涉及范圍廣泛、電壓等級(jí)、類型均不相同，不同負(fù)荷間其技術(shù)應(yīng)用也不一致。①擬定主接線方案 電氣主接線作為一次側(cè)設(shè)計(jì)中的主要部分，要參照設(shè)計(jì)說(shuō)明書來(lái)制定要求，并擬定多個(gè)主接線設(shè)計(jì)方案；對(duì)主線的基本要求、標(biāo)準(zhǔn)等做到嚴(yán)格參考，從技術(shù)角度來(lái)對(duì)多種方案進(jìn)行優(yōu)劣勢(shì)的論證，并進(jìn)行可靠的定量計(jì)算來(lái)作對(duì)比與分析，最終確定2～3個(gè)最優(yōu)質(zhì)的主接線方案；②明確主接線用途與經(jīng)濟(jì) 當(dāng)方案確定后，分別對(duì)每一種主接線方案的費(fèi)用消耗情形進(jìn)行經(jīng)濟(jì)計(jì)算，例如設(shè)備綜合投資、年度運(yùn)行費(fèi)用等項(xiàng)目，然后通過(guò)求得綜合投資費(fèi)與年度運(yùn)行費(fèi)后作進(jìn)一步的經(jīng)濟(jì)利益對(duì)比，用最少的費(fèi)用或者償還年限來(lái)明確最終方案。

2.2短路電流計(jì)算：在對(duì)短路電流計(jì)算過(guò)程中，要使電力系統(tǒng)處理最大運(yùn)行模式，將變電站發(fā)展后的終極容量納入考量范圍，然后通過(guò)計(jì)算各元件阻抗標(biāo)幺值—阻抗網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)—短路電流計(jì)算的方式對(duì)短路時(shí)間作科學(xué)合理的估算，進(jìn)而明確短路的計(jì)算點(diǎn)。

2.3主變壓器選擇：在選擇過(guò)程中，要考慮到其容量是否符合每一種可能作為運(yùn)行方式的最大負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)以及對(duì)變壓器的常規(guī)過(guò)負(fù)荷要求，對(duì)變壓器的選擇通常參照電力系統(tǒng)5至10年的愿景來(lái)完成；因此要先對(duì)變電站的所有用戶負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算，在作出設(shè)計(jì)年度計(jì)算負(fù)荷，從而對(duì)變電站負(fù)荷增長(zhǎng)下的最大值才能選擇變壓器的容量；通常選擇過(guò)程中無(wú)論是設(shè)備的數(shù)量還是類型與容量都要進(jìn)行參考，在數(shù)量上要考慮到季節(jié)變化來(lái)決定裝設(shè)兩臺(tái)容量一樣或不同的變壓器，除此以外，多數(shù)變電站只配備一臺(tái)。

三、變電站電氣設(shè)備選擇

隨著人們對(duì)用電質(zhì)量、安全性的要求不斷提高，對(duì)變電站電氣設(shè)備在選擇中更要做到全面考量：①主變壓器 作為變電站中最關(guān)鍵的一個(gè)電氣設(shè)備，由于普通油浸式變壓器所產(chǎn)生的噪聲難以消除，若因故障起火，對(duì)人身安全形成嚴(yán)重威脅，因此在選擇主變壓器的過(guò)程中要以好的冷卻效果與絕緣性能、防爆性能較好、噪聲低、方便安裝與檢修為標(biāo)準(zhǔn)；②配電裝置 可選擇SF6完全封閉的組合電器，在同等規(guī)模設(shè)備下其占地面積更少，由于元件的封閉能使其不被環(huán)境所干擾，運(yùn)行安全可靠，維護(hù)檢修的周期長(zhǎng)，能有效減少工作量，運(yùn)行費(fèi)用較低，有利于減少設(shè)備投資成本；在選擇時(shí)要對(duì)設(shè)備的尺寸、運(yùn)輸安全長(zhǎng)度等因素進(jìn)行綜合考量。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電氣一次側(cè)設(shè)計(jì)作為電力系統(tǒng)中的重要組成部分，對(duì)于維護(hù)電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)行有著積極意義；因此在進(jìn)行電氣一次側(cè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，要充分認(rèn)識(shí)到其重要性，結(jié)合變電站的實(shí)際情況，遵循設(shè)計(jì)基本原則，對(duì)電氣主接線設(shè)計(jì)、短路電流計(jì)算、主變壓器等方面均要以科學(xué)的方式作出合理的設(shè)計(jì)；同時(shí)在進(jìn)行電氣設(shè)備選擇中無(wú)論是設(shè)備性能還是運(yùn)維檢修都要做到全面考量，以此實(shí)現(xiàn)變電站的安全可靠高效運(yùn)行，從而推動(dòng)電力企業(yè)的穩(wěn)定且長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮謙. 變電站一次設(shè)計(jì)中主要電氣設(shè)備的選擇探究[J]. 工程技術(shù)：引文版， 2016（10）：00049-00049.

[2]龍劍， 胡建平. 淺談110kV變電所一次側(cè)設(shè)計(jì)[J]. 電氣開關(guān)， 2016， 54（5）：72-75.