浅谈变电站电气设计

文/石衍荣 北京京电电力工程设计有限公司 北京 100070



浅谈变电站电气设计

文/石衍荣 北京京电电力工程设计有限公司 北京 100070

【摘要】在电力系统中，变电站作为重要组成部分，既可保证电网安全稳定的运行，又可保证供电的质量，所以在运行的过程中，欲确保变电站充分发挥自身的使用功能和作用，必定制定完善科学的的电气设计方案，以维护电气设计的科学性和合理性。基于此类设计理念，本文主要对变电站电气设计进行了简要分析，以对类似工程提参考建议。

【关键词】变电站；电气设计；设计方案

一、前言

在新时期，伴随着经济的高速发展，我国的电力行业有了突飞猛进的发展，现代生活对电力能源供给提出的要求更高，并且伴随用电负荷的上升，电力能源供不应求的现象逐渐涌现，因此变电站设计的标准更为提升。

二、变电站电气主接线设计

1 电气主接线基本要求

在变电站运行中，电气主接线即指在参考主要参考要求的基础上，进行一次设备的电路连接，但在具体设计中，电气主接线确定时，务必加强对变电站的性能、电力系统以及经济等因素的综合考虑。通常情况下，既要确保主接线的可靠性和灵活性，又要在此基础上尽可能的减少投入，进而确保变电站安全稳定的运行。

2 选择合理的主接线方式

在进行主接线方式选择的时候，应该根据使用的双母线、单母线以及旁路等进行选择，如果线路中的复合比较大，35kV～60kV之间的出线在8回以上，110kV～220kV之间的线路在5回以下，在设计的过程中应采用双母线；如果负荷比较小，并且回路比较少的时候，则要对使用单母线的情况进行充分的考虑；如果220kV出线的回数在4次以上，110kV出线的回数在6次以上，在设计的时候，则应该对旁路进行充分的考虑。

对于220kV线路侧接线设计的时候，一定要对其的经济性、可靠性等进行充分的考虑，并且要设计双母线接线，以确保双母线使用的可靠性，并将不同的重要客户综合引入，从而实现对重要客户的不间断供电。虽然投资的资金比较高，但是由于接线设计具有便利性的特征，综合分析此类技术的经济性特征，继而得到了广泛的应用。

三、变电站短路电流的计算

对于变电站而言，在进行电气设计的过程中短路电流的计算作为至关重要的环节，若设计不合理，难以维持变电站的正常运行，严重时甚至会烧毁相关电气设备；因此短路电流计算时，要确保其准确性。通常应该使用曲线对任意时间的短路电流进行计算，即根据统计的情况获取与汽轮发电机、系统相应的参数，同时要对于不同阻抗条件情况在某一个时间的短路电流进行计算。随后将使用的短路电流平均值绘制成运行曲线，从而计算出电抗、某一时间的短路电流数值。

四、变电站电气设备的选择

⒈导线的选择

变电站在运行的时候，导线的选择异常关键。作为电气设备连接、承载电流的重要载体，其主要包括：各个电压级绝缘子、出线以及不同电压级汇流母线等。同时在进行导线设计的时候，要保证所能够承载的最高电压要比回路运行电压高，并且对到导线中能够通过的最大电流，应采用适合的方法对其进行计算，例如：在进行220kV主母线电流计算的时候，要对具体的功能分配情况进行计算；针对旁路母线回路最大电流也就是指旁路回路中的最大额定电流；在进行主变引下线最大电流计算的时候，是与其相对应电压侧电流的1.5倍。除此之外，出线单回线的最大电流就与最大负荷电流的数值一样；分段回路电流是额定电流的1.05K倍，K应该控制在0.5～0.8之内。

⒉220kV母线的选择

对于220kV母线，在进行其设计的时候，既要对其截面进行充分的考虑，还要不断的校验它的热稳定性。在进行截面计算的时候，应该采用Imax≤KImax公式进行计算，其中K的数值为=0.94。同时在校验热稳定性的时候，要通过利用导线短路的时间对发热量、导线发热过程中的最小导体截面进行计算，同时在分析计算时，要严格按照电力工程电气设计的有关规范进行确定。除此之外，在进行动稳定性校验的时候，若采用软母线进行设计，则不必对动稳定进行校验。

⒊断路器的选择

对于变电站，在进行断路器选择的时候，要严格按照有关的使用技术、安装环境和地点等对断路器的类型进行选择，其中，SF6和真空断路器是应用较多。因为SF6断路器具有很高的可靠性和灭弧性，并且维护性能比较高，所以35kV～220kV之间的变压器绝大多数都是采用SF6断路器，但是对于10kV变电站，一般是使用真空断路器。

⒋隔离开关的选择

在进行变压器隔离开关选择的时候，对于中性点或者引出线的地方的避雷器不用安装隔离开关；然后为确保在检查和维修断路器的过程中，形成较大断口以及使其与电源侧隔离，应该在断路器的两侧安装隔离开关。如果在进行馈电线位置安装了电源的时候，对于朝向用户的一侧不能够安装隔离开关；最后，在进行母线设计过程中，一起连接的电压互感器、避雷器，应使用同一组隔离开关，并且在各个短路的母线位置安装1～2组接地器或者接地刀闸，从而就能够保证母线和电器检修的安全。

⒌电压互感器的选择

对于互感器而言，可将其分为电压互感、电流互感，并可通过测量仪表电压和电流线圈等，来对电气设备的运行情况进行判断；同时在进行电压互感器选择时，可根据一次、二次回路的电压情况对其进行选择，其中针对一次回路电压，要想保证互感器的安全稳定运行，一次绕组可承受的电网电压应控制在0.9～1.1Ve内。此外，二次回路电压设计时，要确定二次侧额定的电压，并根据实际的内容进行选择，如表1所示：

⒍电流互感器的选择

在电力系统中，进行电流互感器应用时，多采用电磁式电流互感器，并且在电力工程电气设计中对其安装进行了明确的规定，断路器回路时应加装电流互感器。同时在进行电力互感器设计的时候，应该根据不同的线路进行设计，例如：在进行主变引下线设计时，可采用LCW2-200W型号的电流互感器。

五、结束语

综上所述，在变电站建设的过程中，因电气设计起到至关重要的作用，所以在进行变电站设计的时候，一定要做好主接线设计、、短路电流计算等工作，并且不断优化设计方案，方可满足变电站供电的可靠性和灵活性要求，进而确保其稳定安全的运行。

参考文献

[1]范宏伟.关于变电站电气设计方案的探讨[J].电子技术与软件工程，2013，（17）：164.

[2]张同谦.110kV智能变电站电气设计的要点分析[J].科技致富向导，2014，（27）：86.

[3]王萍.关于变电站电气设计方案的几点探讨[J].科技创新与应用，2014，（29）：146.