降压变电站电气设计探讨

杨利

摘 要： 工业生产、农业生产和居民日常生活对电能的形式有着不同的要求。因此，当电能从发电站输出后，必须经过变电站处理，即升降电压后，才可以满足各式各样的使用要求。可以看出，变电站在电力系统中具有重要的地位，为保障生活生产用电发挥着举足轻重的作用。基于此，本文主要对降压变电站电气设计进行分析。

关键词： 降压变电站；电气设计；升降电压

一、前言

变电站是汇集电源、分配电力和升降电压的场所，是联系用户和发电厂的中间环节，承担着变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的重要责任，直接决定电网能否畅通运行。为了满足国民经济发展的要求，一定要做好电力规划。降压变电站是把高压电通过一定的电力设备转化为可供生活生产正常使用的低压电，通常是电能转化过程中必不可少的一环，优化降压变电站的电气设计，加强电网建设。

二、降压变电站电气组成

1、电气主接线

变电所电气主接线是指变电所的主变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电所的主接线是电力系统接线组成中的一个重要组成部分。主接线的确定，对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行以及变电所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方法的拟定将会产生直接的影响。

主接线的设计原则：考虑变电所在电力系统中的地位和作用；考虑近期和远期的发展规模；考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响；考虑主变台数对主接线的影响；考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响。

主接线设计的基本要求：可靠性、灵活性、经济性、6～220kV 高压配电装置的接线分为：有汇流母线的接线和无汇流母线的接线。变压器-线路单元接线、桥形接线、角形接线等。6～220kV 高压配电装置的接线方式，决定于电压等级及出线回路数。按电压等级的高低和出线回路数的多少，有一个大致的适用范围。

从可靠性、灵活性、经济性以及可扩建性等几方面考虑，我认为单母线分段接线方式较适合本设计要求，故高、中、低压三侧均采用单母线分段接线方式。

2、配电装置

配电装置是发电厂和变电所的重要组成部分，它是根据主接线的联结方式，由开关电器、保护和测量电器，母线和必要的辅助设备组建而成，用来接受和分配电能的装置。220KV及110KV电压等级宜采用普通中型配电装置，具有运行维护、检修且造价低、抗震性能好、耗钢量少而且布置清晰，运行可靠，不易误操作，各级电业部门无论在运行维护还是安装检修，方面都积累了比较丰富的经验。

3、主变压器

主变压器是用来向电力系统或用户输送功率的变压器，对整个电气系统而言，主变压器是至关重要的主角，选择合适的主变压器，才能体现设计者对降压变电站的设计目的，是降压变电站实现无故障运行的前提条件之一。

4、继电保护配置

电力变压器是电力系统的重要电气设备之一，它的安全运行直接关系到电力系统的连续稳定运行，特别是大型电力变压器，由于其造价昂贵，结构复杂，一旦因故障而遭到损坏，必然造成很大的

三、降压变电站电气设计要点

1、电气总布置的原则

（1）满足生产原理

电气总布置首先应满足电气主接线所表明的生产顺序要求，应使设备相互靠近，布置紧凑，这样既可减少电能损耗，缩短连接导线和电缆的长度，使电缆敷设方便，又可以减少事故和故障几率。

（2）便于设备维修

便于设备的正常维护巡视和定期检修，即使事故发生也能及时处理，不使事故扩大；为保证大型设备变压器的运输、安装和检修的方便，应尽量缩短运输距离。要求主厂房、中控室、主变压器和开关站之间交通方便，并使主变压器、发电机与主厂房的安装间在同一高程，以便于运行维护和检修。

（3）便于发展扩建

电气总布置应按批准的规划容量进行设计，并留有发展余地。规划容量偏大或偏小，都将导致总平面布置的不合理。偏大将造成浪费，偏小则将使布置拥挤混乱，影响安全运行，产生不良后果。电气总布置要妥善处理好分期建设的关系。初期建筑宜集中布置以便于分期购地和利于扩建，减少前、后期工程在施工和运行上的相互影响。初期工程要为后期工程创造较好的施工条件，后期工程施工要尽量避免影响运行。

（4）避免资源浪费

布置紧凑合理，因地制宜，灵活布置，尽量节约用地。各设备宜集中布置，以减少占地面积，充分合理地利用空间；并要注意利用荒地、劣地、坡地，少占或不占农田。地形条件狭窄的工程，可将控制楼、通信楼、试验室、检修间等功能相近或互有联系的电工建构筑物采用多层联合布置。

2、电气总布置设计

电气总布置主要内容包括中控室的布置方式、配电装置位置的确定和电缆构筑物的确定。以某220/110/10kV变电站为实例，在遵循降压变电站设计原则的前提下，对电气总体进行布置。如图1所示：

图1 某220/110/10kV变电站电气布置

（1）结构合理性设计

变电所主要由屋外配电装置及10KV屋内配电装置和辅助设施构成，屋外配电装置在整个变电站布置中占主导地位，占地面积大，本站有220KV、110KV各电压等级集中布置，将220KV配电装置布置在西北侧，1 10KV配电装置布置在东北侧，这样各配电装置位置与出线方向相对应，可以保证出线顺畅，避免出线交叉跨越，两台主变位于电压等级配电中间，以便于高中低压侧引线的连接，便于运行人员监视控制，主控制楼布置在10KV屋内配电装置并排在南侧，有利于监视220KV及主变。

（2）遵循理论性设计

上图中，10kV屋内配电装置与控制楼相连，运用了便于生产的原则，220kV和110kV屋外配电装置并排一列式布置，运用了便于维修的原则，一台三绕组主变压器居间露天放置，运用到了便于发展再扩建的原则，总图紧凑，布局合理，运用到了因地制宜、节约资源的原则，上图的变电站电气总布置图满足多方面的要求，能起到良好的经济效益。

（3）符合生产安全设计

符合防火规定，预防火灾和爆炸事故。为确保变电站的长期安全运行，建构筑物布置要嚴格执行《建筑设计防火规范》的有关规定。道路设计要考虑消防车的通行，使消防车能迅速到达火灾地点，及时扑灭电工建筑物区内的火灾。

四、结束语

综上所述，应该加强总降压变电站电气设计，以保障我国电网的稳定运行和变电站设备的安全，推动我国电网事业的发展。

参考文献

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