220 kV变电站一次系统优化设计研究

王尚

（国网丽水供电公司，浙江 丽水 323000）

1 220 kV变电站一次系统设计的原则

通常情况下，在设计变电站时，需要按照可持续发展以及安全可靠性原则进行设计，全面掌握和了解实际需求，选择最佳设计方案、模块等。由于220 kV变电站存在较大的特殊性，所以，在实际设计期间需要遵循其特殊性原则。需要确保主接线设计方案的安全性，保障无缝对接每一个模块；需要统一设计标准，防止在建设变电站期间出现与标准规定相背离的情况；需要确保供电企业实现最大化经济效益和社会效益，需要对变电站项目进行全面分析和研究，顺利实现短期经济效益和长期的经济效益。此外，需要按照不同的地区设计有针对性的设计方案，按照设计规模、形式、环境特征等协调变电站与所处环境之间的相容性。

2 设计主变压器和主接线

2.1 选择主变压器

在变电站配电设施当中，主变压器的特性会影响主接线模式以及架构等，所以，在挑选220 kV变电站的主变压器时，需要按照长期规划发展目标进行，主要包括输送功率、馈线回路数、电力体系、传递容量的信息来确定。设计人员在对主变容量进行选择时，需要全面考虑变压器在停止运作期间具备的超负荷水平、需要的容量等，这样能够确保其在Ⅰ类负荷状态下能够提供充足的电量。对于普通变电站而言，如果主变压器停止运行，则要求其他变压器能够撑到65%左右的整体负荷。换言之，当功率转移变压器装置在实际运行期间出现故障时，可以将电力负荷转移到正常运行的变压器当中。然而，根据实际经验可以看出，针对城市变压器，在安装期间需要制订多种方案，全面分析和探究各种方案之间的合理性以及优劣性。按照负荷能力需要选择变电站主变压器容量、数量等，在实际运行期间出现故障时需要全面考虑超负荷状态下变压器的承载能力。

2.2 设计电力主接线

在选择变电站主接线时主要是按照变电站在电力系统当中的实际作用、进出线、变压器数量、电压等级以及实际地理位置等因素决定，城市电网运行需要注重安全性和稳定性。然而，由于城市人口较多，造成用地紧张，因此，需要对电网主接线进行简化。由于变电站电气主接线在实际运行期间需要满足灵活性、经济性以及可靠性等要求，为了全面展现出主接线的灵活性和可靠性，要求设计人员在实际设计期间避免提升主接线的设计难度。然而，在实际建设期间还是会出现较多问题，比如占地面积、检修维护工作矿以及成本投资等问题。所以，在规划电网期间，设计人员需要在实际设计期间按照变电站的实际情况以及相应的要求进行设计，需要考虑变电站的运行状态、负荷特性、电气设备特征等。在变压器组接线方面，在变电站当中，主要是通过双电源形式接线，其中一路线路与其他城市电网的变电站相连接。高压线路主要是采用变压器组量断路器形式，低压侧主要是采用单母线四分段形式，在此基础之上，采用手车式开关。该种接线方式涉及较少的高压设备，具有较小的占地面积，节省了投资成本，简化了继电保护，能够在电源失去电能之后，通过备用电源将负荷进行转移，并可以在较短时间内恢复供电。然而，该种接线方式也存在较大的弊端，比如，如果高压设备的电源中断供电之后，需要将其中一台变压器停止，还需要短时间内对部分电负荷进行限制。

2.3 选择电气设备

在变电站一次设计当中，为了缩小其占地面积，在选择电气设备时需要选择体积较小的设备。在选择主变压器时可以采用高阻抗性设备，该种设备拥有成熟的制造技术，能够有效实现电气设备运行的安全、稳定。最大限度地降低电气设备的后期运行维护费用，从根本上确保电力系统的安全运行，不断提升技术水平，使得电力企业获取较大的经济效益。因此，在选择电气设备时，变电站、主接线的负荷变化程度都会影响电气设备的选择方案，可以促使变电站电气一次设计不断向着模块化方向发展，需要通过计算系技术科学配置电气设备，这样可以确保科学、合理地选择电气设备，避免大量的数据计算。

2.4 选择电流互感器

电流互感器能够将一次回路当中的较大电流转化为小电流，这样能够对整个电力系统实行继电保护。在选择电流互感器时，需要按照变电站实际情况以及安装方式确定。在选择一次额定电流时，需要全面确保仪表的精确度，需要将电流互感器的一次额定电流无限接近于最大工作电流。在确定等级时，需要明确电流互感器二次回路当中测量仪表的类型以及准确性的相关要求，之后按照较高准确等级的表计进行选择。需要注意的是，确保电流互感器的准确级大于二次侧所接仪表的准确级。

3 过电压保护装置和消弧技术

随着我国大规模地对农村电网和城市电网进行技术改造，将促使全国范围内的配电网向电缆化方向发展，将会逐渐提升电力系统对地电流电容，也会逐渐突出弧光接地过电压问题。通过实际运行压力可以看出，如果该电网的规模形成一定的规模之后，会导致内部出现过电压现象，体现在电网单相间歇性弧光接地期间出现的弧光接地过电压情况，且在特殊运行环境下，也会出现铁磁谐振过电压的情况，将严重影响220 kV变电站电气设备运行的安全性和稳定性，其中，最严重的就是单相弧光接地多点过电压情况。过电压保护装置和消弧能够将中性点非有效接地系统相地以及相间过电压控制在电网系统的安全标准之内，这样能够避免其他类型的电网系统的弧光接地以及谐振电磁能情况，进一步消除过电压对电网产生的安全隐患，在较大程度上提升变电站安全供电的稳定性和可靠性。

4 结束语

综上所述，220 kV变电站的一次系统优化设计属于复杂工程，在整个电力工程设计当中占据重要地位。为了能够全面确保220 kV变电站一次系统设计的优化性，不仅需要确定一套合理的设计方案，还需要注重选择接线方式、配电设备配置问题等，做好以上工作才能全面促使220 kV变电站在运行期间获得较大的经济效益，为人们提供安全送电服务，进一步保障电力企业提升经济效益，树立良好的社会形象。

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