变电站电气设计应注意的问题

摘要：变电站是供电系统的枢纽，关系到千家万户的日常生活。关于变电站的电气设计，要具体情况具体分析，从变电站的系统作用和设备特征这方面考虑，选择最好的设计方案。本文对变电站电气设计应注意的问题进行了分析和探讨，变电站电气设计要选择电气主接线、计算短路电流、主要电气设备的配置、防火设计、电气设备要经济和先进、设备要室内化，布置要多层化。

关键词：变电站 电气 设计

中图分类号： TM6 文献标识码： A

近些年来，我国的经济得到了高速发展，人们的生活水平有了很大提升，很多农村人口转向了城市，这就从本质上增加了城市的人口密集程度，使得城市中用电的负荷快速增长，出现了电源供不应求的情况，要求必须要建设一些更加能够深入到市区之中的变电站，但是，我国的城市土地具有稀缺性，这一情况并不允许在城市中用大量的土地进行变电站建设，并且城市的景观协调以及环保等要求十分严格，导致变电站的站址不断更换，越来越难以得到落实。下面，笔者就对变电站电气设计方案进行探讨。

1 变电站电气设计要选择电气主接线

想要使变电站的供电具有一定的灵活性和可靠性，在对变电站进行设计的过程中，通常都采用一些相对来说比较复杂的主接线。变电站的主接线完美的运用在一定程度上能够保证供电具有可靠性，但是，其运行操作比较繁琐，接线的方式也比较复杂，检修以及维护的量很大，占地面积多，投资大。所以，要求人们必须要在变电站的电气设计过程中，根据自身电气设备特点、变压器的负载率、负荷性质、上级电网的强弱等因素来将变电站的主接线方式进行确定，通常情况下，终端变电站高压侧主接线的形式都会选用线路、变压器组接线以及内桥接线。线路、变压器组接线是目前为止变电站最简单的主接线方式，高压配电装置仅仅对两个设备单元进行配置，接线十分清晰和简单，其占地面积也比较小，当送电线路发生故障的时候，由送电端的变电站出线断路器进行跳闸。当一条线路故障或者一台主变故障的时候，将会运行退出，主要在变电站低压侧进行转移负荷，就能够保证百分之百的负荷能够正常用电，并且不会影响到相邻的变电站正常、有序、安全运行。终端变电站最为关键的方式就是内桥接线，内桥接线高压侧断路器的数量相对来说比较少，线路故障的操作十分方便和简单，系统的接线十分清晰，保护配置的整体也比较简单。当送电线路产生故障的过程中，只要将故障线路断路器切断，对于其它回路得到正常运行来说并不会造成影响。所以，对于地方电网之中110KV 终端的变电站来说，如果主变容量不能够满足其自身的要求，那么，采取内桥接线的方式就十分有利于将系统供电的可靠性提升。

2 变电站电气设计要计算短路电流

短路已经成为了变电站系统之中最为常见的一种故障，短路的危害很大，所以，对Id值进行限制已经成为了主接线设计过程中必须要进行重点考虑的一个问题，对于电力系统网络来说，通常都会采用曲线运算来将任意时刻短路的电流进行计算。这里所指的运算曲线就是按照我国电力系统统计得到汽轮发电机相应的参数，将不同阻抗这一条件之下，某一个时刻发生的短路电流进行逐步计算，然后得到所有短路电流平均值，作为计算电抗情况下以及运行曲线某一个时刻中短路电流的数值。

3 变电站主要电气设备的配置

3.1 变电站变压器的配置

从变压器的型式来看，进行变压器的选择过程中，如果为了将周边噪音污染尽可能减小，就要选择那些噪声水平比较低的自冷式的变电站变压器，此外，如果想要节约成本，尽可能选择风冷式为主的变电站变压器。近些年来，我国逐渐实现了主变调压开关国产化，主变的储油柜通常都会采用金属波纹式的储油柜，主变的高压侧往往会采用一种固定的调压方式。中压和低压侧也要采用一种对现场运行需求满足的方式，特别是在变电站的增容改造方面。

3.2 变电站断路器的配置

通常情况下，变电站的断路器选用都会遵循以下几个原则：第一，变电站断路器空开时候的额定工作电压要不小于线路的额定电压；第二，变电站断路器空开电磁脱扣器的整定电流要不小于负荷最大峰值的电流；第三，变电站断路器的空开额定电流同样要小于线路的负载电流。在变电站断路器配置的过程中遵循以上三个主要原则，能够有效避开短路跳闸的时候，电机启动电流的情况。

4 变电站配电装置的布置

在变电站工程建设过程中，通常都会因为变电站的站址选择的场地比较狭窄，再加上110KV 出现的规模也比较大，所以，变电站的配电装置往往会采用一种三相共箱式结构，全封闭式的六氧化硫绝缘组合式的电器，与此同时，还会选择户外的中型支持管型母线双列式布置的方式方法。为一组母线上配置一定的断口垂直单株柱隔离型的开关，另外一组母线可以配置双柱水平的单断口旋转式的隔离型开关。这样进行配电装置的布置，具有压缩配电装置纵向尺寸、不会单独占用间隔、出线间隔以母线来进行对称布置等特点。

5.变电站的设备要室内化，布置要多层化

人们对电力系统的要求逐渐增加，很多地区都采用的一户一表的供电系统，对单户的供电能够达到4-10kW 的供电能力，这种方案的实施能够提高线路的供电水平，有效的减少供电半径，在提高供电质量的同时，实现了供电水平的提高，也降低了线路中的线损投资， 这方面同样也受到很多因素的影响，另外室内的防火和防爆灯方面也要采用科学的设计方法。

6.选择的电气设备要经济和先进

对于电气设备的选用，要关注经济性和先进性，在设计变电站的时候，要考虑电气设备的相互之间的匹配功能，电力系统在其中的作用很大，设备的性能很好。例如：在城市市区中的110 千伏的变电站，可以采用全封闭的GIS 设备系统、10kV KYN 型柜，设备虽昂贵，但安全可靠，位于城市郊区的的110 千伏变电站，要选择室内间隔分布，采用10kV XGN-12型柜，既经济又美观。

7.变电站的防火设计

变电站的防火设计首先要研究电气设备本身的功能，是否具有防火的功能，要从电气设备的油量、分布方式入手，另外变电站的电压器和电容器也是重点的防火对象，针对室内的分布和主变压器屋，考虑其中的排油坑、常规的消防设备等，且变压器屋门要采用密封防火隔音门。在预防这类火灾时，要根据规定进行避雷线、避雷针等的设置，并对接地网要进行完善。另外，过电压的保护装置也要认真选择。

结语

综上所述，变电站电气设计工作必须要按照相应的原则，遵循具体问题具体分析、理论结合实际等原理，根据变电站实际情况，明确其自身在电力系统之中的作用以及地位，明确其负荷的性质、变电站电气设备的特点、出线回路数、变电站规划的容量以及变电站周围环境等具体情况，在满足其功能性、供电可靠性、灵活性的基础以及前提之下，尽可能对电气设计的方案进行优化，使变电站的供电更加安全和完美。

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