变电站改建过程中的电气一次设计评析

摘要：如果将变电站改建工程视作一个整体的话，那么电气一次设计可以说是这一整体的基础与核心所在，其设计质量直接对变电站改建工程质量，乃至后期运行水平产生影响。在本文有关变电站改建过程中的电气一次设计进行分析，以供同行参考。

关键词：变电站改建电气一次设计

中图分类号： TM411+.4 文献标识码： A

前言

变电站改建过程对于电气一次设计，应该做好与前期工程的衔接，充分利用现有的设备设施，预估并且降低设计及施工中的风险，在保证电力安全可靠运行的前提下，尽量减少改建工程量，节约投资，使整个改建工程安全、顺利、经济的进行。随着设备长周期运行后的不断老化，会有新问题出现，需要我们深入开展这方面的研究，不断地完善和改进。

1、电气主接线设计

电气主接线设计作为变电站电气的重要组成部分，对整个电力系统运行具有重要的意义，并且对拟定电气设备的选择、继电保护、配电装置布置和控制方式都有着非常重要的作用。在变电站改建过程中，电气主接线设计应该尽可能保证其可靠性，且应该做到经济合理。

2、新增电气设备的选择与校验

2.1新增电气设备的选择

在变电站改造中选择新增电气设备时，应该以上文的计算为基础。要注意以下几个方面：首先，在确定设备额定值时，要以正常的工作条件为前提；其次，在校验电气设备的动稳定性和热稳定性时，要根据短路条件进行；再次，要仔细检查三相短路的条件以及开关电器的断流能力；最后，在电气设备的形式选择上，要充分考虑到安装的具体环境。根据以上要求确定好主变压器的台数。在城网变电站中，一般会配置两台以上的主变压器，这样一来，如果其中的一台变压器出现故障，另一台正常的变压器能够承载转移负荷。具体来说，为了满足变电站的供电能力要求，在确定主变压器台数时要充分考虑到当地的供电条件。电网的运行方式和负荷的性能等。除此之外，从经济性和技术性的角度出发，还应该注意，首先，在一定的总负荷条件下，当一台主变压器由于故障停止运行，主变总容量必须具备相同的供电能力；其次，要对变压器的制造容量进行合理限制；最后，要考虑到占地面积，与三台变压器相比，两台变压器的占地面积自然要小得多。

2.2新增电气设备的校验

首先校验原有的母线与电气设备，校验母线时要求母线的载流量大于新增电气设备的额定电流Ig，如果与要求条件不符则予以更换；校验电气设备时要求其额定开断电流大于新增设备的短路电流，设备的动稳定电流要大于冲击电流，如果与要求条件不符同样要更换。此外还要校核母联间隔电气设备，其额定电流要大于母线所需载流量；额定开断电流大于短路电流，动稳定电流大于冲击电流。如果母联间隔电气设备的额定电流值低于母线所需载流量，则可以根据同等电压等级所有出线中最大一回出线线路的负荷计算出的额定电流值进行校验，只要设备额定电流大于该值即为合格，一般情况下该值小于母线所需载流量。

3其他设计

3.1防雷设计

如果新增场地未处于原有的防雷保护范围中，则要新增相应的防雷措施；如果是基于原有站址的改建或扩建工程，往往一期工程中就已经实施防雷设计，不过要对其性能进行检验，不符合要求需要再增加防雷措施。具体防雷设计如下：第一，直击雷保护。变电站的配电装置均为户内布设，通过屋顶的避雷带预防直击雷的侵害。屋顶避雷带的材料为热镀锌扁钢，规格为40mm*4mm，此外，还要利用60mm*8mm的热镀锌扁钢引下可靠连接主接地网。第二，过压保护。为了避免雷电波过电压侵入线路，在进线上以及每段母线上设置避雷器，采用线线避雷顺保护主变压器侧引出线的过电压；在主变压器中性点设置避雷器以及放电间隙，以保护主变压中性点绝缘。第三，接地主要采用水平接地方式，垂直接地极为辅助方式。主接地网以及设备引下线的材质仍为镀锌扁钢，其规格分别为6mm*6mm 与60mm*8mm，垂直接地极则采用50mm*50mm*2500mm的镀锌角钢。在进行设备布置时尽可以选择配电楼外的空地处，接地极深埋。变电站主接地网的接地电阻值不得高于 0.5欧姆；在出入大门处设置均压带，连接主接地网；二次设备室、配电装置柜中以及GIS设备等均采用铜排接地。

3.2照明设计

通常变电站的照明范围有开关站内部与外部、机房的内部与外部等。每部分要设置于两个照明系统，即工作照明与事故照明。其中工作照明系统根据各工作面的标准照度设计即可；如果工作照明系统出现问题中断，为了提高系统的安全性，一些重要的工作场所、主要的疏散通道以及安全出口与楼梯间等均要设置事故照明。正常情况下，事故照明与工作照明共用电源，一旦工作照明的电源失效，则自动控制系统会将事故照明迅速切换至直流电源。室外照明采用集中、分组的控制方式，为节约用电其配电箱中设置声控系统与光控系统；选择照明灯具时尽量光通量大、使用寿命长、减光系数小的气体放电灯或者新型灯具；只有中控室需要利用塑料绝缘导线穿难燃PVC塑料管暗敷，其它的线路采用电缆穿热镀锌钢管明线敷设。

3.3接地

所谓接地即是把电气设备的某个部分和地面进行电气连接，以防止发生人身触电事故，提高电气设备运行的安全性，具体而言，接地可以避免人身触电、防止电气设备发生机械性损毁以及火灾或者爆炸等。电气设备的工作接地装置包括两个部分，即接地体与接地线，其中接地线的材质一般是扁钢或者圆钢，而接地体则是角钢，削尖端部后打出大地中。接地体又分为两种，即自然接地体与人工接地体，通常自然接地体应用比较多。接地体围绕着变电所四周进行敷设；高、低压配电室与接地体有两点连接接地体；变压器室有一处连接接地体；高、低压配电室以及变压器室要采用扁钢联成一体：用螺丝将高压开关柜、补偿电容器以及低压配电屏的外壳和底座角铁牢固的连接起来；外引接地线与变电所中相关接地设备的接地联络线、底座角线连接在一起，中性点将变压器的工作接地引下。在计算接地电阻值时，要综合考虑低压电气设备的保护接地、工作接地电阻以及满足高压小接地系统的保护接地等条件。

3.4配电装置及平面设计

高压配电装置的设计除了要认真的贯彻国家的技术经济政策以外,还应该根据当地的自然环境特点、电力系统要求和运行检修要求,制定出合理的设计方案并选择适宜的设备。高压配电装置要尽可能的采用新的材料、新的设备和新布置,在运用先进的设计技术的同时,保证设备的安全可靠的运行、巡视检修方便、经济合理。

在《变电站总布置设计技术规定》中明确的规定,变电站的的总平面布置因地制宜、努力创新,在充分利用现有的技术经济的基础上精心设计、合理布置。在变电站改建过程中,应该尽量的利用当地的劣地、坡地和荒地,最好做到少占或是不占当地的耕地资源,在以保证整个电力网络安全可靠运行的基础上,选择最佳的设计方案,做到技术与经济效益并重。

结束语

在进行变电站改、扩建工程的电气一次设计时,要求掌握好其设计基本思路及原则:与前期工程的良好衔接、现场收集资料到位、减少变电站停电时间、预估并降低设计及施工风险,秉承改造工程量少、节约投资、安全风险小的原则,以使工程顺利、安全、节效的投入运行。

参考文献

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