變電站電氣一次設(shè)計的探析

1、<p>　　變電站電氣一次設(shè)計的探析</p><p>　　摘要:變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分。本文主要概述了變電站的電氣主接線設(shè)計、主變壓器選擇、電氣設(shè)備的選擇、配電裝置和平面設(shè)計等電氣一次設(shè)計中的問題。 </p><p>　　關(guān)健詞: 變電站；電氣一次；設(shè)計 </p><p>　　中圖分類號：TM6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A </p><p

2、><b>　　0 前言 </b></p><p>　　隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展進(jìn)步，我國用電量大幅度地增加。在用電量不斷增加以及人們要求不斷提高的情況下，對變電站的設(shè)計和使用必須盡最大努力滿足其需求。變電站在人們的日常生活中占據(jù)了重要的地位。 </p><p>　　1 變電站的重要性 </p><p>　　變電站是電力系統(tǒng)中變換電壓、接受電

3、能并對之進(jìn)行分配、控制電力的流向以及調(diào)整電壓的電力設(shè)施。它是電網(wǎng)之間相互聯(lián)系的紐帶，通過變壓器將各級電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來，能夠?qū)㈦娔苓M(jìn)行變換和分配，它的安全可靠運行之間關(guān)系到整個電網(wǎng)的安全運行。 </p><p>　　變電站的主要作用就是在高低壓之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，有些變電站是將發(fā)電廠發(fā)車的電壓進(jìn)行升壓，這樣有利于電能遠(yuǎn)距離傳輸?shù)耐瑫r還能夠降低輸電時在線路上的損耗；其他一些變電站是將高壓轉(zhuǎn)換成低壓再傳輸給用戶端。 <

4、;/p><p>　　變電站中最重要的設(shè)施是變壓器，它能夠?qū)⒆冸娬窘邮艿母唠妷哼M(jìn)行變換，轉(zhuǎn)換成用戶使用的安全電壓。除了變壓器之外，變電站中的設(shè)備還有控制開閉電路的開關(guān)設(shè)備、互感器、母線、儀表、調(diào)度通信裝置、防雷保護(hù)裝置和繼電保護(hù)裝置等。 </p><p>　　110kV變電站是直接面向用戶的，因此其數(shù)量較多，分布也較廣。因此在對變電站進(jìn)行設(shè)計時應(yīng)考慮其經(jīng)濟(jì)性、靈活性以及可靠性，這樣才能夠在某個區(qū)

5、域內(nèi)減少變電站所在單位的投資，且能夠靈活地應(yīng)對各種停電需求和電網(wǎng)故障，還能夠提高該區(qū)域內(nèi)供電的可靠性。變電站能夠滿足各區(qū)域的需求，就能夠提高110kV變電站分布點的合理性以滿足社會發(fā)展的需求。 </p><p>　　根據(jù)上述對變電站重要性的分析，我們可以清晰地了解到，只有設(shè)計出符合某區(qū)域發(fā)展的變電站，設(shè)計出經(jīng)濟(jì)、靈活、可靠的變電站，才能夠滿足各方面的用電需求。 </p><p>　　2 變

6、電站一次設(shè)計的一些體會 </p><p>　　2.1 電氣主接線設(shè)計 </p><p>　　變電站的電氣主接線，應(yīng)根據(jù)變電站在電力網(wǎng)中的地位、出線回路數(shù)、設(shè)備特點及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定。并應(yīng)滿足供電可靠、運行靈活、操作檢修方便、節(jié)約投資和便于擴(kuò)建等要求，即經(jīng)濟(jì)性、靈活性和可靠性。 </p><p>　　在經(jīng)濟(jì)性方面，電氣的主接線能滿足運行要求時，變電站高壓側(cè)宜采用斷路

7、器較少或不用斷路器的接線；在電氣二次設(shè)計方面，在保證系統(tǒng)安全運行的前提下，簡化繼電保護(hù)和二次回路，節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜的使用量；在電氣一次設(shè)備選擇方面，在保證主接線能夠有效限制短路電流的同時，可以選擇較為經(jīng)濟(jì)的設(shè)備。除去在設(shè)備上的節(jié)省，在變電站的占地面積以及電能的損耗上，還應(yīng)遵循經(jīng)濟(jì)節(jié)省的原則。對于變電站的占地面積，主接線在設(shè)計時應(yīng)為配電裝置和布置創(chuàng)造出能夠節(jié)約土地的條件，使變電站所占土地面積盡量減少；對于電能的損耗，要合理經(jīng)濟(jì)地選擇

8、主變壓器的種類、數(shù)量和容量，要避免兩次變壓而造成的電能損失。 </p><p>　　在靈活性方面，變壓器的設(shè)計要滿足其在調(diào)度、檢修以及擴(kuò)建時的要求。在調(diào)度時，變電站應(yīng)該靈活地切除或投入線路和變壓器，調(diào)配電源和負(fù)荷；在檢修時，能夠滿足停止斷路器、母線以及繼電保護(hù)裝置的工作時而不影響電網(wǎng)的正常運行以及對居民的正常供電，這就需要在對變電站設(shè)計時，應(yīng)靈活地滿足變電站檢修時的要求；在擴(kuò)建時，電氣的主接線設(shè)計能夠較為簡單地從

9、初期接線過渡到最終接線，這就要求在對主接線進(jìn)行設(shè)計時，應(yīng)設(shè)計出適應(yīng)以后擴(kuò)建的線路設(shè)備，且在擴(kuò)建后投入使用時能夠做到變壓器或者線路互不干擾。 </p><p>　　在主接線可靠性方面，主要是要保證其設(shè)計的變電站不會出現(xiàn)全站停運、停電的現(xiàn)象；在各線路和設(shè)備進(jìn)行全面檢修時，不能長時間停電，還要保證一級負(fù)荷以及大部分的二級負(fù)荷；要保證在對斷路器進(jìn)行檢修時，不會對系統(tǒng)和負(fù)荷的供電造成影響。 </p><

10、p>　　2.2變壓器的選擇 </p><p>　　在變壓器的選擇上，應(yīng)根據(jù)變電站的情況而定。如果變電站的季節(jié)性負(fù)荷較大，或者有大量的一級負(fù)荷或者二級負(fù)荷時，應(yīng)考慮安裝兩臺或以上的變壓器。如變電站可由中、低壓側(cè)電力網(wǎng)取得足夠容量的備用電源時，可裝設(shè)一臺主變壓器。在對變電站中變壓器臺數(shù)的確定時，應(yīng)根據(jù)該變電站中的具體指標(biāo)來進(jìn)行選擇，該指標(biāo)有主變的總?cè)萘?、變壓器制造容量的限制、變電站的占地面積以及對配電裝置的投資

11、、對變壓器的投資、短路情況下的電流水平等，根據(jù)這些指標(biāo)可以確定變電所中對變壓器的數(shù)量選擇。一般情況下，城網(wǎng)110kV變電站的變壓器有兩臺或多臺，這樣能夠保證當(dāng)其中一臺變壓器出現(xiàn)故障停運時，其余主變壓器的容量應(yīng)保證該站全部負(fù)荷的70%，在計及過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷。 </p><p>　　由于系統(tǒng)負(fù)荷不斷變化，各個變電站節(jié)點的電壓也隨之變化，在系統(tǒng)無功電力平衡的前提下，可以進(jìn)行電力系統(tǒng)

12、的電壓調(diào)整。電力潮流變化大和電壓偏移大的變電站，如經(jīng)計算普通變壓器不能滿足電力系統(tǒng)和用戶對電壓質(zhì)量的要求時，應(yīng)采用有載調(diào)壓變壓器。 </p><p>　　當(dāng)需限制110kV變電站主變壓器35kV側(cè)、10kV側(cè)母線的短路電流時，可采用高阻抗變壓器。 </p><p>　　為減少能源浪費，在滿足將各電壓側(cè)短路水平限制在規(guī)定值的前提下，盡量不使用阻抗較高的變壓器，降低主變壓器的空載損耗（鐵損）及

13、負(fù)載損耗（銅損）。另外，隨著變壓器廠家生產(chǎn)水平提高及變壓器組件優(yōu)化，《三相油浸式電力變壓器技術(shù)參數(shù)和要求》（GB/T6451-1999）規(guī)定的空載損耗及負(fù)載損耗參數(shù)值已不能滿足節(jié)能減排的要求，作為電力運行單位及設(shè)計單位應(yīng)密切關(guān)注當(dāng)前變壓器性能水平，提倡選用經(jīng)濟(jì)、節(jié)能的變壓器。 </p><p>　　3 電氣設(shè)備典型的接線方式 </p><p>　　在110kV的變電站電氣設(shè)計中,主要考慮的

14、就是終端變電站以及中間變電站。前者變電站則接近110kV變電站負(fù)荷中心,并在其中分為兩路進(jìn)線,從而將電能分配給低壓用戶,而實現(xiàn)這一分配的主要是通過兩臺主變來實現(xiàn)的。終端變電站的高壓側(cè)主接線形式有三種:單母線接線;內(nèi)橋接線以及線路變壓器組接線。對于單母線接線方式,主要是用在110kV變電站的高壓側(cè)主接線,且單母線分段的接線方式則是用在110kV變電站的低壓側(cè)主接線。該接線方式其供電可靠性高,運行較為靈活,但仍然存在一定的不足,即所涉及到的

15、高壓設(shè)備較多,增大了占地面積以及投資資本。對于內(nèi)橋接線方式,主要用在110kV變電站的高壓側(cè)主接線,單母線分段的接線方式則是用在110kV變電站的低壓側(cè)主接線。該方式線路的進(jìn)出較為方便,但也存在一定的缺點,即運行不靈活,用電不可靠。該接線方式適合于那些在高壓線路運行較為頻繁,且不受到電網(wǎng)穿越功率而經(jīng)過城網(wǎng)變電站的情況。綜合以上接線方式的不同特點以及適應(yīng)性,在設(shè)計110kV變電站接線方式時,應(yīng)該根據(jù)實際情況來選擇不同方式的接線,以期達(dá)到最

16、佳的接線效果。 </p><p>　　4 配電裝置及平面設(shè)計 </p><p>　　高壓配電裝置的設(shè)計除了要認(rèn)真的貫徹國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策以外,還應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境特點、電力系統(tǒng)要求和運行檢修要求,制定出合理的設(shè)計方案并選擇適宜的設(shè)備。高壓配電裝置要盡可能的采用新的材料、新的設(shè)備和新布置,在運用先進(jìn)的設(shè)計技術(shù)的同時,保證設(shè)備的安全可靠的運行、巡視檢修方便、經(jīng)濟(jì)合理。 </p>

17、<p>　　在《變電站總布置設(shè)計技術(shù)規(guī)定》中明確的規(guī)定,變電站的的總平面布置因地制宜、努力創(chuàng)新,在充分利用現(xiàn)有的技術(shù)經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)上精心設(shè)計、合理布置。在變電站改建過程中,應(yīng)該盡量的利用當(dāng)?shù)氐牧拥亍⑵碌睾突牡?最好做到少占或是不占當(dāng)?shù)氐母刭Y源,在以保證整個電力網(wǎng)絡(luò)安全可靠運行的基礎(chǔ)上,選擇最佳的設(shè)計方案,做到技術(shù)與經(jīng)濟(jì)效益并重。 </p><p><b>　　5 結(jié)語 </b>&

18、lt;/p><p>　　綜上所述,變電站電氣的一次設(shè)計是一個綜合工程,它是電力系統(tǒng)項目設(shè)計中的一個重要組成部分。要想做到變電站電氣一次設(shè)計的完美實現(xiàn),除了有一份成功的變電站電氣設(shè)計方案之外,還需要注意諸如配電器、電氣設(shè)備以及接線方式等方面的選擇問題,只有這樣,才能使變電站在實際的運行中獲得最大的效益,才能使變電站電力系統(tǒng)實現(xiàn)用電的安全性,才能最終確保電力系統(tǒng)較高的經(jīng)濟(jì)效益以及社會效益。 </p><

19、;p><b>　　參 考 文 獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]呂欣.110kV變電站部分電氣一次設(shè)計[J].北京電力高等?？茖W(xué)校學(xué)報,2010 </p><p>　　[2]劉婭.110kV變電站部分電氣一次設(shè)計淺析[J].民營科技,2009 </p><p>　　[3]楊耀杰,姚凱.變電所電氣一次部分設(shè)計[J].科技資訊,2010