變電站一次設計中主要電氣設備的選擇

周 琦

(廣州華躍電力工程設計有限公司，廣東廣州510535)

[摘要]在整體電力系統中，變電站占據非常重要的地位，具備分配電能以及變換電壓的功能。作為連接發電廠和用戶紐帶的變電站一次設計中所涉及的主接線和主要的電氣設備選型，二者給變電站未來的正常運行帶來直接的影響。另外，變電站的關鍵電氣設備與成本有密切的關系。基于此，重點分析了變電站一次設計和設備選擇情況，詳細介紹了變電站一次設計當中的主要電氣設備的選擇，最終提出了變電站一次設計電氣設備質量保證措施。

關鍵詞 變電站 一次設計 電氣設備

二中圖分類號TM63

0引言

電能是人類生存的主要能源。隨著我國科學技術水平的不斷提升，電能在使用效率、傳輸成本、節能環保上獲得了長久的進步發展。每一個國家都沒有停止過對電網的建設工作。當前，我國電力系統和國外發達國家相比還并不十分完善，甚至在西部少數地方還沒有通電，所以建設和發展電力系統還是我國的主要工作，是電力系統當中的重要構成部分。變電站一次設計的主要內容包括主接線的設計、短路電路的計算以及電氣設備的選擇等。以下重點對主要電氣設備的選擇以及需要關注的問題進行了分析。

1變電站一次設計及設備選擇概況

電氣二次設備主要是生產、變換、運輸、分配和使用電能的過程中所需要的設備，主要包含生產或者轉換電能的設備、開關電器、避雷器等;變電站的主導以及前提條件就是變電站一次設計，就是對變電站內部電器一次設備的設計，主要包含了各種設計以及計算措施等。其中電器設備的選擇十分關鍵。電氣設備選擇的主要任務就是經過計算校驗，對各種導體以及電器型式和技術參數指標進行正確的選擇。在對電氣設備進行選擇的同時，要從現實情況出發，在保證安全可靠和適當有度的基礎上，保證良好的經濟性。

2變電站一次設計中主要電氣設備的選擇

2.1變壓器的選擇

2.1.1變壓器的選擇原則

首先，選擇變壓器的臺數。變電站如果是對二三類負荷進行供給，那么安裝一臺變壓器即可;變電站要是對比較大或者屬于一類的負荷進行供給，則需要安裝兩臺相同容量的主變壓器，而且要保證每一臺的變壓器都是能夠供給全部的一類負荷的。其次，在城市的郊外，如果中低壓已經構成了環網，那么變電站要安裝兩臺變壓器;如果地區性孤立特點顯著的變電站，則要設置三臺主變壓器。

2.1.2變壓器容量的確定

首先，設計變電站的同時要根據將來的規劃選擇負荷。其次，如果變電站非常重要，設計的同時則要停止主變壓器的工作，這樣備用變壓器的供給負荷就可以在允許的范圍中滿足一二類的供電負荷;如果是一般的變電站，停止主變壓器工作之后，備用變壓器的負荷能力則要保證可以達到全部供電的70%以上。

2.1.3主變壓器調壓方式的確定

一般的變壓器進行調壓的方式有無勵磁調壓、有載調壓兩種。無勵磁調壓范圍比較小，在5%以內。有載調壓范圍能夠達到30%以內，結構繁雜，成本高。一旦變電站供電負荷重要等級高，可以利用有載調壓的方式。

2.2高壓斷路器的選擇

設計配置斷路器的過程中，要關注以下原則：空開額定電流線路過程中，空開電磁起動器總體運行的負載電流不能超過最大峰值電流。某變電站斷路器選擇單斷口磁柱式SF6斷路器，并選擇了密度繼電器、氣體閥門這些高質量的設備。這樣一來，可靠性非常強，能夠確保電網順利運行，要想在隔離開關配置上獲得良好的效果，需要對電網導線負載量進行嚴格控制。

2.3電纜線材的選擇

作為傳輸電力主要工具的電纜，其性能給電力系統的正常運行帶來的影響非常大。當前最為常見的電纜線材都是銅鋁制作的。銅具備比較低的電阻、比較大的強度、比較強的抗腐蝕性等特征，價格昂貴，只能應用到持續工作電流比較強、對鋁制品具備腐蝕性的位置上。鋁電阻率雖然是銅的兩倍，可是因為價格低、密度小獲得了廣泛應用。選擇線材類型還取決于其適用范圍和鋪設方式等因素。

2.4互感器的選擇

作為一種特殊變壓器的互感器，能夠廣泛地使用在配電裝置的交流電工測量以及繼電保護當中。其主要分為兩種不同的互感器：一是電流互感器，也叫作儀用變流器，主要使用在交流大電流改變為標準小電流，供電給測量儀表和保護裝置的電流線圈當中。二是電壓互感器，也叫作儀用變壓器，主要用途就是將交流高電壓改變為標準的低電壓。

2.4.1電流互感器結構型式選擇

110 kV及以上的電流互感器的結構形式主要分為正立和倒立兩種形式。一般的電流互感器是正立形式的。倒立形式的電流互感器是一種新型的電流互感器，和一般的正立式互感器不同。倒立式的電流互感器二次繞組以及一次繞組都集中放在總體產品的上部儲油柜子中，而且主絕緣包在二次繞組的外側。和正立式比較，倒立式體積小、具備良好的動熱穩定性特征，防止因為正立式互感器底部受潮造成主絕緣擊穿問題出現，所以除去對抗震性有特殊要求之外，設計的過程要優先選擇使用倒立式的電流互感器。

2.4.2電流互感器變比選擇

使用計量或者測量的電流互感器的一次額定電流不應過大，正常的負荷電流是電流互感器一次額定電流的60%，而且不應該小于30%。電流互感器一次額定電流選擇太小或者過大都會導致測量精度不夠。保護級的電流互感器經過正常負荷電流的同時并未出現無精度要求，只在過負荷或者短路的時候起到作用。為了防止在短路的時候互感器鐵芯磁處在飽和狀態，應選擇比較大的電流互感器。精確比值要按照短路電流的大小和精準值系數決定。’

3電氣一次設備的質量保證措施

3.1改進檢修方式，消滅檢修死角

3.1.1加強對變電站投產的驗收力度

對變電站投產進行驗收，應認真嚴謹地驗收每一個部分，嚴格根據有關標準，重點監督、檢測其中比較容易出現問題的部分，保證變電站實現投產之后可以更加安全可靠地運行，為社會提供更加高品質、高效率的供電服務。

3.1.2凸顯電氣一次設備檢修重點，強化帶點監測工作

有關人員要及時對電氣一次設備運行過熱的情況進行檢測，利用遠紅外測溫的手段來對設備運行情況進行檢測，以全面掌握設備的發熱情況。同時應采取對應的措施進行應對，保證變電站電氣一次設備能夠穩定可靠地運行。

3.1.3加強檢修工作人員的專業培訓，降低作業風險

對電氣一次設備檢修要嚴格根據科學嚴格的方案，對有關檢修工作人員進行系統專業的培訓，保證檢修人員可以真正地掌握科學的檢修方式。在進行單母線雙排列方式的檢修中，保證對檢修人員做好作業技術的培訓工作到位，以降低檢修人員在作業過程中的風險，保證電氣一次設備的過熱問題降到最小。

3.2培養員工多方面的能力

要提高工作人員的能力和水平。電力系統要想更加穩定安全地運行，應綜合考慮多個方面的因素。支撐運輸線路的桿塔主要包含直立式、拉線式等。為了更好地滿足不同條件，運輸線中不能缺少金具，避免重力和風力的過大影響。要培養工作人員靈活思考的能力以及解決問題的能力。有些變電所輸入高壓線要經過三個繼電器、兩個變壓器、三個開關不同的檔位，需要將兩個變壓器的工作狀況控制好，以更好地進行檢修和維修工作。變電站中，工作人員要認真負責，將這些數據記錄好，同時檢驗這些機組是否可以正常運轉，并記錄和分析所有數據。分析數據能夠及時發現機組運行中即將出現的問題，并做好檢查工作。否則一旦機組出現問題，損失將十分嚴重。工作人員要踏實肯干、謙虛好學、鉆研知識，對技術應精益求精。

總而言之，變電站的設計工作并不是短時間內能夠完成的一件事情，所以需要在變電站運行的流程中不停地發現、解決問題，為今后變電站的建設工作吸取經驗。盡管目前變電站的設計中還存在非常多的漏洞，可是我們還是堅信隨著科學技術水平的快速進步以及電力工作人員的不斷創新和堅持不懈的努力，我國變電站的設計水準肯定會不斷提升，電力系統也肯定會不斷地健全完善。

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