摘要：在经济社会的全面建设与发展背景下，同样带动着电力工程的发展规模以及发展速度的持续提升。在此背景下，城网建设改造过程当中，应当如何实现供电作业的可靠性，此项问题备受关注。同时，由于变电站设计已成为城网建设改造过程当中的关键性技术环节之一，如何确保对一次设备的设计与选择质量，对于实现变电站安全稳定运行而言是至关重要的。
关键词：电力一次设备；选择方法
1导言
电力的良好发展可以体现出一个国家的经济状况，随着我国科技的不断提高，我国的电力系统也取得了良好的发展，但是与一些发达国家相比，仍然存在着很多的问题和不足之处，为了更好地促进电力的发展，变电站一次设计对于选择设备方面一定要严格。本文针对变电站一次设计中的主要设备进行了分析，指出变电站一次设计所需要的设备和使用时所要注意的问题，望相关人员可以借鉴和采纳。鉴于此，本文就变电站一次设备的设计与选择策略展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。
2变电站一次设备的结构设计
一次设备智能化指可直接用于生产与使用电能的高压电器设备（发电机、变压器、断路器、磁力启动器等）在自动化变电站基础上，能够自动进行监测、调节、控制以及警报等功能。
（1）结构组成：一次设备主要包含发电机（电动机）、变压器、断路器、隔离开关、自动开关、接触器、隔离开关、母线、输电线路、电力电缆、电抗器等组成；一次设备智能化结构组成主要是由一次设备智能化、灵活性的相互连接，构成设备主路系统，可以直接生产与使用电能。
（2）功能组成：主要用于变电站的监测、调节、监控与管理等功能。智能化运行：智能化功能主要将电网系统中的综合组件实现智能化监测与控制。
所谓综合组件智能化是指组件主路采用一次设备与智能综合组件相结合，组件可以集成、分散、内嵌、外挂等任意灵活组合，同时包含了传统的间隔层，与一次设备智能化运行的未来发展趋势相吻合。
3变电站主接线设计与选择策略分析
变电站主接线的选择是根据变电站在系统中的地位和作用、地理位置、电压等级，站内变压器台数及容量和进出线等各种条件综合优化决定的。城市电网安全性与可靠性固然重要，但是城市人口密度大，用地紧张，因此城网变电站接线除需要满足安全、可靠性外，还必须尽量简单化。下面对城网几种常见高压接线方式进行经济技术分析与比较：
方式一：线路-变压器组接线。变电站110kV电源进线，采用双电源“T”型接线，或者是采取一路“T”接、另一路和其它城网变电站联络的接线方式。高压侧主接线采用线路配合变压器组两断路器的形式，低压侧采用单母线四分段、带旁母线接方式（若10kV采用手车式开关则不设旁路母线）。这种接线的优点是：接线简洁、高压设备少、占地少、投资省、继电保护简单，可以在任意电源失电情况下，以备用自投进行负荷转移，从而以最快的速度恢复供电。其缺点是：当高压任何一个电源失电时，都要停l台主变电器，需短时对部分电负进行限电。这种接线方式建议用于只承担受电功能，没有功率转移任务的城网变电站。
方式二：单母线接线。变电站110kV电源进线采用2路接110kV电网，一主一备，高压侧主接线采用单母线方式，低压侧采用单母线两分段旁母接线方式。这种接线的优点是供电可靠，运行灵活。在110kV主供电源失电的情况下，以高压备用自投自动恢复供电。其缺点是高压设备较多，占地增大，投资增大。
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以上两种方案各有优点，也存在一定的不足之处，因此，需要结合变电站的实际运行情况，在以上两种方案中，优选综合效益最为突出的方案并加以应用。
4变电站电气平面布置分析
变电所总平面布置需要在电网规划基础之上，遵循因地制宜、结构紧凑合理的基本原则，尽量采取半户内的布置方案（主变压器应当采取户外布置的方案）。当受到客观条件等相关因素的限制性影响，而必须采取全户内布置方案的情况下，需要设置专门意义上的主变室工作室。当中，还需要将消防措施以及通风措施的落实作为重点关注的对象，以此种方式，最大限度的保障变电站运行的安全性。更加关键的一点是：为了避免在此种设计方案下，电容器装置与微机保护监控系统出现电磁干扰等方面的问题，因此需要电气平面布置的角度如上入手，避免电容器室与二次设备室出现垂直性的布置方案。结合实践工作经验来看，特别是对于110kV及以上电压等级的变电站而言，应当尽量优选基于GIS的电气平面布置方案，这主要是由于：基于GIS的电气平面布置方案在后期维护方面投入较小，占地面积较小，运行安全可靠，且投资较小，因而综合效益突出，值得重视。
5变电站变压器的选择分析
结合实践工作经验来看，在变电站符合以下几个条件之一的情况下，需要安装两台或者是两台以上的变压器装置：条件一：具有大量一级负荷，或者是虽然是二级负荷，但基于对消防等因素的考量，有必要纳入一级负荷设计范围之内的；条件二：变电站具有较大的季节性负荷变化现状。同时，还需要特别注意的一点是，在部分负荷存在较大变化趋势的情况下，基于对变电站运行安全性因素的考量，还需要通过设置专用型的变压器的方式，以专用变压器作为支持，确保其运行性能的安全与可靠。具体而言，可以归纳为以下几个方面：第一，当变电站动力系统以及照明系统采用共用变压器，并对其进行质量产生严重影响，或对灯泡寿命产生不良干扰的情况下（同时，考量在电源系统不接地或经阻抗接地的状态下），以上情形均应当设置专用型的照明变压器装置；第二，以大型民用建筑为例，受到空调冷冻机等、大容量负荷因素的影响，且此类负荷具有较大的季节性变化性差异的情况下，或者是考虑到功能性需求的特殊设备具有较大的负荷容量，此类情况下需要变电站为其设置相对应的专用变压器设备；第三，以YynO进行接线的变压器装置，若出现单向不平衡负荷方面的问题，并导致中性线电流数值高于变压器低压绕组状态下额定电流数值的1/4以上比例，应当设置单相变压器，作为主变压器的补充与后备保障；第四，对于冲击性负荷较大，同时可能会对整个变电站的电能质量产生不良影响的情况下，需要设置专用型的冲击负荷变压器装置。
同时，在现阶段的技术条件支持下，城网变电站当中主变压器多配置有两台或两台以上。其中一台主变压器装置的接线方式选择方面需要在考虑受电功能的前提条件下，能够兼顾对功率转移工作任务的保障。简单来说，就是在功率转移变压器装置出现运行故障的条件下，能够将电力负荷转移至正常运行状态下的变压器装置当中。但，结合实践工作经验来看，对于城网变压器而言，应当选择安装两台或三台以上两种方案，究竟谁更加合理与科学，主变压器台数的确定应当遵循哪几个方面的基本条件，以上问题仍然困扰着相关的工作人员。建议从以下几个方面对实际情况进行综合分析：①主板总容量水平；②制造容量限制性因素；③占地面积因素；④配电装置投资情况；⑤短路电流水平；⑥变压器投资情况。
6结束语
变电站自动化技术的发展特别是一体化设备的出现，使我国智能变电站进入智能化发展新阶段。智能变电站一次设备智能化技术对于变电站安全高效运行具有重要意义，通过科学研究提升一次设备智能化技术水平是电力行业发展的必然趋势。智能变电站作为我国智能电网的重要组成部分，正在我国电能输配送中发挥着越来越重要的作用。自动化变电站是智能化一次设备运行的设备基础条件，利用其实现站点信息、技术的自动化与数字化，同时实现信息共享、设备检测与维修状态或自动化报警作用等等。
参考文献：
[1]胡晨旺，曾祥君，王阳.智能电网技术（1）：智能电网及其发展趋势[J].大众用电，2011（2）.
[2]宋友文.智能变电站一次设备智能化技术探讨[J].中国电力教育，2012（6）.
论文作者:王宇峰
论文发表刊物:《电力设备》2019年第1期
论文发表时间:2019/6/21
标签：变电站论文; 变压器论文; 设备论文; 接线论文; 负荷论文; 母线论文; 方式论文; 《电力设备》2019年第1期论文;