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摘要：变电站对电网的在安全和经济运行起着非常重要的作用。在运行的过程中，欲确保变电站充分发挥自身的使用功能和作用，必定制定完善科学的的电气设计方案，以维护电气设计的科学性和合理性。基于此类设计理念，本文主要对变电站电气设计进行了简要分析，以对类似工程提参考建议。
关键词：变电站；电气；设计
一 引 言
变电站是输电系统中的核心部分。如何能够确保变电站的稳定运行，如何选择合适的设计类型，对整个变电站电网的规划设计有着重要作用。传统的变电站主要以户外设计与安装为主，占地面积较大，而且设备容易被腐蚀，容易发生污闪事件。为了有效提高资源的利用率，发挥规模化优势，提高电网工程建设效率，推广应用典型优化设计，做到变电站设计的统一性、可靠性、先进性、经济性、适应性。针对110ｋＶ变电站，本文从设计方式与技术对其进行表述，从而能够得出变电站的典型设计。
二、变电站电气主接线设计
1 电气主接线基本要求
在变电站运行中，电气主接线即指在参考主要参考要求的基础上，进行一次设备的电路连接，但在具体设计中，电气主接线确定时，务必加强对变电站的性能、电力系统以及经济等因素的综合考虑。通常情况下，既要确保主接线的可靠性和灵活性，又要在此基础上尽可能的减少投入，进而确保变电站安全稳定的运行。
2 选择合理的主接线方式
在进行主接线方式选择的时候，应该根据使用的双母线、单母线以及旁路等进行选择，如果线路中的复合比较大，35kV～60kV之间的出线在8回以上，110kV～220kV之间的线路在5回以下，在设计的过程中应采用双母线；如果负荷比较小，并且回路比较少的时候，则要对使用单母线的情况进行充分的考虑；如果220kV出线的回数在4次以上，110kV出线的回数在6次以上，在设计的时候，则应该对旁路进行充分的考虑。
对于220kV线路侧接线设计的时候，一定要对其的经济性、可靠性等进行充分的考虑，并且要设计双母线接线，以确保双母线使用的可靠性，并将不同的重要客户综合引入，从而实现对重要客户的不间断供电。虽然投资的资金比较高，但是由于接线设计具有便利性的特征，综合分析此类技术的经济性特征，继而得到了广泛的应用。
三、变电站短路电流的设计
短路是指在电力系统中，不同电位的导电部分之间的低阻性短接。短路后，系统中的短路电流比正常电流大得多，对供电系统会产生一定的危害。对电力 系统而言，应考虑限制Ｉｄ的措施，通常是采用运算曲线来计算任意时刻的短路电流。首先根据计算电路做出等值电路图，并进行化简，得出短路回路的转移电抗，将转移电抗归算为计算电抗 Ｘ，计算不同阻抗条件下，每个时刻的短路电流，然后取所有短路电流的平均值，再查找运行曲线，得出在某时刻ｔ的短路电流值。
四 、变电站主要电气设备的设计
1主变压器设计
变电站高压配电装置的结构和主接线方式受到主变压器的台数、型号以及容量的直接影响。除了考虑主变压器的容量等初始值外，还应考虑到电力系统5到10年的综合发展规划、电压等级、馈线回路数、输出功率值以及接入系统是否紧密等情况影响，进行全面 综合分析和合理选择。为保证供电可靠性，在技术经济较为合理时变电 站可装设两台主变压器，一般情况下采用三相式变压器，三相绕组的接线组别必须和系统电压相位一致，连接方式应根据现场实际情况来确定在电压中，变压器三相绕组采用“ＹＮ”连接。运用无激磁调压，调整范围在±２×２．５％内。为减少城市噪声，采用双绕组低损耗冷式变压器（采用YNd11接线组别）再考虑到节约投资，一般采用风冷却式变压器。
2断路器设计
随着电网的逐步发展，系统短路容量的逐步增大，断路器的选择需要留一定的余地。遵循以下规定：（１）线路的额定电压小于空开额定的工作电压；（２）线路的负载电压小于空开额定的电流电压；（３）负载的最大峰值电流小于空开电磁脱扣器的整定电流。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果满足系 统短路容量时，优先选择油断路器；不满足系统短路容量时，优先选择六氟化硫断路器；如果场地较小有限制时，可以选择六氟化硫成套装置（GIS）。由长期运行检验可知，选择六氟化硫断路器或 GIS成套装置较为可靠，检修周期长，维修少。
3.隔离开关的选择
在进行变压器隔离开关选择的时候，对于中性点或者引出线的地方的避雷器不用安装隔离开关；然后为确保在检查和维修断路器的过程中，形成较大断口以及使其与电源侧隔离，应该在断路器的两侧安装隔离开关。如果在进行馈电线位置安装了电源的时候，对于朝向用户的一侧不能够安装隔离开关；最后，在进行母线设计过程中，一起连接的电压互感器、避雷器，应使用同一组隔离开关，并且在各个短路的母线位置安装1～2组接地器或者接地刀闸，从而就能够保证母线和电器检修的安全。
4.电压互感器的选择
对于互感器而言，可将其分为电压互感、电流互感，并可通过测量仪表电压和电流线圈等，来对电气设备的运行情况进行判断；同时在进行电压互感器选择时，可根据一次、二次回路的电压情况对其进行选择，其中针对一次回路电压，要想保证互感器的安全稳定运行，一次绕组可承受的电网电压应控制在0.9～1.1Ve内。此外，二次回路电压设计时，要确定二次侧额定的电压，并根据实际的内容进行选择，
五 布置配电装置
由于在变电站施工时选取的地质较为狭隘，因此采用全封闭绝缘型六氟化硫的组合电器（三相共箱式）对变电站进行配电装置。通常选择户外中型支持管型的母线双列式来进行布置，布置其中的一组母线配置垂直端口单柱型的隔离开关，另一组母线用双柱水平的单断口旋转式型的隔离开关布置。主变进线、外加分段、母联及母设间隔都没有占用独自的间隔，均是通过母线来进行对称布置，这样的配置方式能有效地缩短配电装置的纵向尺寸。ＧＩＳ的结构为三相共箱式紧凑型，共面布置其三相导体，并且采用弹簧电动型的开关设备的操作系统，通过一套程序机制来进行操作，能够实现三相联动。因此在整个系统中，省去了空气压缩后传输，实现了整体的无汽无油操作方式。
六、消弧及过电压保护装置设计
为了保证变电站系统的安全运行，要避免过负荷和短路对电气设备带来的恶劣影响。由于电网逐年的技术改造，简单采用中性点不接电方式已不合适。当 下通常采用中性点安装消弧线圈技术或者电阻接地技术的消弧方式。其主要由高压隔离开关ＢＤ、高压限 流熔断器ＦＵＲ、电压互感器ＰＴ、过电压保护器 ＴＢＰ、真空接触器ＪＺ、综合控制单片机装置等组成。保护装 置的核心部件是单片机综合控制器。当用电压互感器 ＰＴ检测出现的故障相时，中性点对地绝缘系统会出现零序电压，将作为零序电压启动信号来进行计算，判 断接地故障发生的相别及接地属性，然后将控制信号发送给发生故障的接地开关，这样使得弧光接地变成 金属性接地。该装置设备简单，体积小，安装调试较为方便。
七、图像监视与安全预警系统设计
为了确保变电站的安全持续运行，防止意外事故的发生，在变电站内设计一套图像监视与安全预警系统。在变电站围墙四周安置红外线摄像装置或者金属栅栏。在变压站主楼处、一次设备配置装置区以及其他室外重要角落安装室外摄像装 置；在各电压配电装置、蓄电池室以及其他重要房间安装室内摄像装置。在有特殊情况发生时，能将报警信号传至变电站的集控中心。随着技术的进一步发展，对图像监控系统要求变高，通过电力系统内网的网络传输，将变电站端的视频信号传入图像监控与安全预警系统中心，或者还可以利用网络拓展等方式，对取得 授权的网络用户提供ＷＥＢ浏览，最终实现变电站的实时监控。
八、 结 论
在上述变电站设计中，有些配电装置采用了全封闭型的开关设备，能够有效地防止污闪事故发生。该设计有很好的安全性、稳定性、可靠性，并且需要配电 检修的时间周期长，能够较少占用土地面积，提高资源的利用率。该设计能实现变电站的无人值班化，与常规变电站布置相比较有很大优势。针对各地区变电站中的问题，应当采用具体的分析方法。考虑到在电力系统中，变电站的工作环境、设备特点、有效承载的负荷量、出现回路数以及变电站容量规划等 条件下，在满足供电可靠性、经济性、灵活性的前提下，可以优化上述设计方案，达到最优化设计的变电站。
参考文献：
[1]程永发．变电站典型设计应用实例［J］．农村电气化，2008，（8）：
[2]郭日彩，许子智，徐鑫乾．２２０ｋＶ和１１０ ｋＶ变电站典型设计研究与应用配电［J］．电网技术，2007，（06）
[3]王少杰，赵维洲．图像监控系统在无人值班站的应用．［J］．华北电力技术，2005，（B11）．
论文作者:陈超
论文发表刊物:《基层建设》2016年16期
论文发表时间:2016/11/1
标签：变电站论文; 母线论文; 电压论文; 接线论文; 电流论文; 变压器论文; 断路器论文; 《基层建设》2016年16期论文;