摘要：智能变电站作为智能电网的重要环节之一，是智能电网建设的基础。500kV 变电站可行性研究必须贯彻国家的技术政策和产业政策。随着资源节约型、环境友好型电网建设的推进，在变电站的可行性设计研究上，也进入了另外一个重要的阶段，输电工程的电压等级需求量也不断增加，能源和资源的需求也不断扩大，电网结构改造也发生了翻天覆地的变化。因此，对电网电气设计的可靠性提出了较高的要求，是项目核准和技术提供的前提，前期工程实际中一定要保证设计的科学性，达到完整、准确、充分地掌握设计原始资料和基础数据，按照相关规定进行规范化深入研究。
关键词：500KV；变电站；前期工程
1.变电站电气的一次性设计概述
随着国家线管设计规程和规定的出台，推进资源节约型、环境友好型电网建设，推广应用通用设计、通用设备，促进标准化建设。在变电站设计的前期不仅需要掌握一定的基础性知识，还需要根据相关的基础资料进行有效的分析，变电站的站址位置不同，也会造成设计的差异，虽然差异不尽相同，但是设计需要按照国家标准的步伐进行跟进，来满足社会日益增长的能源需求。因此，在设计的前期需要根据变电站站址的位置；站址的地震强烈程度；变电站周围的路况；变电站环境污秽的等级；变电站地质状况；变电站出现走廊的具体情况……都成为了深化研究和设计成品的要求。电气一次设计是一种合理、科学设计过程，这个过程持着严谨的态度进行发展。电气一次设计决定了电站工作效率的高低，影响着电站电气系统的工作性能。
伴随着我国内经济体制的不断提高，为了满足日益剧增的电力需求，500KV 变电站已成为城市电网的重要组成部分。500KV 变电站是保证城市电网安全运行，保证可靠性基础的先决性条件。随着大型水利和火力、风力电厂的出现，针对于变电站输送提出了科学、稳定、可靠的新要求。在整个电力系统中500kV 变电站成为了不可或缺的一部分，占有重要的地位，利用分配、控制、转变的主要手段来保证城市居民的健康、稳定、持续的发展道路。变电站的前期设计中是工程的“先锋”，设计的目的是为了保证设备运行的安全和出现故障时有效的预防作用，并实时性监控及时处理。因此，一次性变电站的设计主要是变压器、电力线路……的设计，这些都依托于可行性的研究前提。可行性是程序规划和设计的重要手段，是工程前期的重要要求。500KV 变电站的可行性研究是按照国家基本标准、政策指标指定的，把各行各业章规按照前提进行推进资源节约型和环境友好型社会建设，落实可持续发展战略，把变电站的基础性数据，作为工作的前提进行标准化设计。
2.电气主接线的设计
2.1基本要求
针对于电气接线应当满足可靠性和灵活性、经济性的最基础要求。可靠性主要是针对：第一，断路器检修，不宜影响对系统的供电；第二，断电器/母线故障检修同时，需要尽量降低停运的回路数和时间，保证一级负荷全部/大部分二级符负荷供电。第三，尽量避免变电站全部停运的可行性。从灵活性的角度分析，第一，调度应把灵活性投入及其切除变压器、线路进行调配电源、负荷，满足事故、检修、特殊运行下的系统调度要求。第二，检修可以对停运断电器、母线进行继电保护，安全检修，保证电网和用户正常使用。扩建是初期接线过渡到最终成品下，加强持续性供电的扩建。从经济性角度看，第一，节省资金，保证主接线的简单性，保证电气一次设备和继电保护、二次回路的节省和控制。第二，减少使用面积，为配电装置分配创造有利条件。第三，减少电能的损耗，经济合理性的对主变压器的型号、容量、数量进行能耗减少。
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2.2 500kV 主接线可靠性的特殊要求
500kV电气应当按照灵活性和可靠性、经济性的条件进行特殊要求。第一，任何一台断路器在发生检修的同时，对其他的系统联系性供电都不产生影响。第二，把母联和分段路器以外，任何一台断路器检修，另外一台同时发生故障或拒动，包含母线故障，不可以使用三回以上线路。
2.3电气主接线方案设计
500kV 变电站是系统的枢纽性变电站，需要根据变电站规模、线路出线方向、近远期情况、系统中位置和站址具体情况进行分析，500kV 配电装置的最终接线方式，当线路、变压器等连接元件为 6 回及以上，技术上采用一个半断路器接线或双母线分段接线方式。对于 2～4 台主变进线、8～10 回出线规模的 500kV 系统可以用一个半断路器接线。220kV 系统作为 500kV 变电站的主要负荷点，与远景均采用双母线双分段接线，母联、分段等间隔设备一次上齐。主变低压侧接线，500kV 变电站的主变低压侧电压有 35kV 及66kV 级两种。
2.电气设备选择
从一般原则角度看，第一，应依据长期系统阻抗计算短路电流来判断短路水平。第二，设备在抗震上要根据本地的《电力设备抗震要求》进行探讨。第三，应保证技术先进和经济合理性。第四，电气设备选择和整个工程的建设标准保持一次性。第五，根据当地环境进行核实条件，根据《线路和发电厂、变电站污秽分级标准》进行设计研究。主变压器选型需要根据三相变电和单相变电进行选择，接着就是电站站址位置及其变电压的输送条件、制造、安装……进行分析探索，同时还需要考虑党一台变电器发生停运和检修，供电持续性的影响是什么？当地的经济和技术条件是什么？确定以后选择最佳的设备。变压器在阻抗上选用应当根据电力系的稳定性和短路电流、流方向、无功分配、继电保护……进行确定。考虑并联运行下的条件是什么？根据电压一致、阻抗一致、接线组别一致进行综合性的考虑分析。500kV 变电站的主变宜优先选用自耦变压器。从电气设备的主要参数选择上看，系统应当满足电气设备的主要参数电流、电压、频率、容量、开断电流……根据国家电网的标准进行分析设备参数的一致性，并上报有关部门进行审批。按照标准可见，500kV 电压一个半断路器接线的边开关的 CT 按 7 个二次绕组配置，中开关的 CT 按 9 个二次绕组配置。针对于500KV的变电站的 220kV电流互感器应按 6 个二次绕组配置。例如：智能化变电站的使用，属于新技术的范畴，应当按照职能化的必要性进行制定可靠性的选择方案，并进行合格鉴定。
3.电气布置
接地网的形式在可研阶段即应根据工程地质情况确定，依据变电站的性质、站址情况、环境污秽等级、工程建设投资进行电力系统分析。按照高压配电装置，对于四级污区，应在选站阶段尽量避让，总平面布置中各建筑物及构筑物间距也应当满足防火间距需求。同时注意避开进站口和人经常通行的地方。
总结：随着资源节约型、环境友好型电网建设提出，变电站前期工程设计，成为了工程建设的可靠性、原则性、规范性的前提，贯彻两型一化设计原则，从环境和长远角度分析，保证电气主线基本原则要求，并且电气总平面布置应方案合理，近、远期结合，严格控制工程造价，节省占地为基础，进行正确方案的选择和可持续发展的构建。
参考文献：
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[2] 余联播. 某企业自建变电站电气设计方案[J].电子测试. 2017（18）
[3] 郭昊，张召. 变电站电气一次设计探讨[J]. 科技资讯. 2012（03）
论文作者:周冰,王彬彬,王椿丰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/11
标签：变电站论文; 接线论文; 电网论文; 电气论文; 可靠性论文; 断路器论文; 母线论文; 《电力设备》2017年第32期论文;