摘要：电力系统运行稳定和安全对于电力系统的重要性不言而喻。主网变电站使电力系统中极为关键的一部分。本文主要针对主网变电站的结构设计进行分析，并对有关设计中的问题进行详细的阐释。
关键词：主网变电站；结构；设计
前言
变电站主要作用是改变电压，将电厂的电能输送到其他地方，在输送的前提下，先将电压升高，然后运用高压电输送，当达到用户附近，再降低电压。这种工作主要是通过变电站完成。变电站的作用就是利用设备，进行切断、接通或者改变并调整电压。因此，变电站是输配电的关键，其结构的稳定性和安全性直接对电力整个系统产生很大的关系。变电站的标准化管理在主网结构中，有着举足轻重的意义。
1.电网规划及电力设计对电网安全的重要性
对于当前的电网项目而言，为了确保其安全、平稳运行，需采取恰当措施加以管理和维护，以此提升管理实效性。电力设计和电网规划将对电网运行状态产生直接影响，且还会对电网运行质量、规模等产生影响。在建设电网工程的过程中，电网规划属于基础性的工作，实践过程中，主要负责对回路数量和输电线路进行科学合理规划，并以此构建出完善的设计思路。由此不难看出，在建设电力系统的过程中，电力设计及电网规划，对于电网的安全平稳运行通常会产生直接影响，故为了确保电网安全运行，必须对上述两项工作进行有效落实，从而为电网运营及管理工作的有效落实提供保障。
2.电网安全运行条件下电力设计和电网规划有效途径
2.1电力设计
由于电网的电压等级存在较大差别，因此在具体设计和规划的过程中，其基本原则也不尽相同。文章主要以110KV和220KV电压为例。探究了电力设计对于电网安全的重要影响，具体分析如下：
2.1.1110kV变电站的电力设计
目前，110kV变电站的电力设计正朝着室内化、简洁化、多层化方向发展，该变电站隶属于终端变电站范畴，故在实践过程中，其主线连接方式将对电网安全、稳定运行产生直接影响。正常情况下，常以双电源路线为主，并将备投电源作为主线。
变电站设计规模：在正式进行电力设计之前，应对当地用电需求进行全面普查，在实践过程中，应努力寻求安全性与成本之间的平衡点，争取在确保电网安全稳定运行的前提下节约成本，并可充分发挥出变电站的优势和价值。在具体设计过程中，变电站设计通常要使用双绕组变压器，两极电压为110/35kV。
变电站设计内容：在具体设计过程中，应恰当选择电网供电电源回路数量、连接方式。在110kV变电站中，通常以桥式连接为主，该连接方式通常可分为外桥接和内桥接两种，具体应结合实际情况而定。供电电源由一个负电源及一个主电源共同构成，如此可确保电网运行的安全性与平稳性。例如，某城市在进行变电站设计的过程中，其规模为2×500MVA，该项目对于城市建设的重要性毋庸置疑，因此在具体实践的过程中，应重点深入市区，尽可能的减少占地面积，在不影响整体设计效果的情况下，减少进出线回路和变电路线。在此可选取2台变压器，每台容量可定义为500MVA，以此确保电站设计的科学性和合理性，为电网安全稳定运行提供保障。
2.1.2220kV变电站电力设计
220属于家用电压，与此同时，也是当前大多数城市变电站设计的主要输出电压，对于城市供电的安全平稳性具有关键影响。近年来，国家相关部门对于电力设计也提出更高要求，总体来说，电力设计原则包括以下内容：应尽可能扩大变电站规模，以此确保电力输送和电网额定容量可满足城市发展需求。一般情况下，如下表所示，变电站电力设计要包括两回的电源，且需满足额定功率具体要求，设备数量保持在3台左右，运行容量在150-180MVA之间，如此才可确保变电站性能的充分发挥，且可避免电压过高过低等问题的出现。
表1变电站电力设计参数
另外，在变电所设计过程中，还用安装2个以上的变压器，若其中一个出现问题，另一个便会自动化的进行负荷转移。一般来讲，变电站中的变压器，其过载率应达到1.5，且过载时间要保持在4小时以上。在选择设备的过程中，应尽可能选择可调压、耗能低的电压器以及可靠性高、性能强的断路器，例如SF6断路器以GIS组合电器等等。为了保证电网的安全稳定运行，安装自动安全装置很有必要，例如，备用电源、重合闸等，以此避免电路故障引发的问题。
2.2电网规划
在进行电网规划的过程中，首要工作便是进行电压等级的恰当选择，该工作将直接关系着电网的整体规划质量，同时也是确保电网安全平稳运行的重要手段。若电压等级过高，便会增加输电线路负荷，如此极易引发火灾危害，若电压选择过低，便难以满足用户的实际用电需求。例如，某城市在进行电网规划的过程中，取消了市区中的35kV电压，但郊区中仍使用35kV电压，该做法的目的是为了避免输线线路过长而导致的一系列问题。实践过程中，经常会对电压等级进行简化，通常只选择低压或高压中的一级，以免出现重复问题。例如，在220kV变电站规划中，一般会选择220KV以及110KV电压；而在110KV变电站中，通常会选择10KV、110KV电压，如此规划才可确保电网的安全稳定运行。
3.电网规划与电力设计的注意事项
3.1电网规划阶段
在电网规划过程中，电压选择是关键，其将直接影响电网安全。因此一定要确保电压等级选择的科学性与合理性。目前，我国电网在实际运行的过程中，经常会出现等级过高或过低的问题，这将直接引发严重的安全事故。基于上述情况，在具体选择的过程中，可进行0.4kV、15V、110kV、250kV以及500kV的分级应用，结合实际情况，选择恰当的电压等级。在规划阶段，还应确保电网供电的合法性，相关的规划内容及处理机制均应符合国家的管理要求，且要严格遵循规划准则中的具体规定。
3.2电力设计阶段
在电力系统设计过程中，首要工作便是落实好电力设备的选型工作，考虑到电网安全运行方面的问题，在选择电压器的过程中，应尽可能的选择低耗能、可调压式设备。另外，为了确保电网的安全平稳运行，还应适当安装监测装置，从而在发生电力故障的过程中，可在第一时间进行判断和分析，以免出现不必要的损失。通过该安全自动装置的安装，还可有效避免由于电路故障而引发的大面积停电问题。同时，还应保证变电站的安全平稳运行，充分考虑变电站所在区域内的实际电能需求，并以此为基础，对基本的设计内容加以确定，对运行安全性和设计成本等进行重点考虑。争取使用最少的资源发挥出变电站的实际性能，以此为电网的安全平稳运行提供保障。在设计变电站的过程中，还要全面考虑电网接线方式、出线回路以及供电电源等问题，并确保其选择的合理性和科学性。
结语
综上所述，主网变电站的结构设计非常复杂，在设计中，应加强分析节点的连接方式，注意到节点受力情况，还要保证整个变电站的设计达到相关要求，实现设计自动化，减少设计环节中的误差，促进变电站的健康发展。
参考文献：
[1]苏红霞,鲍红艳,李靖.咸宁地区主网变电站的设备雷击故障分析和防护措施[J].中国电业(技术版),2011,(10).
[2]尤敦朋.浅谈220kV主网变电站设计[J].城乡建设,2010,(14).
论文作者:李金丽
论文发表刊物:《电力设备》2018年第18期
论文发表时间:2018/10/19
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