摘要：随着社会经济的发展，我国用电量的增加，变电站的建设越来越多。变电站承受了越来越高的负荷，增加了运行风险。为保证变电站可以长期安全、稳定运行，必须重视变电站电气设计，一保证变电站运行安全稳定，提供稳定电力输送。本文首先分析电气主接线设计，之后分析短路电流计算、电气设备的选择、变电站的防火设计等，希望对电气设计方案优化有所帮助。
关键词：变电站；电气设计；设计方案
引言
电气主接线通常是指是变电站中的一次设备按设计要求相连接，以达到生产、分配以及汇集电能作用的电路。在实际电气主接线设置中，要注意根据所在变电站的电气特点、回路数等重点把握电气主接线设置关键点，从而可以合理设置主接线，满足变电站安全、稳定、灵活运行要求。’
1变电站电气主接线设计
1.1电气主接线设计的基本要求
根据变电站的运行稳定性要求考虑，运行中必须尽可能的减少故障隐患产生，所以电气主接线要满足变电站的供电可靠性；电气主接线设置以接线轻松、操作简单方便、整体运行灵活为目标。电气主接线与变电站的运行质量、经济性等方面都有着很大关系；电气主接线也影响到配电设备的设置、电气设备的选择与采用的控制方式以及继电保护的设置。基于以上关联性，电气主接线应具有一定的自动化运行处理装置并且本身质量必须过硬。不过智能化、高质量的配置无疑会大大增加成本，所以，电气主接线在设计过程中要注意灵活性和设备可靠性，但也要做到花费经济性。
1.2选择主接线方式
在变电站电气设计中，电气主接线方式十分重要，合适的主接线方式不仅能提高变电站的灵活性、可靠性，同时也能提高变电站的经济效益。就目前变电站的发展趋势是智能化、高效化，同时功能也越来越多样化。这些变化往往造成了电气主接线的复杂化，同时接线操作比较繁琐、检测维修工作量大，投资大、占地面积大等等问题。所以在确定变电站电气主接线时要考虑负荷的大小、性质和波动情况，同时要注意相关电气设备特性。一般变电站高压侧的接线方式有变压器组接线和内桥接线。变电站主接线方式有多种，其中最简单的接线方式是线路-变压器接线。该接线方式高压配电装置只需要两个单元，接线清晰明了，并且占地面积比较小，当送电线路出现故障时则由送电口变电站出线断路器跳闸。当只有一台主变压器或者一条线路出现故障时，只需要在变电站低压侧调整负荷接入点，这样便能确保负荷的正常供电，并且调整后对相邻线路的正常运行不会产生任何影响；由于内桥接线高压侧断路器数量比较少、线路接线简单，故障时操作方便，并且不影响其他线路可靠性较高，是终端变电站最常用的接线方式。单母线接线方式的主要优点：运行起来比较灵活，供电更可靠，如果110kV主供电源失电，则备用高压电源会自行投入，使供电快速恢复。不足：增加了大量增压设备，加大了投资，占地面积较大。针对既有转移功率任务还要承担受电功能的城网变电站，主要采用这种接线方式。
2短电电流计算
进行短路电流计算前必须先确定短路电流计算目的是什么，再参考相关的计算条件，从而准确的确定短路电流数值，以保证可以充分发挥作用。要了解变电站电气设计情况，认真对短路电流会给变电站的电气方面可能带来的不利影响进行分析，以此确定计算目的，成为电气设备选取重要凭证，使变站的电气设备可以在发生故障或者处于正常运行情况下都可以安全、稳定作业；短路电流计算作为主接线选择依据条件之一，是确保是否需要限制短路电流的重要措施。在通过以上方法，确定了短路电流计算目的后，要参照实际需要进行短路电流计算。根据变压器参数，对不同的阻抗条件下的某一个时刻产生短路电流进行计算，收集汇总这些数据，计算平均值，再计算相关的电抗和某一个时间短路电流值。
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3电气设备选择
3.1主变压器
随着电力装备的发展，主变压器的种类也是多种多样。在主变压器的选择上首先需要考虑的变压器的容量，容量匹配的主变能提高变电站的效率。同时要控制主变的噪音污染，尽量减小对周边环境的影响，选择时可多考虑噪音较小的自冷式变压器。同时控制成本也是需要注意的，一般尽量选择成本较低风冷式电压器。在主变选定后，对于主变调压开关的选择也许注意。近些年来我国的主变调压开关已经基本实现国产化，但在一些场合下是否调压，及调压基准值多大还存在分歧。根据实际情况，笔者认为在中、低压侧采用38.5kV±2×2.5%/10.5kV适用性较强，特别是对于后期需要扩容的变电站更为合适。对于一台价值340万的三卷变压器来说，中压测需要设置调压开关，有利于提高电能质量和调度灵活性。
3.2电气配置
应该根据系统地理接线图和出现走廊情况布置各级电压配电装置位置，以保证各级电压配电装置位置是合理的。高压配电装置主要包括屋外敞开式开关设备型式、全封闭开关设备型式、母线敞开式、组合电器型式。基于高压配置装置的种类是不同的，所以选择合适的高压配置装置是一个重要的工作。应该在对变电站的性质、站址情况、环境污秽等进行综合考虑，同时需要对电力系统条件和运行、检修以及施工方面等进行分析后，选择高压配置装置。对四级污区，应该选择全封闭开关设备型式或者组合电器型式。实际设计中，应该坚持节约原则，对一些土地资源紧缺农田地区的变电站，500kV的配电装置可以选择组合电器型式，220kV配置装置可以选择全封闭开关设备型式。对非农田的常规变电站，500kV和220kV的配置装置可以选择大爬距设备的外敞开式开关设备型式。
3.3绝缘子和穿套管选择
在形式选择上，必须先提前了解绝缘子和穿套管会应用在什么环境中，进行实际考察。如果设在户外，联合胶装多棱形式是不错的选择；如过要设在室内环境中，可参考是否倒装在悬挂式和棒式间做出选择。在额定电压上，负荷产品额定电压必须在电网电压要求之上。
4变电站防火设计
变电站的电气设备发生火灾危险通常是因为油量及分布方式的因素，通常会将变压器和电容器作为重点防火对象。如果主变压器在室内，变压器屋门要具有密封、防火、隔音性能，要注意排油坑、消防设备设置。处于户外的主变压器和变压器间的距离如果与建筑外墙防火不足5m，需要注意变压器3m内无其他物件，建筑外墙要没有孔洞和门窗；如果净距超过5m，要打开防火门。要做好变电站防火，一定要注意电缆位置设计，做好堵、涂的同时，做好走向规划。根据以往经验，过电压通常很少引起火灾，但是一旦发生火灾则危害巨大。因此，要设计好避雷线、避雷针，完善接地网。妥善选择过电压保护装置。
结语
综上所述，变电站的电气设计是电力系统设计的重要组成部分，其设计合理与否对系统运行稳定、安全与否有直接影响。为了保证系统内电气部分可以稳定正常运转，并有一定的经济性，就必须严格按相关规范要求进行设计、操作，在保证应用效果的情况下根据实际情况采用一定的自动化技术手段，跟上时代的步伐，为企业保证效益，为社会做出贡献。
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论文作者:闫常晓
论文发表刊物:《电力设备》2018年第14期
论文发表时间:2018/8/21
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