随着人们生活水平的不断提高，对电力的需求可谓与日俱增。大型水力、火力发电厂发出的电流通过高压变电站输送，走进千家万户。由此可见，220kV高压变电站是电力系统中的重要组成部分之一，其通过变换、分配和控制电压，根据需要升高或降低电压，进行功率转换，保证着城镇人民的生活需求。变电站的设计在很大程度上会影响电网的可靠性，一旦变电站出现故障，整个电力系统的运行将会受到严重影响。对变电站的设计一般分为一次和二次2个部分，其中一次设计主要有主接线设计、电气设备选择、接地及防雷设计等内容。以下将针对这几方面的内容进行重点分析，给出220kV高压变电站的一次设计要点，为电网建设提供参考依据。
1.220kv变电站电气一次系统重要作用
近些年我国的电力系统发展比较迅速，对于变电站的应用与优化也逐渐提高，这对电网的使用安全与稳定具有重要的意义。但是我国的变电站一次设备与系统还是存在一定的问题与缺陷。这些问题极易造成安全事故的发生，从而给社会的发展带来严重的损失。所以，为了提高变电站的一次回路与设备的安全，需要科学地对电气一次系统进行合理的设计与应用。全面考虑各种影响因素的危害，保证电气一次系统设计的科学性，从而在实际的一次系统应用中发挥最大的作用，为变电站的整体运行提供坚实的基础。
2.220kV变电站一次系统设计的原则
变电站设计是城市电网建设中的重点内容，为保证城市用需要遵循的原则主要有充足的变电容量。对于城市电网建设，变电站的变电容量不仅要满足目前城市的供电需求，也要考虑到该区域中长期规划所预测的电力需要。（2）结构紧凑，占地面积小。在城市建设中，土地资源十分宝贵，变电站作为服务于城市的电网设备应尽量减小占地面积，减轻城市负担。（3）可靠性高。基于变电站的工作性质，必须保证其具有较高的可靠性，只有这样才能保证城市的安全平稳用电。较高的自动化程度以及较低的通信误码率是保证变电站可靠性的必要条件。（4）主接线方式灵活可靠。主接线方式的特性直接决定着整个电力系统的特性，因此要保证主接线方式的灵活性、可靠性、经济性等等。（5）主要电气设备性能优越。变电站中电气设备的选择应保证技术先进，经济安全，满足各种情况下的要求，适应环境条件，可靠性高，噪音低。根据上述原则进行一次设计，可使220kV变电站在城市建设中充分发挥其优势，有效解决城市供用电矛盾，为城市发展添砖加瓦。
3设计主变压器和主接线
3.1选择主变压器
在变电站配电设施当中，主变压器的特性会影响主接线模式以及架构等，所以，在挑选220kV变电站的主变压器时，需要按照长期规划发展目标进行，主要包括输送功率、馈线回路数、电力体系、传递容量的信息来确定。设计人员在对主变容量进行选择时，需要全面考虑变压器在停止运作期间具备的超负荷水平、需要的容量等，这样能够确保其在Ⅰ类负荷状态下能够提供充足的电量。对于普通变电站而言，如果主变压器停止运行，则要求其他变压器能够撑到65%左右的整体负荷。换言之，当功率转移变压器装置在实际运行期间出现故障时，可以将电力负荷转移到正常运行的变压器当中。然而，根据实际经验可以看出，针对城市变压器，在安装期间需要制订多种方案，全面分析和探究各种方案之间的合理性以及优劣性。按照负荷能力需要选择变电站主变压器容量、数量等，在实际运行期间出现故障时需要全面考虑超负荷状态下变压器的承载能力。
3.2设计电力主接线
在选择变电站主接线时主要是按照变电站在电力系统当中的实际作用、进出线、变压器数量、电压等级以及实际地理位置等因素决定，城市电网运行需要注重安全性和稳定性。然而，由于城市人口较多，造成用地紧张，因此，需要对电网主接线进行简化。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于变电站电气主接线在实际运行期间需要满足灵活性、经济性以及可靠性等要求，为了全面展现出主接线的灵活性和可靠性，要求设计人员在实际设计期间避免提升主接线的设计难度。然而，在实际建设期间还是会出现较多问题，比如占地面积、检修维护工作矿以及成本投资等问题。所以，在规划电网期间，设计人员需要在实际设计期间按照变电站的实际情况以及相应的要求进行设计，需要考虑变电站的运行状态、负荷特性、电气设备特征等。在变压器组接线方面，在变电站当中，主要是通过双电源形式接线，其中一路线路与其他城市电网的变电站相连接。高压线路主要是采用变压器组量断路器形式，低压侧主要是采用单母线四分段形式，在此基础之上，采用手车式开关。该种接线方式涉及较少的高压设备，具有较小的占地面积，节省了投资成本，简化了继电保护，能够在电源失去电能之后，通过备用电源将负荷进行转移，并可以在较短时间内恢复供电。然而，该种接线方式也存在较大的弊端，比如，如果高压设备的电源中断供电之后，需要将其中一台变压器停止，还需要短时间内对部分电负荷进行限制。
3.3选择电气设备
在变电站一次设计当中，为了缩小其占地面积，在选择电气设备时需要选择体积较小的设备。在选择主变压器时可以采用高阻抗性设备，该种设备拥有成熟的制造技术，能够有效实现电气设备运行的安全、稳定。最大限度地降低电气设备的后期运行维护费用，从根本上确保电力系统的安全运行，不断提升技术水平，使得电力企业获取较大的经济效益。因此，在选择电气设备时，变电站、主接线的负荷变化程度都会影响电气设备的选择方案，可以促使变电站电气一次设计不断向着模块化方向发展，需要通过计算系技术科学配置电气设备，这样可以确保科学、合理地选择电气设备，避免大量的数据计算。
3.4选择电流互感器
电流互感器能够将一次回路当中的较大电流转化为小电流，这样能够对整个电力系统实行继电保护。在选择电流互感器时，需要按照变电站实际情况以及安装方式确定。在选择一次额定电流时，需要全面确保仪表的精确度，需要将电流互感器的一次额定电流无限接近于最大工作电流。在确定等级时，需要明确电流互感器二次回路当中测量仪表的类型以及准确性的相关要求，之后按照较高准确等级的表计进行选择。需要注意的是，确保电流互感器的准确级大于二次侧所接仪表的准确级。
3.5状态监测系统方面的优化
为了保证一次系统的运行能够得到有效的实时监测，需要对其监测系统进行优化处理，确保设计的效果与实用性。结合智能变电站稳定运行的要求，对智能变电站中的辅助系统主机与运行状况中的监测系统实施优化处理，保证变电站可以在综合性强的服务器中进行使用。与此同时，一次系统的优化设计过程中需要采取有效的连接方式，这样可以实现变电站的自动化系统与性能可靠的安全隔离装置进行连接，从而扩大监测系统实践中的监测范围。结合运行状态与监测系统稳定运行的要求，通过计算机三维空间中的分析，对变电站中的主变压器进行性能的优化设计。
4总结
220kV高压变电站是城市发展的重要组成部分之一，它与城市发展相辅相成，只有提高变电站硬件、软件系统的可靠性，方能强化城市的电力系统。变电站的设计是一个多学科耦合的系统工程，需要考虑方方面面的因素，以此提高电网系统的可靠性、灵活性、经济性，同时减小变电站的占地面积。通过以上对变电站一次设计要点的分析，可以看出主接线设计和电气设备选择对于变电站的性能至关重要，而防雷设计可以很好地在恶劣天气保护变电站及整个电气系统的安全稳定运行。
参考文献：
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[3]李炎.220kV变电站一次系统优化设计研究[J].电工技术，2018，484（22）：53-54.
论文作者:孙春树
论文发表刊物:《电力设备》2019年第19期
论文发表时间:2020/1/15
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