摘要：电力工业为我国的迅速发展提供了重要的电力资源基础，现代社会对于电力资源的需求不断增加。目前，变电站难以满足不断增长的供电需求，扩大电网规模，加强供电网络建设成为了当务之急。变电站作为供电网络中重要的环节，加强变电站扩建非常必要。本文探讨分析了变电站扩建工程电气设计的相关内容，旨在提供一定的参考与借鉴。
关键词：变电站；扩建工程；电气设计
1变电站扩建工程电气设计要求
变电站主接线的选择是根据变电站在系统中的地位和作用、地理位置、电压等级、站内变压器台数及容量和进出线等各种条件综合优化决定的。城市电网的安全可靠性固然重要，但是城市人口密度大，用地紧张，因此城网变电站接线除了满足安全可靠性外，还必须尽量简单化。在确定间隔位置时要求做到间隔不调整或少调整、线路不交叉或尽量少交叉的原则，以确保工程量为最少。
(1)系统一次专业根据本次间隔接入系统的要求，来确定本次新增间隔的接入位置，当接线为一台半断路器接线时需考虑到同名回路应布置在不同的串上，以免当一串的中问断路器故障或检修时，同时串中另一侧回路故障时，使该串中两个同名回路同时断开；对特别重要的同名回路，可考虑分别交替接入不同侧母线即“交替布置”。
(2)线路专业根据变电站内问隔排列位置、线路路径来确定本次新增问隔的具体位置，如遗双回路架空出线时，可以顺序布置，以避免线路交叉跨越。
(3)综合上述原则确定问隔位簧，然后将电气主接线图及总平面布置图完善后提供给各专业，系统一次专业据此核算出新增间隔的线路最大负荷、母线穿越功率、变电站内系统阻抗，由此来进行相关的计算、设备选择及校验。
2变电站扩建工程电气设计内容研究
2.1设计变电站电气主接线
变电站电气主接线的选择，应综合考虑其本身的供电可靠性、经济性、质量问题等，还应考虑变电站的运行方式，扩建方面的影响因素。一是将双母线带旁路改造为双母线双分段。假设某变电站主接线方式为双母线母联兼旁路接线，有3回电源进线、3台主变。经扩建后接线为双母线双分段2台分段断路器接线方式，有8回进出线，其中3回电源进线、5回备用。电气扩建施工方案采用扩建期间线路变压器直接受电的方法。二是将双母单分段带双旁路母线扩建为双母线双分段。假设某变电站接线为双母线单分段带双旁路母线接线，有:3台主变、1回分段、2回母联、2回旁路、4回电源进线、1回备用。经扩建后，侧接线为双母线双分段接线，有3台主变、2回分段、2回母联、4回电源进线、2回备用。新建配电装置采用户外GIS设备，GIS的建设分2步进行。电气扩建方案采用扩建期间由原配电装置临时供电的方法，保证施工期间的供电可靠性。
2.2选择电气设备
(1)变压器选择。变电站符合下列条件之一时，宜安装两台及以上变压器:①有大量一级负荷或虽为二级负荷，但从保安角度(如消防等)考虑；②季节性负荷变化较大时:③几种负荷较大时。在下列情况下，变电站可设置专用变压器:①当动力和照明采用共用变压器严重影响质量及灯泡寿命时，或在电源系统不接地或经阻抗接地，电气装置外露导电体就地接地系统的低压电网中，应设照明专用变压器；②当季节性的负荷容量较大时，或出于功能需要的某些特殊设备时，可设专业变压器；③接线YynO的变压器，当单相不平衡负荷引起的中性线电流超过变压器低压绕组额定电流的25%时，或单台单相负荷较大时，宜设单相变压器:④冲击性负荷较大重影响电能质量时，可设冲击负荷专用变压器。高压线路保护和主变压器保护装置等则采用集中组屏的方式。
(2)配电装置选择。目前，高压配电装置常采用的布置形式有屋内布置和屋外布置两大类。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆采用普通电器安装在屋内布置和lOkV断路器小车屋内布置，每个间隔宽度可以设计成6.5m.跨度约12m，占地面积相当，投资也相差不大，多用在城郊或污染较严重地区。屋外布置可母线与母线隔离开关升高，把断路器、电流互感器等设备直接布置在升高母线的下方，使配电装置跨度尺寸减少。
(3)电流互感器选择。设备热稳定电流＞Id；设备动稳定电流＞ich。在选择电流互感器时要注意:若接线是一台半断路器接线，在完善串的扩建中，本期工程新增设的边断路器(选用罐式断路器)的内附电流互感器或外加式电流互感器(选用瓷柱式断路器)的一次电流比值必须与本串的中断路器(选用瓷柱式断路器)的内附电流互感器或外加式电流互感器(选用瓷柱式断路器)比值相同，为方便运行和维护，采用独立的电流互感器。
2.3设计电压调整及电容器补偿方案
变电所的电压调整主要通过调整变压器分接头的方式实现。由于整个系统每个节点的电压都不同，用户对电压要求也不同，因此，电压调整比频率调整更加复杂。调压方式有如下3种:①逆调压在控制点调整电压，使其在高峰负荷时的电压高于低谷时的电压，要求高峰时段按照电压曲线的上限调整，低谷时段则控制在电压曲线的下限运行。②顺调压控制点电压调整为高峰负荷时的电压低于低谷负荷时的电压。③恒调压任何负荷时控制点电压基本保持不变，一般保持电压高于标称电压的2%-5%。无功补偿应根据就地平衡的原则，采用集中补偿与分散补偿相结合的方式进行配置。电容器主要补偿变压器所耗无功，补偿容量一般取变压器容量的10%-30%，宜每台主变按2组及以上电容器组配置，电容器分组均满足避开谐振容量的要求。用户侧所耗无功采用配网分散补偿、就地平衡的原则。
2.4防雷接地
直击雷保护:变电站配电装置为全户内布置，采用屋顶避雷带防直击雷。屋顶避雷带采用50mm×5mm热镀锌扁钢，并用50mm×5mm热镀锌扁钢引下与主接地网可靠连接。
过电压保护:为防止线路侵入的雷电波过电压，在变电站进线及每段母线上分别安装避雷器。主变压器lOkV,35kV侧引出线利用避雷器来保护过电压。为保护主变压器中性点绝缘，在主变压器中性点装设一台避雷器(或加放电间隙)。lOkV及以上电压并联电客器根据有关规定装设氧化锌避雷器保护。
接地:接地方式以水平接地体为主，辅以垂直接地极，土接地网采用50×5mm镀锌扁钢，垂直接地极采用50mm×50mm×2500mm镀锌角钢，设备引下线选用50mm×5mm镀锌扁钢。布置尽量利用配电楼以外的空地，深埋接地极。变电站主接地网的接地电阻应满足跨步电势和接触电势的校验要求，并满足微型计算机对接地电阻的要求。经常出入的大门处设置与主接地网相连接的均压带。二次设备室及分散的保护装置均接地采用铜排连成环，一点与主接地网可靠连接，保证等电位接地。
结语
综上所述，变电站是电力系统运行中必不可少的一部分，其运行的可靠性
直接关系着整个电网的安全。变电站扩建工程是变电站系统的升级，是为电力系统提供更加完备和可靠的服务而建设的。因此，变电站扩建工程的电气设计合理性至关重要，必须尽力防止设计方案中的各项问题、隐患出现为电力系统提供更加安全、可靠、经济的大容量变电站。
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论文作者:陆震
论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/13
标签：变电站论文; 母线论文; 接线论文; 变压器论文; 电压论文; 断路器论文; 负荷论文; 《电力设备》2017年第33期论文;