摘要：变电站电气一次设计的主要包括变压器、发电机、隔离开关、断路器、输电线路以及电力电缆等电气设备的设计。发电、输电以及配电过程都是依靠变电站电气一次设备之间的相互连接而进行的。变电站电气一次设备的各个零件运行是否正常、一次回路与二次回路是否正确，除了会影响变电站的正常运行，还会影响到整个电力系统的正常工作。所以对于变电站一次设计中主要电气设备的选择是非常重要的。
关键词：变电站；一次设计；电气设备
一、变电站一次设计时应需要注意的问题
1.1变电站一次设计时主接线设计
变电站的主接线电器设计是电气设计的重要组成部分，它是根据电网中的地位、出线数量、回路数以及设备的特点来确定的，同时在设计的过程中我们还需要注意供电荷载控制，在满足供电可靠性、运行灵活性以及操作方便的基础上节约能源，同时扩大要求，也就是我们常说的经济、灵活和可靠性要求。在经济性方面，变电站电气主接线设计要从方便维修、操作，节约投入成本、扩大建设规模等方面进行，同变电站高压侧采用断路器较小或者之间不采用断路器来进行接线。
1.2变电站典型的接线方式
在高压变电站电气设计中，主要考虑的就是终端变电站以及中间变电站。前者变电站则接近高压变电站负荷中心，并在其中分为两路进线，从而将电能分配给低压用户，而实现这一分配的主要是通过两台主变来实现的。终端变电站的高压侧主接线形式有三种：单母线接线；内桥接线以及线路变压器组接线。对于单母线接线方式，主要是用在220kV变电站的高压侧主接线，且单母线分段的接线方式则是用在220kV变电站的低压侧主接线。
二、选择变电站一次设计中电气设备
2.1合理选择变压器
选择变电站的变压器。在选择主变时，主变的容量大小是需要首先要考虑的问题之一。通常选择变压器的容量主要根据以下内容进行筛选，结合近十年内供电区电负荷发展情况做出有效分析,然后在进一步分析、研究各个地区的电力情况，保证整个地区的电力水平基本是处于同一个位置上。然后再对变压器的容量进行合理选择，选择变压器的容量一旦不能够完全适合当地的供电情况，就会很容易出现问题：首先容量过小,由于供电过程是长期、持久的，因此很容易造成供电运行中的安全隐患；其次是变压器容量过大，供电期间长期低负载运行十分容易损耗变压器，无形当中浪费了资源。有关于部分地区变电站的扩建需求,首先需要保证现有的主变压器的容量与原来的变压器容量保持相同不变,如果容量差异过大，就会出现两台变压器环流的现象,严重浪费了电能。其次，变压器的数量选择。通常情况下,设计人员在确定满足变电“N-1”的条件下进行变压器的数量选择,一般会选择两台变压器安装在一个变电站内，主要是为了防止一台变压器发生故障时,变电站可以通过另一台变压器全负荷自动运行,以保证供电系统的正常运行。但是部分地区用电较少，可以选择安装一台变压器,不但减少了资本投入，还可以有效减少经济资本投入以及资源上的浪费。根据我国目前现在的数据表明,大部分周边城市地区,主要选择两到三台变压器设计变电站的规模。
2.2合理选择高压断路器
高压断路器不仅可以切断或闭合高压电路中的空载电流和负荷电流，还可以切断过负荷电流和短路电流，它具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力。合理的运用高压断路器可以起到一定的控制和保护变电站电路运行的作用。就目前我国高压断路器的发展情况来看，断路器主要有以下几种类型：油断路器、六氟化硫断路器、真空断路器和压缩空气断路器。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆设计人员在选择断路器时,就需要注意以下几点要求：
①工作运行性能稳固。可靠的性能可以有效减少由于断路器的拒动而随之影响变电站的问题发生；②灭弧性能稳定。断路器只有良好的灭弧性才能保证其强大的稳定性能；③变电器的动作迅速。迅速的断路器动作可以有效减少对电气设备的损害；④优质的自动重合闸性能；⑤变电器自身简单的结构，合理的结构成本。
2.3合理选择互感器
电力系统所用的互感器是将电网高电压、大电流的信息传递到低电压、小电流二次侧的计量、测量仪表及继电保护、自动装置的一种特殊变压器，是一次系统和二次系统的联络元件。互感器的一次绕组接入电网，二次绕组分别与测量仪表、保护装置等互相连接。而互感器性能的好坏，会直接影响到电力系统测量、计量的准确性以及继电器保护装置动作的可靠性。
互感器主要分为电流互感器和电压互感器两大类。互感器按照用途可以分为测量用互感器和保护用互感器。所以在选择互感器时,着重对电流互感器变比进行选择，首先其电流不能选择过大,通常在一般正常情况下负荷的额定电流主要控制在60%以内，但是同时不能小于30%。保护用电流互感器主要与继电装置配合，在线路发生短路过载等故障时，向继电装置提供信号切断故障电路，以保护供电系统的安全。其次是电流互感器的结构型式选择，主要分为两种；一种是正立式互感器，一种是倒立式互感器。由于倒立式互感器是一种新型结构的，它不同于正立式互感器。倒立式互感器有着十分明显的特点：体积小、热稳定性高，同时还有效减少了正立式互感器容易出现的受潮或者是击穿问题,所以大多数情况下会选用这种倒立式电流互感器。最后,选择电压互感器的时候要考虑铁磁谐振问题。现在的电压互感器主要有电容式和电磁式两种。为了避免铁磁谐振的发生，可以采取以下措施：选择励磁特性好的电压互感器或改用电容式电压互感器；系统中性点装设消弧线圈；在中性点费直接接地系统中，应选用全绝缘的电压互感器；采用自动调谐原理的接地补偿装置，通过过补、全补和欠补的运行方式，来较好地解决此类问题。
2.4合理选择隔离开关
隔离开关在变电器中的主要用途就是隔离作用，其永久隔离需要检修的电气设备与电源,能够确保变电站的安全运行。同时它还可以有效切断其它微小电流的电路，对变电器起到了一定的保护作用。但是隔离开关没有灭弧的功能。为保证检修的安全，63kV及以上断路器两侧的隔离开关和线路隔离开关的线路侧宜配置接地开关。设计人员在选择隔离开关是应是其具备切合和电感、电容性小电流的能力，应使电压互感器、空载母线、避雷器、励磁电流不超过2A的空载变压器以及电容电流不超过5A的空载线路等。
2.5对电缆线的选择
传输电力的主要工具就是电缆线,电缆线的性能决定着电力产生。现在电力系统中，常用的电缆线有两种：铜电缆线和铝电缆线。铜电缆线价格相对较高，但是它有着良好的耐腐蚀性能，同时强度很大；铝电缆线价格较低，密度小，电阻率较大,所以它的使用范围比较广泛。但是在进行电缆线选择时还需要根据变压器的实际输出电力进行综合选择，不能盲目的一概而论。设计人员在选择电力电缆截面的时候，不仅要满足持续允许电流、短路热稳定、允许电压降等要求，还要考虑不同敷设条件时电联允许持续载流量的校正系数。例如不同环境温度、不同土壤热阻系数、空气中多根并行敷设、土中直埋多根并行敷设等因素。
结语
变电站相关电气设备的选择是否合理直接影响到以后变电站能否正常运行在进行变电站设计时，除了要符合相关的理论要求外，还应充分考虑各地的实际情况，力求做到因地制宜此外，还应积极应用新的设计、施工技术及新型电气设备，以延长变电站的寿命。
参考文献
[1]张泽宇.大禹渡一级泵站电气设备优化选型及监控系统开发研究[D].太原理工大学，2014.
[2]陈婧.临汾高村110kV智能化变电站的设计研究[D].华北电力大学，2013.
论文作者:王彦艺
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/12
标签：变电站论文; 变压器论文; 互感器论文; 断路器论文; 电缆线论文; 接线论文; 电流论文; 《基层建设》2019年第25期论文;