摘要：变电所是接受电能、变换电压、分配电能的环节，是供配电系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行。电力系统是由发电机，变压器，输电线路，用电设备（负荷）组成的网络，它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备。电力系统中的这些互联元件可以分为两类，一类是电力元件，它们对电能进行生产（发电机），变换（变压器，整流器，逆变器），输送和分配（电力传输线，配电网），消费（负荷）；另一类是控制元件，它们改变系统的运行状态，如同步发电机的励磁调节器，调速器以及继电器等。电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全厂（所）电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。
关键词：变电站 总体设计
一、变电站构成
变电站由一次回路和二次回路构成。
一次回路：配电系统中承担输送和分配电能任务的电路，称为一次回路，也称为主电路或主接线。一次电路中所有的设备称为一次设备，如变压器、断路器、互感器等。
（1）变换设备。按电力系统的要求，改变电压或电流大小的设备，如变压器、断路器、互感器等。
（2）控制设备。用来控制一次电路通断的设备，如高低压断路器、开关等。
（3）保护设备。用来对电力系统进行过电流和过电压保护的设备，如熔断器、避雷器等。
（4）补偿设备。用来补偿电力系统中无功功率以提高功率因数的设备。如并联电容器等。
（5）成套设备。为了节省空间，按一次电路接线方案的要求，将有关的一次设备及其二次设备组合成一体的电气装置，如高低压开关柜、低压配电箱等。
二次回路：凡用到来控制、指示、监测和保护一次设备运行的电路，称为二次回路，也叫二次接线。二次回路中所有的电气设备称为二次设备，如仪表、继电器、操作电源等。
二、变电站的分类
变电所根据它在系统中的地位，可分为下列几类：
（1）枢纽变电所
位于电力系统的枢纽点，连接电力系统高压和中压的几个部分，汇集多个电源，电压为330～500kV的变电所，称为枢纽变电所。全所停电后，将引起系统解列，甚至出现瘫痪。
（2）中间变电所
高压侧以交换潮流为主，起系统交换功率的作用，或使长距离输电线路分段，一般汇集2～3个电源，电压为220～330kV，同时又降压供当地用电，这样的变电所起中间环节的作用，所以叫中间变电所。全所停电后，将引起区域电网解列。
（3）地区变电所
高压侧一般为110～220kV，向地区用户供电为主的变电所，这是一个地区或城市的主要变电所。全所停电后，仅使该地区中供电。
（4）终端变电所
在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧电压为110kV，经降压后直接向用户供电的变电所，即为终端变电所。全所停电后，只是用户受到损失。
三、变电站主变压器的选择
电力变压器（power transformation文字符号T或TM），是变电所中最关键的一次设备，其功能是将电力系统中的电能电压升高或降低，以利于电能的合理输送和分配。
（一）主变台数的选择
正确选择变压器的台数，对实现系统安全经济和合理供电具有重要意义。选择主变压器台数时应考虑原则是：
（1）应满足用电负荷对供电可靠性的要求。对供有大量一二级负荷的变电所，应采用两台变压器，以便一台变压器发生故障或检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电。对只有二级负荷而无一级负荷的变电所，也可以只采用一台变压器，但必须在低压侧敷设与其他变电所相连的联络线作为备用电源，或另有自备电源。
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（2）对季节性负荷或负荷变动较大而宜于采用经济运行方式的变电所，可以考虑采用两台变压器。
（3）除上述两种情况外，一般车间变电所宜采用一台变压器。但是负荷集中而容量相当大的变电所，虽为三级负荷，也可采用两台或多台变压器。
（4）在确定变电所主变压器台数时，应适当考虑负荷的发展，留有一定的余地。
变压器的运行可靠性高，发生故障的几率很小，检修周期长，损耗低，所以在选择时一般不考虑主变压器的备用。同时，随着技术的进步，便器呀的容量可以做得很大，由于单位容量的造价岁单台容量的增加而下降，因此，减少变压器的台数，提高变压器容量，可以降低变压器的本体投资。因此，在中小型水电站，变电站中，一般主变压器的台数取1-2台为宜。
在本变电站设计中，具有2个电压等级，由于本变电站企业变电站，所以主变台数选择2台，运行时，两台同时运行，互为备用。
（二）绕组数量及连接方式确定
变压器绕组的连接方式必须和系统电压相一致，否则不能并列运行，本变电所有35kV、10kV两个电压等级，根据设计规程规定，“具有两个电压等级的变电所中，首先考虑双绕组变压器。
电力系统采用的绕组连接方式只有星形三角形，高、中、低三侧绕组如何组合要根据具体工程来确定。
我国110KV及以上电压，变压器绕组都采用星形连接，35KV亦采用星形连接，其中性点多通过消弧线圈接地，35KV以下电压，变压器绕组都采用三角形连接。
由于35KV采用星形连接方式与220KV、110KV系统的线电压相位角为零度（相位12点），这样当电压为220\110\35KV，高、中压为自耦连接时，变压器的第三绕组加接线方式就不能三角形连接，否则就不能与现有35KV系统并网。因而就出现所谓三个或两个绕组全星形连接的变压器。
变压器采用绕组连接方式有D和Y，我国35KV采用Y连接，35KV以下电压的变压器有国标Y/d11、Y/Y0等变电所选用主变的连接组别为Y/d11连接方式。故本次设计的变电所选用主变的连接组别为YN/d11型。
（三）冷却方式的选择
主变压器一般采用的冷却方式有自然风冷却，强迫油循环风冷却，强迫油循环水冷却。本次设计选择的是小容量变压器，故采用自然风冷却。
（四）调压方式的选择
变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头，从而改变变压器变比来实现的。切换方式有两种：无激励调压，调整范围通常在±5%以内；另一种是有载调压，调整范围可达30%，设置有载调压的原则如下：
1、对于220KV及以上的降压变压器，反在电网电压可能有较大变化的情况下，采用有载调压方式，一般不宜采用。当电力系统运行确有需要时，在降压变电所亦可装设单独的调压变压器或串联变压器。
2、对于110KV及以上的变压器，宜考虑至少有一级电压的变压器采用有载调压方式。
3、接于出力变化大的发电厂的主变压器，或接于时而为送端，时而为受端母线上的发电厂联络变压器，一般采用有载调压方式。
四、结束语
随着国民经济的快速稳定发展，电能需求迅速增长，我国电网的规模日益扩大。做好供配电工作，对促进工业生产、降低产品成本、实现生产自动化和工业现代化有着十分重要的意义，供配电系统的安全运行。供电的中断将使生产停顿，生活混乱，甚至危及人身和设备安全，形成十分严重的后果。停电给国民经济造成的损失远远超过电力系统本身的损失。因此，电力系统运行设计首先要满足可靠，持续供电的要求。
参考文献：
1、 水利电力部西北电力设计院编. 《电力工程电气设计手册（第一册）电气一次部分. 》北京：中国电力出版社，1996重印
2、 肖艳萍主编. 《发电厂变电站电气设备》.北京：中国电力出版社，2008.
3、 李海燕主编. 《电力系统》.北京：中国电力出版社，2006.
4、 施怀瑾主编. 《电力系统继电保护（第二版）》.重庆大学出版社.2005
论文作者:陈帅
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/8/13
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