关于变电站电气设计方案探究

关于变电站电气设计方案探究

摘要】变电站电气设计方案是变电站电气设计的核心所在，所以为确保变电站

电气设计水平，需要在设计方案上加大对其的重视。由于变电站电气设计方案较

为复杂，本文主要是结合某变电站的设计实践，对变电站电气设计方案展开探究，具体主要是从一次设计和二次设计两个方面，就设计方案的要点进行梳理，以便

于为同行提供借鉴和学习。

【关键词】变电站；电气设计方案；一次设计；二次设计

变电站电气设计方案的前提就是确保其安全的运行，并在此基础上结合实际

需求，确保其各项性能要求满足的同时，还要尽可能地减少设计成本，注重变电

站电气设计方案的优化就显得尤为重要。在变电站电气设计方案确定中，需要结

合本地的电力系统现状和电源现状，比如发电量、供电量，电力与电量平衡、负

荷特性、用电需求预测、项目实施的可行性等基本工作做好的基础上，做好变电

站站址的选择、电压等级的选择、主变容量的选择、接入系统的方案、潮流计算

分析，所以在变电站电气设计方案中，主要是在做好上述工作的基础上，对电气

计算与设备参数进行选择，做好地亲戚平面布置等，最后在做好这些一次设计的

基础上进行二次设计，尤其是要加强对电气二次方案的确定，结合智能化变电站

的需要，切实加强智能辅助控制系统的应用等。因此，整个完善的变电站电气设

计方案十分复杂。因此，本文主要选取一次设计和二次设计中的重要事项进行探究，以更好地确保变电站电气设计方案的水平得到提升。

1.变电站电气一次设计方案的设计要点

1.1切实做好短路电流的计算

在短路电流计算中因为其属于电气计算的核心，对于高压电气设备与变电站

主接线设计的优化有着十分重要的作用，所以在变电站电气设计方案确定中，需

要进行系统稳定地进行计算分析，并对运行参数进行验证的基础上对网络结构进

行校验。

一是就是在计算原则方面，①计算水平年，以远景年份为主，比如设计时为2020年，那么计算水平年就取远景年2030年；②系统容量：取本地电网2030

年大运行时的容量值；③计算内容，对变电站侧的母线的三相与单相短路电流进行计算。

二是在做好上述工作的基础上，就需要进行合成阻抗的计算，在合成阻抗计

算过程中，主要是对三相短路、两相短路、单相短路、两相接地电路电流进行计算，且计算过程中严格按照相关公式来进行。

三是在计算短路电流时，做好是做好正序电流及其有名值的计算，并严格按

照公式来计算。

四是在计算合成电流、计算冲击电流、全电流时，也需要严格按照有关公式

来计算。

最后结合短路计算结果与通用设备水平，确定变电站设备的短路电流平均水平。

1.2切实做好电气参数的选择

在电气参数选择过程中，选择的内容主要有主变参数、无功补偿量、电气主

接线、消弧装置。因为只有在选择好这些电气参数之后，才能确定变电站的建设

规模，从而更好地选择主要电气设备。

1.3切实做好电气平面布置

主要是在做好电气参数选择和确定建设规模与电气设备选择的基础上，对电

气总平面图布置进行确定，并在此基础上做好配电装置、防雷接地、站内用电的

布置[1]。

2.变电站电气二次设计方案的设计要点

2.1设计要求分析

在当前的变电站设计中，由于对智能变电站的要求较高，而智能变电站又是

主要发展趋势，所以需要切实加强对其的设计。就其运行模式而言，主要是采取

无人值守的智能化运行模式来设计，那么要达到这一目标，就需要设计成开放式

分层分布式的结构，需要包含站控、间隔、过程、设备四个层次，在站内的监控

保护方面，主要是对建模和组网进行统一，并注重与运动系统之间的信息共享。

而在此基础上，为达到全站防误操作闭锁功能，还要在变电站监控系统中加强五

防工作站的设计，这样才能在满足防误操作闭锁功能的基础上，对于受控设备而言，其操作回路内的串接所间隔的闭锁回路，最终在变电站的远方和就地均能达

到良好的闭锁功能。

2.2电气二次配置方案设计

一是在站控层设备方面，主要是结合变电站的远景规模来配置；二是在间隔

层设备方面，主要是结合本期规模来配置；三是在过层次设备配置方面，主要是

结合线路、内桥、主变低压侧、母线合并单元等实践，一般采用双套配置的方式，并加强合并单元与一体化智能终端装置的应用，而在中性点合并单元则需要独立

配置；四是在网络层方面，主要涉及三个方面：①站控层网络，主要是采取单星形的以太网，实现站控层与站控层、站控测与间隔层设备之间的互相通信，且需

要在站控层配置一台交换机；②间隔层网络，主要是在远动通信屏中结合实际确定交换机的安装数量和安装位置，比如在10kV的本期配置时，主要是在开关柜

安装两台交换机；③过程层网络，若属于内桥接线，那么就不用设置，否则就需要设置过程层网络，这样GOOSE报文才能从站控层网络进行传输[2]。

2.3电容器与分段配置要点

在电容器配置方面，主要是配置一台保护测控的一体化装置，这个装置要能

进行三段式的过流、过压保护，又要能适应低电压和电压不平衡状态下的保护，

并将其在开关柜中安装，而对于小电流选线功能，则是利用监控主机来完成即可。而在分段配置方面，主要是做好分段保护配置，做好测控一体化装置的设计，同

样需要具有三段式的过流保护功能，并配备一套备用的自投装置。

2.4电源系统的设计

电源系统氛围一体化电源系统、直流电源系统和交流电源系统，在二次电气

设计中，需要切实掌握各自的设计要点。一是针对一体化电源系统而言，主要是

在变电站配置一套即可，其中包含了交流、直流和UPS以及DC/DC装置，并且做好多面屏的配置。二是在直流电源系统中，主要是采用220V的电压，采取单母

线进行直接接线，同时还要安装一组阀控式的密封性能较好的铅酸蓄电池，充电

装置要有高频开关，采取N+1的模式进行模块配置。三是在交流电源系统方面，

主要是采取三相四线制的方式来供电，并配置多面站用的交流屏，一般10kV的

采用3面站用交流屏即可。四是针对UPS点原则云南，主要是配置一面交流UPS 屏，容量结合实际需求来确定，这样在装置处于正常状态时，主要是通过站内交

流电来供电，而一旦出现输入电源故障，或者出现整流器故障，则采用站内220V 的直流系统来供电。五是针对DC/DC装置而言，其主要是在通信设备中作为电源，同样采取N+1的模式进行模块配置即可。但是在做好这些工作的基础上，还要对