变电站设计中主要电气设备的选型计算

变电站设计中主要电气设备的选型计算

随着国民经济的发展和人们生活水平的提高，目前我们的生产、生活对电能已经高度依赖，电力系统也对整个国家的稳定至关重要。变电站作为电力系统中的重要组成，其设计和建造是否合理将会直接影响一些地区人们的正常生活。从变电站主要电气设备的选择出发，介绍了一些选型原则和相关计算的问题。

标签：变电站；主要电气设备；选型计算

1 概述

众所周知，电能的输送距离一般是很远的，如果以低压电的形式输送，那么电能的损耗量将会很大，所以先将电压升高，到了用户处再做降压处理，升降电压的过程就是由变电站（变电所）完成的。变电站的主要电气设备包括有：隔离开关、接地开关、断路器、变压器以及互感器等等。

2 变电站电气设备选择原则及技术条件

2.1 选择原则

（1）满足运行、检修以及故障情况下相关要求，此外还要考虑之后5-10年的发展情况；（2）在对设备进行校核时应在当地的条件环境下进行；（3）既要保证电气设备的先进性，又要控制相关成本；（4）设备的各类指标要和整个工程保持一定的一致性；（5）同类产品应尽可能选自同一个厂家的产品；（6）如果需选用新产品，应检查试验数据及合格证书，此外还要获得上级批准[1]。

2.2 技术条件

由于选择的电气设备都是在高压条件下工作的，所以对它们的技术条件有一些特殊的要求。

（1）在长期的工作条件下，选择的电气设备其最高工作电压应大于线路中可能出现的最高运行电压；最高额定电流也要大于线路中可能出现的最大持续电流值；电气端子的允许载荷应大于线路的最大作用力；（2）电气设备的热稳定性和动稳定性应按照线路可能通过的最大电流进行校验，一般取三相短路时电流；但被熔断器保护的电气设备可以不再进行热、动稳定性的校验；（3）电气设备的绝缘水平应按照国家规定的标准值进行，若低于标准值，则应增加适当的过电压设备进行保护。

3 选型计算（以35kV侧为例）

文章以35kV降压变电站为实例（降压侧为6kV），对一些电气设备的选型计算进行介绍。

3.1 断路器和隔离开关的选择

在35kV侧，选用的是六氟化硫断路器，具体型号为LW8-35A（T），这种断路器具有开断能力强，断口电压适于做得较高，允许连续开断次数较多，适用于频繁操作，噪音小，无火灾危险，机电磨损小等，是一种性能优异的“无维修”断路器[2]。

（1）流过断路器的最大持续工作电流：

Imax=（2×STN）/■UTN2×20000/（■×35）

≈660A

LW8-35A（T）断路器的额定电流1600A，所以满足要求；

（2）LW8-35A（T）断路器的额定电压35kV，系统电压也是35kV，所以满足要求。

（3）LW8-35A（T）断路器短路开断电流为20kA，大于线路的电流周期分量值5.3kA。

具体对比见表1：

高压隔离开关的选择型号为GW5-35（W）/1000，结构为双柱水平回转式。此开关具有导电可靠、维修方便、触头元件方便更换等优点。表2列出了此型号开关与线路参数的对比，我们可以看出其完全满足使用要求。

3.2 互感器的选择

互感器分电压互感器和电流互感器两种，下面分别介绍。

一般在我国35-110kV的配电装置中，很多以前的变电站采用的是油浸绝缘结构电磁式电压互感器。而我们采用了JDZXF9-35型电容式电压互感器，实现无油化运行，减少电磁谐振。

其额定电压比（V）为35000/■/100/■/100/■/100/3，额定输出（V A）25/50/100，极限输出（V A）2×500，额定绝缘水平（kV）40.5/95/200。此型号电压互感器适用于本变电站户内电力系统起到做测量和继电保护用途。

本实例中选用的是LCZ-35（Q）型浇注绝缘加强型电流互感器做保护、测量和计算用。其额定电压42kV，额定一次电流1000A，二次电流5A，动稳定电流120kA，热稳定为2300[（kA）2S]，均满足使用要求[3]。

3.3 熔断器的选择

熔断器的主要作用就是保护电气设备免受过载以及短路电流的损害，按照安装条件分为屋外跌开式和屋内式。要求其额定电压和电流均不小于电网，本站35kV侧选用RW5-35/600型跌开式熔断器，其额定电压35kV，最大断开电流为100kA，大于本站的短路冲击电流13.36kA。但是其断流容量为600MV A，需要加适当的限流电阻。

4 结束语

变电站的电气设备对于整个电力系统的安全运行至关重要，在设计之初，就要充分考虑电气设备的选型和安装，以安全、可靠、经济为中心，还要保证其在5-10年内不落伍。此外，设计人员、校验人员和安装人员任何一方遇到问题应及时保持沟通，在充分考虑问题后选择一个令各个人员都认同的解决方案，一定要确保变电站的安全、科学、合理。

参考文献

[1]罗学深.气体绝缘全封闭组合电器（GIS）[J].北京：中国电力出版社，2009（10）：15-16.

[2]贾沛义.变电站典型标准设计方案、设备选型以及运行维护[M].北京：中国电力出版社，2005（12）.

[3]宋继成.220～500kV变电所电气接线设计[M].北京：中国电力出版社，2004（8）.

作者简介：杨震（1983，5-），男，内蒙包头市人，毕业于内蒙古科技大学，本科学历，工程师，主要从事变电站电气一次设计。