电力系统论文变电站一次设计论文

电力系统论文变电站一次设计论文
摘要：随着社会经济发展，用电需求不断增加，变电站的设计和建设工作日益受到人们的重视。

在设计实践中，设计人员必须遵循一定的原则，综合分析与比较具体的环境条件、设备特点、应用范围、系统负荷大小、规划方案等，从而确定一个比较合理的一次方案，以保证变电站满足经济性、安全性、技术合理性等方面的要求。

前言
由于变电站和用户的联系非常密切，所以其建设数量较多，分布范围较广，在进行相关设计时，必须充分考虑经济性、安全性、灵活性等原则，以降低建设的经济成本，有效地应对电网中可能出现的各种电力故障，满足社会发展和人民生活对电力资源的需求。

1电力系统变电站概述
变电站也被称之为变电所，是以电源、升降电压、分配电力的场所，是发电厂和用户联系的中间环节一般来说，目前的变电站主要可以分为升压变电站和降压变电站两大类。

其中，升压变电站主要的目的是为了减少电能在运输的过程中所造成的损耗，将电厂发送的电能安全、稳定、可靠的传输给远方，这种变电站通常都和电厂在一起而降压变电站则是一个离得发电站较远的内容，它与用户离得较近，是将远方传来的高压电能通过变压器转变为可为人民安全使用的低压电能，总的来说变电站的设计是一个合理布置设备的工作，它主要的目的是为了保证设备功能的最大发挥，边缘设备的操作、搬运、检查和巡视当然在工作中也要注意变电站的扩建性
2变电站的设计原则
变电站的设计必须遵循以下基本原则，以保证较高的设计质量和设计水平：
（1）所采用的电气设备必须满足变电站的日常工作要求，比如变电站的正常运行、日常维护、电力故障修复等，设备选型不仅要满足当前的技术需要，也要考虑未来一段时期内的发展需要。

（2）在选择一次设备时必须根据变电站建设的当地环境条件进行相关校验，以确保在该环境下设备能可靠运行，保持较好的工作状态。

（3）所采用的一次设备必须有技术先进、成本相对较低的特点，这是变电站一次设计工作中非常重要的原则，因为其关系着变电站建成后运行的效率和质量，如果设备技术比较落后，必然会为设备运行埋下一定的安全隐患，增加故障发生概率和变电站维修成本。

（4）在选择导体时必须注意尽量减少导体种类，从而降低设备更换难度，如果使用一种导体就可满足工作需求，那就绝不采用2种导体。

变电站的电气主接线设计必须依据整个电网的规模、出线回路数、设备基本参数以及电力负荷大小合理进行，主要需遵循经济性和灵活性原则。

（5）变电站主接线在能够满足供电需求的前提下，其高压侧适合采用断路器数量较少的接线方式；考虑电气一次设备的选择问题时，必须首先保证能够有效解决线路短路问题，然后再考虑选择经济成本较低的设备；在控制变电站的占地面积方面，应合理搭配配电设
备和相关装置，以便有效节省土地资源和土地成本。

（6）变电站主接线的设计要满足电力调度、设备维修及扩建的要求。

在进行电力调度时，变电站应能灵活调整电力线路和电力负荷；在进行设备维修时，要能在保证正常供电的基础上适当停运某些母线和继电保护设备，从而灵活应对电力维修的特殊要求；在进行变电站扩建或技术改进时，必须保证电气主接线设计能够适应新安装线路或电力装置的要求，且对已有线路不会造成较大干扰。

3变电站一次设计技术要点
3.1变压器选型分析
变压器是变电站非常重要的电力设备，它的选择是否合理关系着变电站的运行是否安全可靠。

第一，在变压器数量与电力负荷的关系方面，如果建设地区存在大量一级负荷或季节性负荷变化较大时，必须安装2台以上的变压器。

第二，合理选择安装的变压器数量，一般变电站都会装有2台或2台以上的主变压器，以保证其中一台出现故障时供电系统仍能正常工作。

对于110KV变电站的设计而言，在考虑安装几台变压器的问题时必须结合当地的供电条件、供电负荷以及电力系统的运行特点，具体可参考以下几点：（1）及时确定主变容量，在保证总供电能力的前提下，考虑变压器发生故障的特殊情况；（2）考虑变压器数量对变电站占地面积的影响，因为变压器的数量与变电站的占地面积直接相关，考虑到经济性原则，必须将数量对于占地面积以及设备投资的影响列入考虑；（3）考虑短路电流的影响，提高单台变压器的容量势必会增加低压侧的短路容量，给设备选择工作带来实
际困难，所以如果设备容量较大，必须采用限制短路电流的技术措施。

3.2高压配电装置的布置方式
一般而言，变电站的高压配电装置有2种布置方法：屋内布置或屋外布置。

屋外布置又可具体分为3种：屋外中型布置、屋外半高型布置和屋外高型布置，这3种方式各有其优缺点和不同的使用范围。

比如，屋外中型布置方式是将变电站所有电气设备和相关设施都安装在地面支架上，变电站母线下不安装其他电力设备，这种方式设置模式很直观清晰，建设成本相对也比较低，且运行状态和稳定性比较可靠。

尽管屋外中型布置方式的占地面积和空间相对于其他方式来说是最大的，但其检修维护条件相对较好。

对于高压配电装置的屋内布置也可具体分为3种：普通电力装置的屋内布置、变电站断路器的屋内布置和基于GIS的屋内布置，这3种屋内布置方式各有优缺点，在设计时应针对具体情况合理选择。

3.3断路器的合理选择
断路器也是变电站非常重要的设备，在选择断路器时必须遵循相关参数的规范要求，以满足电力系统的基本需求。

（1）断路器要有很好的电力绝缘特性，从而在电力系统发生故障时方便维修。

（2）应保证断路器具有良导体的性质，从而满足在长期负荷电流下故障发生概率较低的要求。

（3）电力系统在发生故障的情况下，产生的短路电流值会比较大，断路器的良导体性质能够保证系统有足够的动稳定性和热稳定性。

（4）断路器的分断时间要短，且具备断路能力较强、内部线路结构比较简单、质量较轻、体积较小、安装程序和维护修理简单
方便等特征，同时还必须满足机械寿命和电气寿命长的要求，以减少更换次数，降低维护成本。

比如，LW30-126型断路器的技术参数如表1所示，实践表明，该型号的断路器具有良好的工作性能，能够满足变电站运行的各项要求。

3.4变电站防雷设计
从防雷设计的角度上来说，在110kV变电站电气一次设计工作当中，需要分别落实包括直击雷保护以及过电压保护在内的相关防雷设计措施.以上两个方面的实施要点可以概括如下：首先，在有关防直击雷保护方面，要求变电站一次电气设计过程当中，配电装置均采取户内布置的方案，通过设置屋顶避雷带的方式，达到预防直击雷的目的。

在此过程当中，结合实践工作经验来看，变电站屋顶避雷带所采用的原材应当为热镀锌扁钢，建设尺寸应当为40mm×4mm。

在此基础之上，还可以使用略大于该尺寸的热镀锌扁钢引下线，并与主接地网进行互联，确保直击雷能够通过此种方式倾泻至大地，避免变电站不会受到直击雷作用力的影响。

其次，从过电压保护的角度上来说，为了避免线路在正常运行状态下出现雷电波过电压的侵入问题，要求在进线段以及出线每段母线线路上，安装独立的避雷器装置，通过应用避雷器的方式，实现对过电压的可靠保护。

4结语
随着社会经济发展，用电需求不断增加，变电站的设计和建设工作日益受到人们的重视。

在设计实践中，设计人员必须遵循一定的原则，综合分析与比较具体的环境条件、设备特点、应用范围、系统负
荷大小、规划方案等，从而确定一个比较合理的一次方案，以保证变电站满足经济性、安全性、技术合理性等方面的要求。

参考文献：
[1]张朝锋.110KV变电站电气一次设计的探究[J].科技致富向导，2012（03）
[2]刘娅.110KV变电站部分电气一次设计浅析[J].民营利技，2009（06）
[3]赵军.浅析变电站设计[J].利技资讯，2011（28）。