改建变电站电气一次设计的几点思考.pdf

与 建 材装 饰2014 年 11 月 改建变电站电气一次设计的几点思考 张友俊 （国网江西省电力公司赣州供电分公司江西 赣州341000） 摘要： 变电站改建过程中最关键最基础的设计就是电气一次设计， 因为它决定了整个改建工程的进度和效率， 所以 研究电气一次设计对于变电站的改建至关重要。本文主要通过对主变压器设备的选择， 包括容量与数量的选择以及其他 的主要选择进行分析， 希望能为我国变电站的改建提供一个理论上的参考。 关键词： 改建； 变电站； 一次设计 中图分类号： TM63文献标识码： B 文章编号： 1673-0038 （2014） 47-0061-02 随着我国社会发展水平的不断提高， 工业以及人民生活水平 的提高都对电力的需求提出了更高的要求。一个国家的发达程 度衡量的标准之一就是电力发展水平，因为电力建设对于一个 国家的国民生活起着非常重要的作用。随着工业的发展和城市 化进程的加快， 我国各地区对于电力的需求也在不断的增加， 传 统的变电站已经无法实现这一需求。而改建变电站对于变电站 运行的稳定性以及可靠性都起着非常重要的作用。 1 主变压器设备的选择 1.1 容 量 在变电站的改建过程中，主变压器的选择是非常重要的。 这是因为主变压器是变电站所有设备中最重要同时也是最容 易遭到损耗的设备， 所以主变压器设备与其他设备相比要经常 检查并适时更换。而在主变压器的选择中最重要的是其容量的 选择。因为主变压器设备的容量决定了主变压器功能的发挥。 目前对于主变压器容量的选择主要是依据主变压器设备的台 数和远景综合最大负荷数值之间的比值， 这种比值需要同时满 足三个公式才能最终确定容量的最佳值。首先是远景综合最大 负荷数值与主变压器设备的台数的比值应该小于主变压器设 备容量， 即远景综合最大负荷/主变压器设备台数-1主变压器 设备容量；其次是 0.6 倍的远景综合最大负荷数值与主变压器 设备总台数减一后的比值也应该小于容量值，即 0.6 远景综合 最大负荷数值/设备总台数-1主变压器设备容量； 最后一个公 式较为特殊， 因为它将远景综合最大负荷数值进行分类后又相 加，因为这种主要考虑的是 A、 B 两类的远景综合最大负荷数 值。A 类与 B 类的远景综合最大负荷数值相加应该小于主变压 器设备总台数减一后与容量的乘积值， 即 A 类远景综合最大负 荷数值+B 类远景综合最大负荷数值主变压器设备容量设备 总台数-1。 1.2 台 数 在计算主变压器设备容量时所使用的三个基本公式中都需 要进行主设备台数的计算，所以主设备台数对于主变压器设备 的选择以及主变压器容量的计算都起着关键性的作用。在对主 变压器台数的选择上，主要考虑的是区域环境因素以及是否存 在后备变电站因素。如果改建中的变电站位于城市的周边地区， 这些地区的电力供应往往更强，大部分区域已经建立了至少是 低压状态的电网。所以， 在这样的城市周边区域只需要设置 2 台 主变压器即可。而在非城市周边地区， 也就是更为偏远的地区， 因为缺乏低压或高压状态的电网， 所以， 在主变压器台数的要求 上会更高。尤其是当这些地区同时又缺乏后备变电站时， 那么主 变压器的台数最好为 3 台，这样变电站的功能才能得到有效的 发挥。而且， 偏远地区的工业往往较城市周边地区的工业更为发 达，这也就意味偏远地区一般比城市周边地区对于电力的需求 量更大。 2 电气设备的选择 2.1 常规工作条件下的选择 在对变电站进行改建的过程中， 首先需要的考虑问题是变电 站改建后的稳定性、 可靠性和经济成本效益问题。所以改建应该 在实事求是的原则上， 尽可能的降低成本， 也就是说要提高原本 设备的工作性能。要做到这一点， 首先就要确定在常规工作条件 的下的设备应该如何选择，其依据的公式是： 1电气设备所在 回路允许运行电压极限数值待选电气设备长期额定电流数 值电气设备允许工作电压的极限数值。根据这一公式， 可以选 择出在常规工作条件， 电气设备的最佳选择方案。 2.2 新增电气设备的选择 在变电站的改建过程中， 有三个最主要也是最经常增加的电 气设备， 而这些设备的选择也需要遵循一定的原则。对于隔离 开关装置的选择。选择隔离开关装置时最需要注意的问题是如 何使设备的运行最为稳定，它运行的稳定性主要是电流互感器 装置和一次性电流比值来决定的， 也就是说， 它们的比值应该具 有一致性。 对断路器电气设备的选择。 额定电流指标的大小是 断路器电气设备最需要考虑的关键因素。如何确定额定电流指 标是最为合适的值，就看它是否同时大于断路器设备动稳定状 态电流和额定开关电流的值， 如果同时大于这两个数值， 那么额 定电流指标就是最适合断路器的， 换句话说， 此种情况下的断路 器设备是最优质的改建中的变电站设备。 电流互感器装置。 与 断路器设备一样，电流互感器装置主要也是确定它的额定电流 指标。而电流互感器装置额定电流指标的合适与否则看它是否 同时大于隔离开关装置的动稳定电流和热稳定电流，如果同时 大于的话， 此时的电流互感器装置就是最佳选择。 值得一提的是， 在断路器设备与电流互感器装置中， 它们的 额定电流指标都要同时大于它们的动稳定电流与热稳定电流 （额定开关电流） ， 这个数值的大小在此是不论， 也就是说它们的 数值达到何种程度是可以忽略不计的， 在改建时， 无需考虑具体 的数值大小。 3 电气主接线及防雷接地设计 3.1 电气主接线设计 电力建设 61 与 建 材装 饰2014 年 11 月 电气主接线是整个变电站运行的基础， 同时也是决定变电站 能够稳定、 可靠运行的关键因素， 所以在改建时， 也应该着重注 意变电站中的电气主接线设计。在确保主接线高效稳定运行的 前提下， 降低设计的成本， 主要是材料使用上的成本以及空间成 本。电气主接线的设计最需要考虑的是其运行时的灵活性及其 可靠性， 所以需要综合考虑电气设备的选择方案， 配电装置的布 置方案等， 若是这些方案能够协调运行， 那么电气主接线的运行 就会处于稳定运行的状态。除此之外还需要特别注意的一点是： 可靠性是电气主接线设计的首要考虑因素，但是在设计的过程 中， 还需要兼顾主接线在运行时的灵活性， 应做到主接线在运行 时其能够自行主动的切换，这样才能更加确保变电站运行的稳 定性， 避免电力事故的发生。 3.2 防雷接地设计 在变电站的改建中还需要考虑的一个关键设计就是防雷接 地设计， 因为变电站如果不做好防雷设计的话， 就有可能产生电 力引雷事故， 造成人员伤亡和其他设备的损毁。防雷接地设计主 要是观察在变电站周围是否存在防雷接地设计， 若是存在， 此改 建中的变电站是否在防雷接地设计的辐射圈内，同时还要已有 的防雷接地设计能够对改建中的变电站产生足够有效的作用。 另外还需要注意的是，改建后的变电站的主接地线设计应该与 已有变电站的主接地线设计至少存在两个交叉点。这样才能确 保已有的防雷接地设计是能够完全对改建的变电器起到保护作 用， 否则可能只是个别范围内的保护。 4 总 结 在变电站的改建中，电气一次设计是改建的基础和核心， 因 为电气一次设计的质量不但决定了整个改建工程的质量与完成 效率， 同时还决定了变电站在后期运行中的状态， 包括稳定性以 及灵活性。电气一次设计主要设备设计为主变压器设备的选择、 电气设备的选择以及电气主接线和可能需要的防雷接地设计。 在设计时， 最需要考虑的因素是改建后的变电站运行的稳定性， 在确保稳定性的前提再考虑运行的灵活性，其实从某种程度上 来说， 变电站的稳定性和灵活性是相辅相成的， 需要相互配合。 参考文献 1徐志明.110kV 变电站电气设计的探讨J.北京电力高等专科学校学 报： 自然科学版， 2012， 29 （1） ： 80. 2张红艳.某变电站扩建电气设计方案研究J.郑州轻工业学院学报 （自 然科学版） ， 2012， 27 （2） ： 99101. 3周明辉， 李英武.电动机保护与控制回路电气设计有关问题分析J.建 筑电气， 2009， 28 （1） ： 5354. 4李 凯.城市中心区高可靠性变电站设计探索与实践A.江苏省电机工 程学会 2009 年学术年会暨第四届江苏电机工程青年科技论坛论文集 C.2009： 99101. 收稿日期： 2014-10-30 浅谈变电站一次设计中主要电气设备的选择 朱莎莎 （长沙星电电力勘测设计有限公司湖南 长沙410000） 摘要： 在变电站一次设计中， 电气设备正确地选择设备能使电气主接线和配电装置达到安全、 经济的状态。 本文结合 某 220kV 变电站为例， 重点就该变电站一次设计中主要电气设备的选择进行了研究。 关键词： 变电站； 一次设计； 电气设备； 选择分析 中图分类号： TM63文献标识码： B 文章编号： 1673-0038 （2014） 47-0062-02 引 言 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。 1 工程概况 某 220kV 变电站， 场址内地貌类型单一， 地质以粘土为主， 海拔高度 150160m， 抗震设防烈度按度考虑， 钻探控制深度 内未见地下水。变电站内采用 2 台 200MVA 主变， 选用屋外中型 布置方式的高压配电装置，断路器选用单断口磁柱式 SF6断路 器， 隔离开关采用较为完善的 GW4 型开关， 同时采用智能化的 监管系统。 2 220kV 变电站电气设备的选择方案分析 在对变电站电气设备进行选择的时候，要遵守以下几点原 则： （1） 按照正常的工作条件选择电气设备的额定值。因为一个 地方变电站的实际变电能力是要根据当地的实际用电量来确 定， 当地用户的多少， 用电量的多少都是有一个平均值的， 不能 把额定值定的太高也不能定的太低，只有掌握好当地变电站的 实际工作条件， 就可以选择好电气设备的额定值； （2） 按照短路条件校验电气设备的动、 热稳定。 设备在短路的 情况下会出现发热的现象，这时要