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对变电站电气设计的思考
摘要：随着我国国民经济的高速发展人民生活用电的急剧增长，对于电力的需求大幅度增加，使得电网规模不断扩大、结构越来越复杂。变电站是电力系统的一个重要组成部分，对电力的生产和分配起到了举足轻重的作用。
关键词：变电站 电气设计
随着我国国民经济的高速发展人民生活用电的急剧增长，对于电力的需求大幅度增加，使得电网规模不断扩大、结构越来越复杂。变电站是电力系统的一个重要组成部分，对电力的生产和分配起到了举足轻重的作用。笔者就变电站电气部分的设计浅谈如下几点：
- 变电站电气主接线的设计
1、变电站主接线必须满足的基本要求
变电站的电气主接线是电力系统接线的重要部分，它表明变电站内的变压器、各电压等级的线路、无功补偿设备以最优化的接线方式与电力系统连接，同时也表明在变电站内各种电气设备之间的连接方式。电气主接线的设计与变电站所在电力系统的作用及所采用的设备密切相关。现代电力系统是一个巨大的、严密的整体，主接线的好坏不仅影响到发电厂、变电站和电力系统本身，同时也影响到工农业生产和人民日常生活。因此，变电站主接线必须满足以下基本要求：
（1）供电可靠性
①因事故被迫中断供电的机会越少，停电影响范围越小，停电时间越短，主接线可靠性程度就越高；②供电可靠性的客观衡量标准是运行实践，衡量主接线运行可靠性的标志是：a.断路器检修时，能否不影响供电；b.线路、断路器或母线故障时，以及母线检修时，停运出线回路数的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。因事故被迫中断供电面积少，停电影响范围越小，停电时间越短，主接线可靠性越高。衡量电能质量好坏的基本指标是电压、频率、供电连续性和可靠性，主接线在各种运行方式下应能满足要求。
（2）供电的灵活性和方便性
①灵活性：应能灵活地投入（或切除）某些机组、变压器或线路，调配电源和负荷，不仅在正常的时候进行安全地供电，而且能满足系统在事故检修及特殊运行方式下的调度和要求，能灵活地进行运行方式的转换。可以容易地从初期过渡到其最终接线，使变电站在扩建过渡时，无论在一次和二次设备装置等所需的改造为最小。②方便性：力求接线简单、清晰、明了，使运行人员操作、检修方便，以避免误操作，应能方便地停运断路器、母线及其断电保护设备，进行安全检修而不影响电网的正常运行和对用户的供电。
（3）经济性
①投资小：a.主接线应简单、清晰，以节约断路器、隔离开关等一次设备的投资；b.要使控制、保护方式不过于复杂，以利于运行并节约二次设备和电缆投资；c.要适当限制短路电流，以便选择轻型及价格合理的电气设备。②占地面积小：a.电气主接线设计要为配电装置的布置创造条件，以便节约用地和节省架构、导线、绝缘子及安装费用；b.在运输条件许可的地方采用三相变压器；c.电能损耗少、经济合理地选择主变压器的型式，容量和台数避免二次变压而增加电能损失。
（4）具有扩建和发展性。
①变电站主接线应根据5 到10 年电力系统发展规划进行设计。从全局出发，统筹兼顾，根据本变电站在系统中的地位、进出线回路数、负荷情况、工程特点、自然环境条件等，确定合理的设计方案并具有扩建的方便性。②主接线设计要留有余地，不仅要考虑最终接线的实现，同时还要兼顾到分期过渡接线的可能和施工的方便。应能容易地从初期过渡到最终接线，使在扩建过渡时一次和二次设备所需的改造范围最小。变电站电气主接线设计是依据变电站的最高电压等级和变电站的性质，选择出一种与变电站在系统中的地位和作用相适应的接线方式。一个变电站的电气主接线包括高压侧、低压侧以及变压器的接线，因各侧所接的系统情况不同、进出线回路数不同，所以其接线方式也不同。
2、主接线的设计原则
(1)考虑变电站在电力系统的地位和作用
变电站在电力系统中的地位和作用是决定主接线的主要因素。变电站是枢纽变电站、地区变电站、终端变电站、企业变电站还是分支变电站，由于它们在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。
(2)考虑近期和远期的发展规模
变电站主接线设计应根据5~10 年电力系统发展规划进行。应根据负荷的大小和分布、负荷增长速度及地区网络情况和潮流分布，并分析各种可能的运行方式，来确定主接线的形式及站连接电源数和出线回数。
(3)考虑负荷的重要性分级和出线回路多少对主接线的影响
对一、二级负荷，必须有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一、 二级负荷不间断供电；三级负荷一般只需一个电源供电。
(4) 考虑主变台数对主接线的影响
变电站主变的容量和台数，对变电站主接线的选择将产生直接的影响。通常对大型变电站，由于其传输容量大，对供电可靠性高，因此，其对主接线的可靠性、灵活性的 要求也高。而容量小的变电站，其传输容量小，对主接线的可靠性、灵活性要求低。
(5)考虑备用量的有无和大小对主接线的影响
发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电，适应负荷突增、设备检修、故障停 运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同，例如，当断路器或母线检修时，是否允许线路、变压器停运；当线路故障时是否允许切除线路、变压器的数量等，都直接影响主接线的形式。
二、主要电气设备的选择
全地下变电站一般设置在人口稠密地区，用地紧张，变电所占地面积很小;而用户对供电安全性、可靠性、电能质量及城市环境保护等方面的要求越来越高，特别是对防火、防爆、防污染以及降噪声等问题加倍关注。所以在电气设备选择需注意以下三个方面：
(1) 设备选型宜小型化，可减少占地面积，使整体布置趋于紧凑合理。
(2) 全站设备无油化，包括主变压器可考虑采用SF6 气体绝缘变压器(GIT)。这样全站无易燃、易爆物，既能简化消防系统，又可将火灾的影响局限在地下，而不致影响到地面。
(3) 设备制造水平高，技术成熟，检修率和维护量要小，使停电机会大大减少。
