淺析送變電電氣工程設(shè)計(jì)

崔濤　張項(xiàng)輝

摘要：現(xiàn)如今，電力已經(jīng)成為社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)以及人民日常生活中所不可或缺的重要的能源。同時(shí)，電力工業(yè)在我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)中也占據(jù)著十分重要的地位，通常情況下，電能是由發(fā)電廠產(chǎn)出供給的，由于考慮到經(jīng)濟(jì)成本的原因，我國(guó)絕大多數(shù)的發(fā)電廠都建立在勞動(dòng)力資源相對(duì)比較豐富的地區(qū)，然而廉價(jià)勞動(dòng)力豐富的同時(shí)卻不可避免的遠(yuǎn)離了經(jīng)濟(jì)相對(duì)發(fā)達(dá)，電力資源需求巨大的大中型城市以及工廠企業(yè)，這時(shí)，發(fā)電廠就需要對(duì)電能進(jìn)行遠(yuǎn)距離的輸送，發(fā)電廠經(jīng)過升、降壓變電所的轉(zhuǎn)接和變壓，才能進(jìn)一步的將電能分配到廣大的用戶以及生產(chǎn)企業(yè)當(dāng)中，促進(jìn)生產(chǎn)建設(shè)的進(jìn)步發(fā)展，變電站作為電力系統(tǒng)中的重要組成部分，直接影響著整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：送變電；電氣工程；設(shè)計(jì)；研究

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1674-3954（2013）21-0289-02

1 送變電電氣工程設(shè)計(jì)所遵循的原則

任何工程建設(shè)的過程都必須遵循一定的原則問題，送變電電氣工程更是如此，在工程設(shè)計(jì)過程中，首先務(wù)必使得所設(shè)計(jì)的變電所能夠長(zhǎng)期可靠為其負(fù)荷供電，因?yàn)樽冸娝倪\(yùn)轉(zhuǎn)周期相對(duì)較長(zhǎng)，同時(shí)設(shè)計(jì)過程中必須遵循國(guó)家的相關(guān)法律條文及其相關(guān)規(guī)定制度、以國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)方針為指向，深入貫徹落實(shí)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)政策和基本的建設(shè)程序，綜合運(yùn)用系統(tǒng)工程的方法從全局出發(fā)，正確處理生產(chǎn)與生活、安全與經(jīng)濟(jì)等方面的關(guān)系，加快實(shí)現(xiàn)資源的綜合高效利用，節(jié)約能源和土地資源，對(duì)電力生產(chǎn)工藝、變電所主要變電器設(shè)備和主題工程都要?jiǎng)?wù)必保證其可靠性、適用性以及先進(jìn)性。設(shè)計(jì)工作是工程建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。做好設(shè)計(jì)工作，對(duì)工程建設(shè)的工期、質(zhì)量、投資費(fèi)用和建成投產(chǎn)后的運(yùn)行安全可靠性和生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟(jì)效益，起著決定性的作用。

2 主變壓器的選擇

2.1 變壓器容量的確定

在各個(gè)等級(jí)不同的變電所當(dāng)中，變壓器其最重要的電氣設(shè)備之一，其擔(dān)負(fù)著網(wǎng)絡(luò)電壓轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)距離電力傳輸?shù)闹匾ぷ?，因此選擇合適的變壓器容量對(duì)送變電電氣工程的整體進(jìn)展以及長(zhǎng)久平穩(wěn)運(yùn)行有著至關(guān)重要的作用和切實(shí)可靠的物質(zhì)保障。一般情況下在進(jìn)行送變電電氣工程設(shè)計(jì)的時(shí)候藥成分考慮建成投產(chǎn)之后的5～10年內(nèi)的規(guī)劃負(fù)荷變化情況，并且適當(dāng)考慮長(zhǎng)期10～20年內(nèi)的負(fù)荷變化情況，當(dāng)然，這要根據(jù)具體的變電所規(guī)模來具體考慮其運(yùn)行周期及變電器的容量，規(guī)模越大的考慮的周期就要越長(zhǎng)變電器容量也越大。

2.2 書變壓器數(shù)量的確定

對(duì)遠(yuǎn)距離電力輸送起著主要影響的主要有變電器的容量和主變壓器的數(shù)量，在變壓器容量選擇確定之后就要對(duì)主變壓器的數(shù)量進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，一般的發(fā)電廠或者變電所的主變壓器的數(shù)量和電壓的級(jí)別、接線方式、傳送容量等有著密切的關(guān)聯(lián)，一般情況下和系統(tǒng)具有強(qiáng)烈聯(lián)系的規(guī)模較大的發(fā)電廠或者樞紐變電所主變電器數(shù)量不應(yīng)該少于2臺(tái)，相反，對(duì)于那些和系統(tǒng)聯(lián)系不是很強(qiáng)的規(guī)模較小的發(fā)電廠或樞紐變電所的主變電器只安裝1臺(tái)即可；另外，對(duì)地區(qū)性孤立的一次變電所或者大型工業(yè)專用變電所可以設(shè)置3臺(tái)主變電器。

2.3 主變壓器型式的選擇

我們通過主變壓器的相數(shù)的選擇原則可以得出：當(dāng)不受輸送條件限制的時(shí)候，330kV及以下變電所，均應(yīng)該選擇三相變壓器，所以筆者最終確定選用三相雙繞組電力變壓器。我國(guó)規(guī)定，35kV以上的要采用Y連接其中的中性點(diǎn)可以通過消弧線圈的方式接地，35kV以下的則采用△連接。

3 電氣主接線的設(shè)計(jì)確定

在我國(guó)相關(guān)部門頒布的《變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》SDJ2-79當(dāng)中，有著這樣明確的說明：“變電所的主接線要根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)的地位、回路數(shù)、設(shè)計(jì)特點(diǎn)以及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并且應(yīng)當(dāng)滿足運(yùn)行可靠、簡(jiǎn)單靈活、操作方便以及節(jié)約投資等要求。

3.1 主接線的設(shè)計(jì)原則及其基本要求

電氣主接線是由多種主要電氣設(shè)備按照一定的順序要求連接而成的，是分配和傳送電能的總電路，把全套電路中的各個(gè)電器設(shè)備統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號(hào)和文字符號(hào)繪制成電氣連接圖，就被稱作電氣主接線圖。變電所或者發(fā)電廠的電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的主要部分，主接線的設(shè)計(jì)會(huì)對(duì)變電所的安全穩(wěn)定運(yùn)行、靈活程度等產(chǎn)生一定的影響?，F(xiàn)實(shí)中，發(fā)電、變電以及輸配電和電能消耗是同步的，所以主接線方式的設(shè)計(jì)好壞不僅僅對(duì)電力系統(tǒng)和變電所本身產(chǎn)生影響，同時(shí)也會(huì)影響到工農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)以及人民的正常生活，更嚴(yán)重的將會(huì)威脅到社會(huì)穩(wěn)定與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。所以主接線方式的設(shè)計(jì)要做到嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)，具體應(yīng)當(dāng)滿足：①必要的供電可靠性；②一定程度的靈活性；③經(jīng)濟(jì)合理。

3.2 主接線的選擇

110～220kV配電裝置中出線一回時(shí)，采用不分段單母線或者變壓器一線路單元接線，當(dāng)出現(xiàn)為2回時(shí)，一般情況下采用橋形接線，當(dāng)出線不超過4回時(shí)，一般采用單母線分段，當(dāng)出線回?cái)?shù)較多時(shí)，連接的電源較多，負(fù)荷較大或者環(huán)境污穢的時(shí)候，則采用雙母線接線的方式。

4 變電所設(shè)備的選擇與校驗(yàn)

4.1 電氣設(shè)備選擇的一般問題

在高壓電器的選擇問題上主要應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：高壓電器要滿足正常工作狀態(tài)下的額定電壓和額定電流的要求；高壓電器要滿足安地點(diǎn)和使用的環(huán)境條件要求；要滿足在短路條件下的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)；務(wù)必將操作的頻繁程度和開斷負(fù)荷考慮進(jìn)去；校驗(yàn)電抗器在正常情況時(shí)的電壓損失和短路時(shí)的母線殘壓值。

4.2 高壓電器選擇的一般要求

電氣設(shè)備的選擇是發(fā)電廠和樞紐變電所電氣部分設(shè)計(jì)的重要組成部分之一，怎么樣科學(xué)合理的選擇電氣設(shè)備，將會(huì)對(duì)電氣主接線以及配電裝置的安全及其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行產(chǎn)生直接的重大影響。因此，在進(jìn)行設(shè)備的設(shè)計(jì)選擇時(shí)，務(wù)必嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家的相關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，在保證設(shè)備安全可靠運(yùn)行的前提下，相關(guān)研究設(shè)計(jì)人員要努力做到技術(shù)勇爭(zhēng)一流、并且留點(diǎn)適當(dāng)?shù)陌l(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要。

5 高壓配電裝置的設(shè)計(jì)

5.1 高壓配電裝置設(shè)計(jì)的總原則

發(fā)電廠以及樞紐變電所的建設(shè)微觀上影響著當(dāng)?shù)鼐用竦娜粘Ｉ?，宏觀上也會(huì)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)產(chǎn)生著巨大的影響，因此，高壓配電、送變電電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)選擇務(wù)必要深入貫徹落實(shí)國(guó)家相關(guān)部門制定頒布的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，以上級(jí)機(jī)構(gòu)頒發(fā)的相關(guān)章程、技術(shù)規(guī)定等為工作方針，并且根據(jù)具體的電力系統(tǒng)條件，自然地理環(huán)境以及高壓配電裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)、維修等方面的要求設(shè)計(jì)制定科學(xué)合理的布置方案并且選定設(shè)備，積極慎重的對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行新布置，調(diào)整新結(jié)構(gòu)，踴躍創(chuàng)新，努力做到技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)行高效。

5.2 工程設(shè)計(jì)要求

屋外電氣設(shè)備外絕緣體最低部位距地不應(yīng)該小于2.5m，必須安裝固定裝置遮攔。屋外配電裝置使用軟導(dǎo)線的時(shí)候，帶電部分至接地部分和不同的帶電部分之間的最小電氣距離應(yīng)該采用其中最大數(shù)值。屋內(nèi)電氣設(shè)備外絕緣體最低部位距地不應(yīng)小于2.3m，必須安裝固定裝置這藍(lán)配電裝置中的相鄰帶電部分。

5.3 施工設(shè)計(jì)要求

配電裝置的結(jié)構(gòu)在滿足安全運(yùn)行的前提下應(yīng)盡量予以簡(jiǎn)化，并應(yīng)充分考慮構(gòu)建的標(biāo)準(zhǔn)化和工廠化，減少構(gòu)架類型，以達(dá)到節(jié)省三材，縮短工期的目的。配電裝置的設(shè)計(jì)要充分考慮安裝檢修時(shí)設(shè)備搬運(yùn)及起吊的便利。屋內(nèi)配電裝置應(yīng)該考慮設(shè)備的搬運(yùn)的方便。工藝布置應(yīng)該考慮土建施工的誤差，切實(shí)保障電氣安全距離的要求，一般要留有余度，這在屋內(nèi)配電裝置的設(shè)計(jì)中要引起足夠的重視。配電裝置的設(shè)計(jì)必須考慮到分期建設(shè)和擴(kuò)建過渡的便利。

5.4 運(yùn)行設(shè)計(jì)要求

各級(jí)電壓配電裝置之間，以及它們和各種建筑物之間的距離以及相對(duì)位置，應(yīng)當(dāng)按照最終規(guī)模統(tǒng)籌規(guī)劃設(shè)計(jì)，充分考慮運(yùn)行的安全和便利。配電裝置的布置應(yīng)該做到整齊清晰，各個(gè)間隔之間要有明顯的界限，對(duì)同一用途的同類設(shè)備，盡可能不知在統(tǒng)一中心線上，或處于統(tǒng)一標(biāo)高。

5.5 檢修設(shè)計(jì)要求

在送變電電氣工程設(shè)計(jì)過程中，要考慮到建成投產(chǎn)之后的維修問題，為了給檢修工作人員提供過硬的人身安全保障，因此，斷路器的兩側(cè)隔離開關(guān)以及電氣設(shè)備線路隔離開關(guān)的線路旁側(cè)，應(yīng)當(dāng)安裝布置一臺(tái)接地閘刀；同時(shí)每一段的母線之上也要安裝兩組接地閘刀或者接地器，這其中包括了母線電壓互感器隔離開關(guān)上的接地閘刀。

6 防雷保護(hù)設(shè)計(jì)

雷電可以通過電線、天線、電話線傳導(dǎo)，使與之相連的電器設(shè)備受到損害，所以在送變電電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)過程中也要充分考慮道雷電對(duì)電氣設(shè)備的影響和損害，變電所的屋外配電裝置包括組合導(dǎo)線和母線廊道，應(yīng)該裝設(shè)直擊雷電保護(hù)裝置，表1為變電所必須進(jìn)行防雷保護(hù)對(duì)象和措施。

7 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)送變電電氣工程設(shè)計(jì)進(jìn)行深入的研究分析，將會(huì)使得我國(guó)的遠(yuǎn)距離輸電能力得到質(zhì)的提升，同時(shí)促進(jìn)我國(guó)變電所等大中型基礎(chǔ)設(shè)施得以進(jìn)一步的完善，滿足居民以及工廠企業(yè)的生產(chǎn)生活需求，提高生活水平和生活質(zhì)量，這對(duì)于我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)都將起著至關(guān)重要的作用。

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