10 kV變電站電氣一次部分設(shè)計(jì)

劉才進(jìn)

摘 要：在電力系統(tǒng)中非常重要的一個(gè)組成部分就是變電站，電力系統(tǒng)能否安全運(yùn)行，很大程度取決于變電站的運(yùn)行情況，因此，變電站的設(shè)計(jì)性能是非常重要的。本文簡(jiǎn)要闡述10 kV變電站電氣部分的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，內(nèi)容包括主接線的介紹、設(shè)備的優(yōu)劣分析及選擇、電流計(jì)算方法。在設(shè)計(jì)中，通過對(duì)電流的計(jì)算及設(shè)備的選擇，綜合考慮變電站電氣部分的經(jīng)濟(jì)、安全及可靠性，通過分析，對(duì)民用變電站的科學(xué)設(shè)計(jì)達(dá)到最佳效果。

關(guān)鍵詞：變電站 電氣 設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TM721 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）08（b）-0124-01

1 變電站的主要設(shè)備介紹

變電站是電力分配、匯集及電壓控制的關(guān)鍵，起到發(fā)電廠與客戶端的中介作用，變電站的使用一般分為升壓變電站和降壓變電站，升壓變電站一般在靠近發(fā)電廠一端，而降壓變電站一般在降壓一端，也就是靠近客戶一端，本文主要分析降壓變電站的設(shè)計(jì)，因此根據(jù)降壓變電站的設(shè)計(jì)基本要求，主要設(shè)備為高壓配電、變壓器、低壓配電組成。

變電站的主要任務(wù)是對(duì)機(jī)組進(jìn)行啟停，對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)整、對(duì)設(shè)備和相關(guān)線路進(jìn)行自動(dòng)切換以及對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，由于電氣設(shè)備的作用不同，一般可分為一次設(shè)備和二次設(shè)備。

一次設(shè)備通常是電壓變換、電力輸送、電流分配和電能使用的設(shè)備。主要包括以下幾點(diǎn)。

（1）發(fā)電機(jī)，它是電能生產(chǎn)的主要設(shè)備。

（2）斷路器、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)，熔斷器、接觸器等，是接通或斷開電路的開關(guān)設(shè)備。

（3）電抗器和避雷器，是保護(hù)電器，限制故障電流和防御電壓用的。

（4）裸導(dǎo)線和電纜，是用來載流導(dǎo)體。

（5）接地裝置。

二次設(shè)備就是對(duì)一次設(shè)備和運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和保護(hù)的設(shè)備。主要包括以下幾點(diǎn)。

（1）電壓互感器和電流互感器，它們稱為儀用互感器。

（2）電壓表、電流表、電能表等用來測(cè)量的，統(tǒng)稱為測(cè)量表計(jì)。

（3）繼電自動(dòng)保護(hù)裝置。

（4）直流電源設(shè)備。

（5）操作電器、信號(hào)設(shè)備及控制電纜。

本文主要闡述的是變電站一次部分的設(shè)計(jì)，就是一次設(shè)備。

2 變電站的電氣主接線介紹

變電站電氣主接線是指高壓電氣設(shè)備通過連線組成的接收或者分配電能的電路，它是變電站接收、匯集和分配電能的電路器具，由變壓器、開關(guān)電器、避雷器、母線和載流導(dǎo)體連接組成。

主接線主要的滿足要求是：（1）應(yīng)滿足符合對(duì)供電可靠性的要求。（2）力求簡(jiǎn)單，運(yùn)行操作靈活方便，并能避免運(yùn)行人員的誤操作和確保檢修工作的安全。（3）建立在保證安全的基礎(chǔ)上進(jìn)行最經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。（4）主接線有升級(jí)可能性。

它的使用可靠性、操作靈活性和最經(jīng)濟(jì)的功效與整個(gè)電力系統(tǒng)是相輔相成的，在設(shè)計(jì)時(shí)必須注意電氣設(shè)備的選擇、如何布置配電裝置以及繼電保護(hù)系統(tǒng)方式有著密切聯(lián)系，因此，主接線設(shè)計(jì)不僅是單項(xiàng)設(shè)備的設(shè)計(jì)，它是一個(gè)綜合性的問題，它的實(shí)際要求必須與整個(gè)電力系統(tǒng)的發(fā)展休戚相關(guān)，必須重點(diǎn)分析變電站在整個(gè)系統(tǒng)的所處的位置、它們的性質(zhì)區(qū)別、用電規(guī)模以及電氣設(shè)備的特點(diǎn)等，這樣才能做出符合要求且最經(jīng)濟(jì)使用的電氣主接線。

3 變電站電氣設(shè)計(jì)

變電站電氣一次設(shè)計(jì)就是對(duì)變電站內(nèi)電氣一次設(shè)備的選型、布置、接線等進(jìn)行設(shè)計(jì)，這就涉及到電力系統(tǒng)短路電流的計(jì)算、負(fù)荷計(jì)算、發(fā)電廠變電站或者輸電線路、電力電纜通道的征地和路徑等。變電站電氣一次設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)設(shè)備的電氣原理圖、電氣元件選型和接線圖。二次設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)設(shè)備的電氣元件在電氣柜的擺放位置，怎么樣方便合理接線。電流互感器是一種測(cè)量用的特殊的變壓器，工作原理和變壓器相同，都是利用電磁感應(yīng)工作的，只不過用途不同。它有兩個(gè)互相絕緣的線圈，套在一個(gè)閉合的鐵芯柱上，在電路中與被測(cè)線路串聯(lián)的線圈叫一次側(cè)，與儀表相連的叫二次側(cè)。

它的作用主要是變換電流，在發(fā)電和用電的不同情況下，線路上的電流大小不一，而且相當(dāng)懸殊。有的線路只幾安，有的線路有幾千幾萬安，要直接測(cè)量這些大大小小的電流就得需要從幾安到幾萬安的電流表，這樣就給儀表制造帶來了困難.另外有的電路是高壓的，直接用電表測(cè)量線路的電流很危險(xiǎn)，電流互感器就是用來解決這些問題的。

4 變壓器電氣部分設(shè)計(jì)發(fā)展

變電站電氣發(fā)展已經(jīng)過40、50年了，可以看到，變電站電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)還是初期的，只是增加了計(jì)算機(jī)管理功能，在設(shè)備配置上，如功能有CRT屏幕監(jiān)視、數(shù)值的計(jì)算、自動(dòng)巡檢的打印功能和自動(dòng)報(bào)表等。這些簡(jiǎn)單增加的計(jì)算機(jī)功能還是無法替代常規(guī)的監(jiān)視功能，因此這些自動(dòng)化方式只能算作計(jì)算機(jī)輔助管理。到了80年后，隨著微型計(jì)算器技術(shù)的蓬勃發(fā)展，使變電站電氣自動(dòng)化有了進(jìn)一步的加強(qiáng)，但此時(shí)的自動(dòng)化管理還是沒有使繼電保護(hù)、故障錄波等功能進(jìn)行進(jìn)一步提升，只是利用微型為控制中心加在原來PTV的基礎(chǔ)上。進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，由于數(shù)字自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，才使變電站的綜合技術(shù)得到了一個(gè)新的發(fā)展，我國(guó)的變壓器電氣自動(dòng)化發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)全新的時(shí)代，使這項(xiàng)技術(shù)有了實(shí)質(zhì)性的發(fā)展。

5 結(jié)語

在電力系統(tǒng)中非常重要的一個(gè)組成部分就是變電站，電力系統(tǒng)能否安全運(yùn)行，很大程度取決于變電站的運(yùn)行情況，因此，變電站的設(shè)計(jì)性能是非常重要的。變電站的主要任務(wù)是對(duì)機(jī)組進(jìn)行啟停、對(duì)電壓進(jìn)行負(fù)荷調(diào)整、對(duì)設(shè)備和相關(guān)線路進(jìn)行自動(dòng)切換以及對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電網(wǎng)改造越來越頻繁，電網(wǎng)容量也在不斷地?cái)U(kuò)大，結(jié)構(gòu)逐漸的趨向于復(fù)雜化，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性要求越來越高。因此，隨著計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的快速發(fā)展，變電站應(yīng)該實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)信息的完全融合，以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)管理，從而實(shí)現(xiàn)變電站電網(wǎng)的現(xiàn)代化管理，使變電站工作可以安全而有效地運(yùn)行，這樣不但可以節(jié)省人力、物力，同時(shí)還能夠更好的實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 袁有祥.變電站電氣一次設(shè)計(jì)的問題及對(duì)策探究[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2012（24）.

[2] 唐毅蛟.變電站電氣一次主接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)探討[J].電源技術(shù)應(yīng)用，2013（8）.

[3] 劉鹍.淺談變電站一次設(shè)備的設(shè)計(jì)與選擇[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2010（7）.

[4] 楊耀杰，姚凱.變電所電氣一次部分設(shè)計(jì)[J].科技資訊，2007（30）.

[5] 楊麗徙，曾新梅，劉蓉.變電站電氣一次設(shè)備智能化問題的研究綜述[J].高壓電器，2012（9）.endprint