變電站設(shè)計(jì)中主要電氣設(shè)備的選型計(jì)算

楊震 張前

摘 要：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，目前我們的生產(chǎn)、生活對(duì)電能已經(jīng)高度依賴(lài)，電力系統(tǒng)也對(duì)整個(gè)國(guó)家的穩(wěn)定至關(guān)重要。變電站作為電力系統(tǒng)中的重要組成，其設(shè)計(jì)和建造是否合理將會(huì)直接影響一些地區(qū)人們的正常生活。從變電站主要電氣設(shè)備的選擇出發(fā)，介紹了一些選型原則和相關(guān)計(jì)算的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：變電站；主要電氣設(shè)備；選型計(jì)算

1 概述

眾所周知，電能的輸送距離一般是很遠(yuǎn)的，如果以低壓電的形式輸送，那么電能的損耗量將會(huì)很大，所以先將電壓升高，到了用戶(hù)處再做降壓處理，升降電壓的過(guò)程就是由變電站（變電所）完成的。變電站的主要電氣設(shè)備包括有：隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)、斷路器、變壓器以及互感器等等。

2 變電站電氣設(shè)備選擇原則及技術(shù)條件

2.1 選擇原則

（1）滿(mǎn)足運(yùn)行、檢修以及故障情況下相關(guān)要求，此外還要考慮之后5-10年的發(fā)展情況；（2）在對(duì)設(shè)備進(jìn)行校核時(shí)應(yīng)在當(dāng)?shù)氐臈l件環(huán)境下進(jìn)行；（3）既要保證電氣設(shè)備的先進(jìn)性，又要控制相關(guān)成本；（4）設(shè)備的各類(lèi)指標(biāo)要和整個(gè)工程保持一定的一致性；（5）同類(lèi)產(chǎn)品應(yīng)盡可能選自同一個(gè)廠家的產(chǎn)品；（6）如果需選用新產(chǎn)品，應(yīng)檢查試驗(yàn)數(shù)據(jù)及合格證書(shū)，此外還要獲得上級(jí)批準(zhǔn)[1]。

2.2 技術(shù)條件

由于選擇的電氣設(shè)備都是在高壓條件下工作的，所以對(duì)它們的技術(shù)條件有一些特殊的要求。

（1）在長(zhǎng)期的工作條件下，選擇的電氣設(shè)備其最高工作電壓應(yīng)大于線(xiàn)路中可能出現(xiàn)的最高運(yùn)行電壓；最高額定電流也要大于線(xiàn)路中可能出現(xiàn)的最大持續(xù)電流值；電氣端子的允許載荷應(yīng)大于線(xiàn)路的最大作用力；（2）電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性應(yīng)按照線(xiàn)路可能通過(guò)的最大電流進(jìn)行校驗(yàn)，一般取三相短路時(shí)電流；但被熔斷器保護(hù)的電氣設(shè)備可以不再進(jìn)行熱、動(dòng)穩(wěn)定性的校驗(yàn)；（3）電氣設(shè)備的絕緣水平應(yīng)按照國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行，若低于標(biāo)準(zhǔn)值，則應(yīng)增加適當(dāng)?shù)倪^(guò)電壓設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。

3 選型計(jì)算（以35kV側(cè)為例）

文章以35kV降壓變電站為實(shí)例（降壓側(cè)為6kV），對(duì)一些電氣設(shè)備的選型計(jì)算進(jìn)行介紹。

3.1 斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的選擇

在35kV側(cè)，選用的是六氟化硫斷路器，具體型號(hào)為L(zhǎng)W8-35A（T），這種斷路器具有開(kāi)斷能力強(qiáng)，斷口電壓適于做得較高，允許連續(xù)開(kāi)斷次數(shù)較多，適用于頻繁操作，噪音小，無(wú)火災(zāi)危險(xiǎn)，機(jī)電磨損小等，是一種性能優(yōu)異的“無(wú)維修”斷路器[2]。

（1）流過(guò)斷路器的最大持續(xù)工作電流：

Imax=（2×STN）/■UTN2×20000/（■×35）

≈660A

LW8-35A（T）斷路器的額定電流1600A，所以滿(mǎn)足要求；

（2）LW8-35A（T）斷路器的額定電壓35kV，系統(tǒng)電壓也是35kV，所以滿(mǎn)足要求。

（3）LW8-35A（T）斷路器短路開(kāi)斷電流為20kA，大于線(xiàn)路的電流周期分量值5.3kA。

具體對(duì)比見(jiàn)表1：

高壓隔離開(kāi)關(guān)的選擇型號(hào)為GW5-35（W）/1000，結(jié)構(gòu)為雙柱水平回轉(zhuǎn)式。此開(kāi)關(guān)具有導(dǎo)電可靠、維修方便、觸頭元件方便更換等優(yōu)點(diǎn)。表2列出了此型號(hào)開(kāi)關(guān)與線(xiàn)路參數(shù)的對(duì)比，我們可以看出其完全滿(mǎn)足使用要求。

3.2 互感器的選擇

互感器分電壓互感器和電流互感器兩種，下面分別介紹。

一般在我國(guó)35-110kV的配電裝置中，很多以前的變電站采用的是油浸絕緣結(jié)構(gòu)電磁式電壓互感器。而我們采用了JDZXF9-35型電容式電壓互感器，實(shí)現(xiàn)無(wú)油化運(yùn)行，減少電磁諧振。

其額定電壓比（V）為35000/■/100/■/100/■/100/3，額定輸出（VA）25/50/100，極限輸出（VA）2×500，額定絕緣水平（kV）40.5/95/200。此型號(hào)電壓互感器適用于本變電站戶(hù)內(nèi)電力系統(tǒng)起到做測(cè)量和繼電保護(hù)用途。

本實(shí)例中選用的是LCZ-35（Q）型澆注絕緣加強(qiáng)型電流互感器做保護(hù)、測(cè)量和計(jì)算用。其額定電壓42kV，額定一次電流1000A，二次電流5A，動(dòng)穩(wěn)定電流120kA，熱穩(wěn)定為2300[（kA）2S]，均滿(mǎn)足使用要求[3]。

3.3 熔斷器的選擇

熔斷器的主要作用就是保護(hù)電氣設(shè)備免受過(guò)載以及短路電流的損害，按照安裝條件分為屋外跌開(kāi)式和屋內(nèi)式。要求其額定電壓和電流均不小于電網(wǎng)，本站35kV側(cè)選用RW5-35/600型跌開(kāi)式熔斷器，其額定電壓35kV，最大斷開(kāi)電流為100kA，大于本站的短路沖擊電流13.36kA。但是其斷流容量為600MVA，需要加適當(dāng)?shù)南蘖麟娮琛?/p>

4 結(jié)束語(yǔ)

變電站的電氣設(shè)備對(duì)于整個(gè)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行至關(guān)重要，在設(shè)計(jì)之初，就要充分考慮電氣設(shè)備的選型和安裝，以安全、可靠、經(jīng)濟(jì)為中心，還要保證其在5-10年內(nèi)不落伍。此外，設(shè)計(jì)人員、校驗(yàn)人員和安裝人員任何一方遇到問(wèn)題應(yīng)及時(shí)保持溝通，在充分考慮問(wèn)題后選擇一個(gè)令各個(gè)人員都認(rèn)同的解決方案，一定要確保變電站的安全、科學(xué)、合理。

參考文獻(xiàn)

[1]羅學(xué)深.氣體絕緣全封閉組合電器（GIS）[J].北京：中國(guó)電力出版社，2009（10）：15-16.

[2]賈沛義.變電站典型標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)方案、設(shè)備選型以及運(yùn)行維護(hù)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2005（12）.

[3]宋繼成.220～500kV變電所電氣接線(xiàn)設(shè)計(jì)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2004（8）.

作者簡(jiǎn)介：楊震（1983，5-），男，內(nèi)蒙包頭市人，畢業(yè)于內(nèi)蒙古科技大學(xué)，本科學(xué)歷，工程師，主要從事變電站電氣一次設(shè)計(jì)。