變電站改擴(kuò)建過程中電氣一次設(shè)計(jì)的探討

黃興

摘 要：為進(jìn)一步提高變電站的運(yùn)行質(zhì)量和運(yùn)行平穩(wěn)，變電站往往需要改建、擴(kuò)建，而在變電站改建的過程中，電氣一次設(shè)計(jì)關(guān)乎到整個(gè)改建工作的成效，因此，必須引起高度重視。文章以變電站改建工作中的電氣一次設(shè)計(jì)為研究對象，針對當(dāng)中所涉及到的關(guān)鍵問題展開了較為詳細(xì)的分析與闡述。

關(guān)鍵詞：變電站改；擴(kuò)建；電氣一次設(shè)計(jì)；探討分析

1 概述

變電站改建過程進(jìn)行電氣一次設(shè)計(jì)時(shí)，首先，要做到與前期工程的良好銜接，并充分利用現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施。其次，還要能在保證原有設(shè)備安全運(yùn)行并達(dá)到改造目的的前提下，減少停電對電力系統(tǒng)和用戶的影響，并達(dá)到改造目的，同時(shí)減少改建工程量，降低投資，并做到改建工程的安全、順利、經(jīng)濟(jì)進(jìn)行。不過，隨著設(shè)備長周期運(yùn)行帶來的構(gòu)架、設(shè)備、線路老化等新問題的出現(xiàn)，我們還要深入開展相應(yīng)的研究，不斷地完善和改進(jìn)電氣一次設(shè)計(jì)技術(shù)。

2 設(shè)計(jì)原則

首先，按照該次間隔接入的具體規(guī)范展開設(shè)計(jì)，如果要在新加的間隔之間進(jìn)行接入，加入一臺半斷路器接線，考慮把同名回路分布在多個(gè)串上；如果同名回路很關(guān)鍵，最好使用交替布置的辦法，將側(cè)母線從不同的位置接入。其次，對于新添加的間隔，要考慮其位置的科學(xué)性，必須要根據(jù)變電站間隔布置規(guī)則設(shè)計(jì)，特別是對于雙回路架空出線這類情況，一定要禁止有線路跨越交叉的情況，所以，布置的時(shí)候要合理。再次，間隔位置的最終方案要綜合上面的兩點(diǎn)，對主接線圖、總平面布置圖進(jìn)行審核和修成，進(jìn)而為新添加的間隔線路的設(shè)計(jì)提供可靠的數(shù)據(jù)。

3 電氣一次設(shè)計(jì)過程

3.1 主變壓器的選擇

3.1.1 變壓器臺數(shù)的選擇。變壓器臺數(shù)的選擇關(guān)系到主變壓器設(shè)備的后期使用價(jià)值，應(yīng)當(dāng)關(guān)注到以下幾種情況：（1）如果改建變電站位于城市外圍，且周邊區(qū)域的中壓環(huán)網(wǎng)以及低壓環(huán)網(wǎng)已經(jīng)相對成熟，變壓器設(shè)備臺數(shù)的選擇應(yīng)以2 臺為優(yōu)選；（2）如果所選區(qū)域偏遠(yuǎn)、周邊無后備變電站，或者是大型工業(yè)性屬性的變電站，改建過程當(dāng)中應(yīng)選擇3臺主變壓器為宜。

3.1.2 變壓器容量的選擇。變電站在改建過程當(dāng)中，主變壓器設(shè)備容量的選擇也不容忽視，基本條件可以歸納為以下三點(diǎn)：（1）首先應(yīng)當(dāng)關(guān)注到：主變壓器設(shè)備臺數(shù)·所選主變壓器設(shè)備容量≥最大綜合負(fù)荷數(shù)值；（2）其次要滿足：（主變壓器設(shè)備臺數(shù)-1）·主變壓器設(shè)備容量≥0.6·最大綜合負(fù)荷數(shù)值；（3）最后還要注意：（主變壓器設(shè)備臺數(shù)-1）·主變壓器設(shè)備容量≥A類最大綜合負(fù)荷數(shù)值+B類最大綜合負(fù)荷數(shù)值。

3.2 電氣主接線設(shè)計(jì)

電氣主接線作為變電站改建過程中最重要的環(huán)節(jié)之一，設(shè)計(jì)的合理與否直接關(guān)系到以后變電站的是否安全穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，電氣主接線的設(shè)計(jì)對開關(guān)設(shè)備的數(shù)量、保護(hù)裝置、配電裝置以及自動(dòng)裝置的設(shè)定都有相應(yīng)的要求。因此，在電氣接線設(shè)計(jì)的過程中，首先要保證電氣主接線設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性，并要進(jìn)一步的控制設(shè)計(jì)的成本。其次，還應(yīng)保證主接線的運(yùn)行平穩(wěn)，即確保主接線投入使用后滿足變電站運(yùn)行過程中的各個(gè)要求，使得變電站的運(yùn)行具有高度的穩(wěn)定性和可靠性。

3.3 新增電氣設(shè)備的選擇

3.3.1 斷路器。斷路器設(shè)備額定電流>Ig；設(shè)備額定開斷電流>Id；設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定電流>Ich。

3.3.2 隔離開關(guān)。隔離開關(guān)設(shè)備額定電流>Ig；設(shè)備熱穩(wěn)定電流>Id；設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定電流>Ich。

3.3.3 電流互感器。互感器設(shè)備熱穩(wěn)定電流>Id；設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定電流>Ich。

注意：選擇電流互感器時(shí)，在完善串的改造中，若接線是一臺半斷路器接線，工程增設(shè)的選用罐式斷路器的內(nèi)附電流互感器的一次電流比值必須與本串的中斷路器的內(nèi)附電流互感器或外加式電流互感器（瓷柱式斷路器）的一次電流比值相同。

3.4 新增電氣設(shè)備的校驗(yàn)

對于新增電氣設(shè)備的校驗(yàn)，首先應(yīng)該校驗(yàn)?zāi)妇€的載流量是否達(dá)到上限，要求原母線的載流量比新增電氣設(shè)備時(shí)線路的額定電流要大，如果不能滿足要求，需要進(jìn)行母線的更換。電氣設(shè)備的檢驗(yàn)?zāi)康氖切ｒ?yàn)設(shè)備額定開斷電流是否超過新增設(shè)備的短路電流，從而一定程度上減少由于短路造成的沖擊電流；當(dāng)沖擊電流超出某一范圍時(shí)，則需要對設(shè)備進(jìn)行更換。同時(shí)，母聯(lián)間隔的電氣設(shè)備也需要進(jìn)行校核，要求額定電流大于母線的載流量；額定開斷電流大于短路電流；動(dòng)穩(wěn)定電流大于短路沖擊電流。

4 其他設(shè)計(jì)

4.1 電纜敷設(shè)設(shè)計(jì)

電纜敷設(shè)時(shí)要注意保護(hù)工程施工時(shí)可能遭破壞的電纜溝、電纜橋架以及保護(hù)屏下的防火阻燃材料，新增電纜溝時(shí)，要分開制作電纜構(gòu)架和防火阻燃材料。

4.2 防雷接地設(shè)計(jì)

防雷接地設(shè)計(jì)采取在原有防雷保護(hù)基礎(chǔ)上新增電氣設(shè)備進(jìn)行防雷保護(hù)的措施；原變電站內(nèi)的主接地網(wǎng)需要與新增場地的主接地網(wǎng)至少存在兩點(diǎn)的可靠電氣連接，結(jié)束后再測出接地電阻實(shí)際值，并且接地電阻阻值應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，一旦超出允許限額，應(yīng)采取并聯(lián)電阻方式降低電阻；變電站進(jìn)行改、擴(kuò)建過程中，需要校驗(yàn)一期工程中已經(jīng)實(shí)施的防雷接地部分是否滿足要求，若不滿足需新增防雷保護(hù)措施。

4.3 照明設(shè)計(jì)

變電站的照明范圍通常包括：變電開關(guān)站的內(nèi)部與外部、控制機(jī)房的內(nèi)部與外部等。不管內(nèi)部還是外部系統(tǒng)，每部分都要設(shè)置工作照明與事故照明兩個(gè)照明系統(tǒng)，確保變電站工作運(yùn)行與故障檢修時(shí)的正常照明。其中，工作照明系統(tǒng)依照各工作面的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；而事故照明系統(tǒng)主要設(shè)置在主要的疏散通道、安全出口（包括樓梯口、電梯間）以及一些重要的工作場所，一旦工作照明系統(tǒng)出現(xiàn)問題中斷，啟動(dòng)事故照明系統(tǒng)，從而提高變電站的安全性。一般情況下，事故照明系統(tǒng)與工作照明系統(tǒng)共用一處電源，如果工作照明電源工作失效，則自動(dòng)控制系統(tǒng)會(huì)迅速切換事故照明至直流電源。

變電站室外照明采用分組集中控制的方式，配電箱中采用設(shè)置聲控系統(tǒng)與光控系統(tǒng)控制，有效節(jié)約電能。選擇照明設(shè)備時(shí)，需參考使用壽命長、能耗較低、減光系數(shù)小、光通量大的氣體放電燈具或者新型照明設(shè)備。中控室的線路設(shè)計(jì)采用塑料絕緣導(dǎo)線穿入難燃PVC管進(jìn)行暗敷，其它線路多為明線敷設(shè)，線路采用電纜進(jìn)線穿熱鍍鋅鋼管。

4.4 配電裝置平面設(shè)計(jì)

關(guān)于變電站內(nèi)配配電裝置的設(shè)計(jì)，不僅要認(rèn)真貫徹落實(shí)國家的經(jīng)濟(jì)技術(shù)政策，還應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、自然環(huán)境、地勢地形等特點(diǎn)，制定出合理方案并選擇滿足電氣要求的開關(guān)設(shè)備，最終設(shè)計(jì)出滿足電力系統(tǒng)運(yùn)行檢修要求的配電裝置平面。

高壓配電裝置要求盡量采用新材料、新器件和新型布置方式，既采用了先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)，又能保證電氣設(shè)備的安全運(yùn)行、檢修方便?！蹲冸娬究偛贾迷O(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》中規(guī)定：變電站的的總體平面設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)因地制宜，并追求創(chuàng)新，在充分利用現(xiàn)有的技術(shù)水平的基礎(chǔ)上合理布局、優(yōu)化設(shè)計(jì)。在技術(shù)與經(jīng)濟(jì)效益并重的基礎(chǔ)上，選擇最佳的設(shè)計(jì)方案，從而確保整個(gè)變電網(wǎng)絡(luò)的安全可靠運(yùn)行。

5 結(jié)束語

變電整改、擴(kuò)建工程中的電氣一次設(shè)計(jì)時(shí)，要掌握以下基本設(shè)計(jì)思路及原則：做好與前期工程的銜接工作、準(zhǔn)確收集現(xiàn)場資料、盡量降低變電站停電影響、充分預(yù)估施工風(fēng)險(xiǎn)；秉承減少改造工程量、節(jié)約成本、降低風(fēng)險(xiǎn)的原則，確保變電站整改造工程安全、可靠地投入生產(chǎn)運(yùn)行。

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