芻議電氣自動化變電所設(shè)計(jì)

湛澤榮

摘要：電氣自動化成為了變電所發(fā)展的必然趨勢，著重探討電氣自動化變電所設(shè)計(jì)問題，總結(jié)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，切實(shí)做好電氣自動化變電所的設(shè)計(jì)工作。

關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì)程序；電氣；主接線設(shè)計(jì)

前言

隨著人們對電力需求不斷增加，輸電要求也不斷嚴(yán)格，變電所作為輸電變電的重要場所，對輸電過程起到了至關(guān)重要的作用?，F(xiàn)階段的變電所設(shè)計(jì)逐漸向電氣自動化方向發(fā)展，故而要做好電氣自動化變電所的相關(guān)設(shè)計(jì)工作。

在設(shè)計(jì)的過程中，有許多的設(shè)計(jì)要點(diǎn)需要把握。以變電所為切入點(diǎn)，通過對電氣自動化變電所的相關(guān)介紹，提出其設(shè)計(jì)要點(diǎn)，切實(shí)完善好電氣自動化變電所的設(shè)計(jì)。

1 電氣主接線的設(shè)計(jì)程序

1.1 對原始資料進(jìn)行分析，具體內(nèi)容如下：

（1）本工程情況：主要包括：變電所類型、設(shè)計(jì)規(guī)劃容量、變壓器容量及臺數(shù)、運(yùn)行方式等。

（2）電力系統(tǒng)情況：電力系統(tǒng)近期及遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃；變電所在電力系統(tǒng)中的位置和作用。

（3）負(fù)荷情況：負(fù)荷的性質(zhì)及地理位置、電壓等級、出線回路數(shù)及輸送容量等。電力負(fù)荷在原始資料中雖已提供，但設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該認(rèn)真地辯證地分析。因?yàn)樨?fù)荷的發(fā)展和增長速度受政治、經(jīng)濟(jì)、工業(yè)水平和自然條件等方面影響。

（4）環(huán)境條件：當(dāng)?shù)氐臍鉁亍穸取L(fēng)向、水文、地質(zhì)、海拔、地震等因素對主接線中電器的選擇和配電裝置的實(shí)施均有影響。特別是我國土地遼闊，各地氣象、地理?xiàng)l件相差甚大，應(yīng)予以重視。對重型設(shè)備的運(yùn)輸條件也應(yīng)充分考慮。

（5）設(shè)備制造情況：為使所設(shè)計(jì)的主接線具有可行性，必須對各主要電器的性能、制造能力和供貨情況、價(jià)格等資料匯集并分析比較，保證設(shè)計(jì)的先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性和可行性。

1.2 擬定主接線方案

1.3 主接線經(jīng)濟(jì)比較

1.4 短路電流計(jì)算

對擬定的電氣主接線，為了選擇合理的電器，需進(jìn)行短路電流計(jì)算。

1.5 電器設(shè)備的選擇

1.6 繪制電氣主接線圖及其他必要的圖紙

1.7 工程概算

包括：主要設(shè)備器材費(fèi)、安裝工程費(fèi)、其他費(fèi)用。

2 變壓器選擇

2.1 容量

變壓器空載運(yùn)行時(shí)需用較大的無功功率，這些無功功率需由供電系統(tǒng)供給，變壓器容量如選的過大，不但增加投資，而且使變壓器長期處于輕載運(yùn)行，出現(xiàn)“大馬拉小車”現(xiàn)象，使空載的損耗增加，功率因數(shù)降低，網(wǎng)絡(luò)損耗增加。若容量選的小，會使變壓器長期過負(fù)載，易損壞設(shè)備。該所電源容量（即110KV系統(tǒng)裝機(jī)總?cè)萘浚?00MVA（以火電為主）。

2.2 臺數(shù)

變壓器的臺數(shù)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行選擇，要由負(fù)荷大小，對供電的可靠性和電能質(zhì)量的要求來決定，維護(hù)設(shè)備等因素，確定變壓器臺數(shù)應(yīng)綜合考慮，進(jìn)行認(rèn)真的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。按負(fù)荷的等級和大小來說，對于帶一、二級負(fù)荷的變電所，當(dāng)一、二級負(fù)荷較多時(shí)，應(yīng)選兩臺或兩臺以上變壓器，如只有少量的一、二級負(fù)荷并能從相鄰的變電所取得低壓備用電源，可以只采用一臺變壓器。

3 對電氣主接線的基本要求和原則

3.1 電氣主接線的基本要求

（1）可靠性，所謂可靠性是指主接線能可靠的工作，以保證對用戶不間斷的供電。衡量可靠性的客觀標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐。

（2）靈活性，一是調(diào)度要求?？梢造`活的投入和切除變壓器、線路、調(diào)配電源和負(fù)荷，能夠滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式下、檢修方式下以及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求。二是檢修要求。可以方便的停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修，且不致影響對用戶的供電。三是擴(kuò)建要求。可以容易的從初期過渡到終期接線，使在擴(kuò)建時(shí)，無論一次和二次設(shè)備改建量最小。

（3）經(jīng)濟(jì)性主要是投資省、占地面積小、能量損失小。

3.2 電氣主接線的原則

（1）考慮變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用。變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用是決定主接線的主要因素。在電力系統(tǒng)中的地位和作用不同，對主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求也不同。

（2）考慮負(fù)荷的重要性分級和出線回?cái)?shù)多少對主接線的影響。對一級負(fù)荷，必須有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且當(dāng)一個(gè)電源失去后，應(yīng)保證全部一級負(fù)荷不間斷供電；對二級負(fù)荷，一般要有兩個(gè)電源供電，且當(dāng)一個(gè)電源失去后，能保證大部分二級負(fù)荷供電。三級負(fù)荷一般只需一個(gè)電源供電。

（3）考慮主變臺數(shù)對主接線的影響。變電所主變的容量和臺數(shù)，對變電所主接線的選擇將產(chǎn)生直接的影響。因此，其對主接線的可靠性、靈活性的要求也高。而容量小的變電所，其傳輸容量小，對主接線的可靠性、靈活性要求低

4 電氣主接線設(shè)計(jì)

電氣主接線是變電所電氣設(shè)計(jì)的首要核心部分，也是電力構(gòu)成的重要環(huán)節(jié)。電氣主接線設(shè)計(jì)是依據(jù)變電所的最高電壓等級和變電所的性質(zhì)，選擇出某種與變電所在系統(tǒng)中的地位和作用相適應(yīng)的接線方式。

主接線接線方式：（1）單母線接線。優(yōu)點(diǎn)：接線簡單清晰，設(shè)備少，操作方便，便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。缺點(diǎn)：不夠靈活可靠，任一元件（母線或母線隔離開關(guān)等）故障時(shí)檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電，單母線可用隔離開關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時(shí)，全部回路仍需短時(shí)停電，在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后才能恢復(fù)非故障母線的供電。適用范圍：35～63KV配電裝置出線回路數(shù)不超過3回；110～220KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過2回。（2）單母線分段接線。優(yōu)點(diǎn)：用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電。當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電。當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。適用范圍：35KV配電裝置出線回路數(shù)為4～8回時(shí)；110～220KV配電裝置出線回路數(shù)為3～4回時(shí)。（3）雙母線接線。優(yōu)點(diǎn)：一是供電可靠，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障時(shí)，能迅速恢復(fù)供電；檢修任一回路的母線隔離開關(guān)，只停該回路。二是調(diào)度靈活。各個(gè)電源和各回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化需要。缺點(diǎn)：一是增加一組母線和使每回線路需要增加一組母線隔離開關(guān)。二是當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作。適用范圍：6～10KV配電裝置，當(dāng)短路電流較大，出線需要帶電抗器時(shí)；35KV配電裝置，當(dāng)出線回路數(shù)超過8回時(shí)，或連接電源較多、負(fù)荷較大時(shí)；110～220KV配電裝置，出線回路數(shù)為5回及以上時(shí)，或110～220KV配電裝置在系統(tǒng)中占重要地位，出線回路數(shù)為4回及以上時(shí)。

5 結(jié)語

綜上所述，電氣自動化逐漸成為了變電所發(fā)展必要趨勢，在實(shí)際電氣自動化變電所設(shè)計(jì)過程中，要切實(shí)把握設(shè)計(jì)要點(diǎn)，切實(shí)掌握好原始資料、做好電氣主線的選擇工作、選擇合適變壓器、繼電保護(hù)配置工作等。如此一來，才能設(shè)計(jì)好電氣自動化變電所，才能更好進(jìn)行相關(guān)輸電工作，推動電力企業(yè)發(fā)展。