220kV變電站電氣一次設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題

陳秦超

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力越來(lái)越應(yīng)用于人們生活和工作中。而變電站在電力傳輸系統(tǒng)中具有非常重要的作用，因?yàn)樗谡麄€(gè)傳輸系統(tǒng)中起到變換電壓，并進(jìn)行再次分配及控制的作用，保障人們生活用電的需求。由于變電站在電力傳輸網(wǎng)的重要作用，它的功能對(duì)電網(wǎng)的可靠性有著決定性的影響，直接關(guān)乎著整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定。根據(jù)變電站設(shè)計(jì)的不同，可將變電站分為一次和二次之分，一次設(shè)計(jì)中主要是主接線設(shè)計(jì)、電氣設(shè)備的選擇、接地以及防雷等設(shè)計(jì)。為了發(fā)揮其可靠性的作用，必須認(rèn)真對(duì)待變電站的一次設(shè)計(jì)，這對(duì)于變電站的建設(shè)發(fā)展來(lái)說(shuō)特別重要。為確保220kV變電站電氣一次設(shè)計(jì)能夠順利開展，進(jìn)行精準(zhǔn)及科學(xué)的運(yùn)行，對(duì)220kV變電站電氣一次設(shè)計(jì)的有關(guān)問題進(jìn)行深入探析及研究，以供人們參考。

關(guān)鍵詞：220kV；變電站；一次設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TU87 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-3178（2018）20-0213-01

引言

人們對(duì)電力的需要越來(lái)越多，為了保證人們的生活需求，變電站就顯得尤為重要。在運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)變換電壓、進(jìn)行電壓分配和對(duì)電壓的控制，根據(jù)功率進(jìn)行變換，這樣才能滿足人們的用電需求，使人們的生活變得更加美好。在變電站的設(shè)計(jì)中，一定要考慮它的安全性和可靠性，這直接影響著電網(wǎng)的可靠運(yùn)行，如果想要讓電力系統(tǒng)安全順利運(yùn)行，一定要確保變電站不出現(xiàn)問題。變電站的設(shè)計(jì)分為電氣一次和電氣二次兩種，而設(shè)計(jì)主接線、選擇電器設(shè)備、接地和防雷等設(shè)計(jì)都屬于電氣一次設(shè)計(jì)。筆者就一次設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行探析，提出解決對(duì)策。

1 變電站的重要性

變電站主要功能是通過(guò)轉(zhuǎn)變電壓，以及對(duì)轉(zhuǎn)變完電壓的傳輸和對(duì)電流流向的控制達(dá)到傳輸電流的目的。它溝通電壓和電網(wǎng)，使不同等級(jí)電壓的電流穩(wěn)定有序的傳輸。由此可見，變電站的主要功能就是增加或減少電壓。根據(jù)用電單位的不同用電需求，變電站負(fù)責(zé)將發(fā)電廠生產(chǎn)的固定壓力電流通過(guò)加壓或降壓的方式進(jìn)行處理，加壓方便長(zhǎng)距離運(yùn)輸，同時(shí)保護(hù)傳輸線路；降低壓方便人們使用，同時(shí)保證人們用電安全。由于不同地網(wǎng)之間的構(gòu)造不同，變電站的設(shè)計(jì)也不相同，主要有110kV、220kV和500kV等不同規(guī)格，不同規(guī)格的變電站對(duì)電壓的調(diào)節(jié)也會(huì)不同。當(dāng)今，220kV變電站的分布最廣，因?yàn)槲覈?guó)家庭用電的規(guī)格幾乎都是220V，所以必須要用220kV變電站進(jìn)行變壓。因此，對(duì)220kV變電站的設(shè)計(jì)工作必須重點(diǎn)關(guān)注它的實(shí)用性、安全性和綠色環(huán)保性能，確保它的傳輸安全和居民用電安全和減少對(duì)能源的使用和浪費(fèi)，對(duì)整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)都有著重要的作用。

2 220kV變電站電氣一次設(shè)計(jì)的原則

首先最重要的就是主接線的設(shè)計(jì)，主接線的設(shè)計(jì)方案應(yīng)該安全可靠，每一個(gè)模塊之間銜接緊密，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接。其次，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該總體上達(dá)到統(tǒng)一，避免在進(jìn)行建設(shè)的時(shí)候出現(xiàn)互相矛盾之處，前后標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一會(huì)帶來(lái)很大的安全隱患。再次，在設(shè)計(jì)的原則上應(yīng)該體現(xiàn)供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，將其經(jīng)濟(jì)交易放在最重要的位置來(lái)進(jìn)行考慮和統(tǒng)籌，這樣才能夠進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展。最后，我國(guó)地域廣大，不同的地區(qū)面臨著不同的自然環(huán)境，所以在設(shè)計(jì)方案的確定上應(yīng)該加以區(qū)別，在設(shè)計(jì)的方案以及規(guī)模上充分考慮當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐男枰?。除此之外，在變電站的設(shè)計(jì)上應(yīng)該和周邊環(huán)境相互協(xié)調(diào)和適應(yīng)。

3 220kV變電站電氣一次設(shè)計(jì)的問題

3.1 主接線設(shè)計(jì)問題

在目前變電站的設(shè)計(jì)上，為了首先保證整個(gè)供電網(wǎng)的安全可靠，在主接線的選擇上一般選擇安全性能最好的較復(fù)雜主接線。但這種選擇有兩個(gè)后果，一個(gè)是由于設(shè)計(jì)復(fù)雜，施工復(fù)雜，后期的維護(hù)成本比較高。一個(gè)是由于核心部件的體積增加了，造成變電站的體積也相應(yīng)增加，造成占地成本增加?，F(xiàn)在我們主要對(duì)目前市面流行的兩種主接線方式，雙母接線和單母分段接線，進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)其各自有哪些優(yōu)缺點(diǎn)。從可靠性上分析，雙母接線的優(yōu)點(diǎn)是它有兩組相互隔離的母線控制開關(guān)，在維修保養(yǎng)中可以輪流對(duì)單個(gè)母線控制開關(guān)進(jìn)行關(guān)閉，而不影響整體線路使用，在對(duì)一個(gè)母線隔離控制開關(guān)進(jìn)行維修后能夠迅速恢復(fù)供電。其缺點(diǎn)是在進(jìn)行線路檢修時(shí)需要對(duì)整個(gè)線路進(jìn)行斷電，因?yàn)樵诓僮髂妇€隔離控制開關(guān)時(shí)容易導(dǎo)致失誤。而單母分段連接的優(yōu)點(diǎn)是采用分母分段連接，可以將供電線路分成N段進(jìn)行處理，其中的一段上母線發(fā)生故障，由分段隔離器自動(dòng)隔離故障段，其他分母段不會(huì)受到影響。從靈活性上分析，雙母接線可以做到將電源和回路符合靈活地分配不同的母線段；而單母分段連接線能夠滿足不同運(yùn)營(yíng)方式的運(yùn)用，更加的靈活。從經(jīng)濟(jì)性上分析：雙母接線需要投入更多的設(shè)備，所需資金比較大；而單母分段需要投入的設(shè)備較少，所需資金比較少。

3.2 電氣設(shè)備選擇的問題

變壓器、電流互感器、隔離開關(guān)、斷路器等都屬于變電站的電氣設(shè)備，短路電流計(jì)算等相關(guān)問題會(huì)在出現(xiàn)在設(shè)備的選擇過(guò)程中。我們需要驗(yàn)算不一樣的短路電流，使其穩(wěn)定性增加、提高經(jīng)濟(jì)性、操作更加靈活，以促進(jìn)電力系統(tǒng)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。電氣設(shè)備在電流計(jì)算不正確的情況下會(huì)出現(xiàn)短路、設(shè)備燒毀等問題，不利于電力系統(tǒng)的整體安全運(yùn)營(yíng)。要想增加機(jī)器設(shè)備的使用壽命，在選擇電器設(shè)備的過(guò)程中，一定要對(duì)系統(tǒng)考慮周全，這有利于促進(jìn)系統(tǒng)的可靠性。

4 220kV變電站電氣一次設(shè)計(jì)的解決對(duì)策

4.1 設(shè)計(jì)變電站電氣的主接線

電氣的主接線關(guān)系著變電站的運(yùn)行，其主要作用是保障變電站運(yùn)行的安全可靠，最大程度滿足各種電網(wǎng)之間的相互轉(zhuǎn)換。在電氣主接線平面設(shè)計(jì)中，安排模塊是最重要的，這樣才能確保電力系統(tǒng)的安全有效運(yùn)行。怎樣優(yōu)化模塊的主接線方案，減少操作的運(yùn)行壓力，這是電氣主接線設(shè)計(jì)過(guò)程中需要考慮的問題，僅滿足可靠、安全、靈活的特點(diǎn)是不夠的，最終目的是要盡可能帶動(dòng)電氣系統(tǒng)的發(fā)展。

4.2 選擇電氣設(shè)備

在220kV變電站電氣一次設(shè)計(jì)中，應(yīng)優(yōu)先選擇占地面積小的電器設(shè)備。為實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的高效平穩(wěn)運(yùn)行，應(yīng)采用相對(duì)比較成熟的高阻抗產(chǎn)品，其優(yōu)點(diǎn)是在后期維護(hù)時(shí)，成本費(fèi)用較低，但缺點(diǎn)是在前期建設(shè)中需要投入較多資金。計(jì)算機(jī)程序能夠科學(xué)有效降低計(jì)算次數(shù)，進(jìn)行高級(jí)合理的配置，在一次設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)模塊化運(yùn)行，以防變電站出現(xiàn)超負(fù)荷現(xiàn)象。

4.3 關(guān)于防雷設(shè)計(jì)和照明設(shè)計(jì)

在變電站防雷擊防護(hù)上，在現(xiàn)在較為普遍的220kV變電站的電氣一次設(shè)計(jì)上，主要是通過(guò)安裝避雷針的方式進(jìn)行防雷擊預(yù)防的，同時(shí)變電站的附屬設(shè)施也要進(jìn)行防雷擊設(shè)計(jì)，保證變電站的整體免遭雷擊，保證它整體運(yùn)行安全平穩(wěn)。目前階段在防雷擊上我們主要采用ATP-EMTM技術(shù)對(duì)過(guò)量電壓進(jìn)行計(jì)算，因?yàn)檫^(guò)量的電壓主要來(lái)自于自然界的閃電侵入設(shè)備管線內(nèi)，通過(guò)計(jì)算得出主要的數(shù)值，就能夠根據(jù)這個(gè)數(shù)據(jù)來(lái)選用合適的避雷設(shè)備了，從而達(dá)到合理避雷的目的。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，在220kV變電站電氣一次設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要注意的事項(xiàng)很多。要遵守設(shè)計(jì)原則，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并解決，找到更有效的辦法提升質(zhì)量。220kV變電站電氣在一次設(shè)計(jì)中有了明顯的提高，這有利于設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，有利于提升電力單位的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，促進(jìn)我國(guó)電力系統(tǒng)的全面發(fā)展，提升人們的生活水平。

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