變電站一次設(shè)計(jì)中主要電氣設(shè)備選擇

齊蓓 燕妮 王亞男

摘要：我國的電力發(fā)展近年來可謂是突飛猛進(jìn)，其中，變電站的快速發(fā)展在整個(gè)電力系統(tǒng)中變化也是十分突出。同時(shí)，它發(fā)揮了變換電壓和分配電能的重要作用，并成為發(fā)電廠和用戶之間的紐帶和橋梁。因此，抓好變電站一次設(shè)計(jì)十分關(guān)鍵，而在該設(shè)計(jì)中，做好設(shè)備的科學(xué)正確選擇更十分重要。相關(guān)人員要堅(jiān)持科學(xué)合理的基本原則，做好高壓電氣設(shè)備的選擇，從而確保電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)順利運(yùn)行，為確保電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更好更快發(fā)展打牢基礎(chǔ)。本文試對(duì)在開展變電站一次設(shè)計(jì)中如何選擇主要設(shè)備加以分析，討論其使用時(shí)應(yīng)該注意哪些問題，希望對(duì)同行有所借鑒和幫助。

關(guān)鍵詞：變電站;一次設(shè)計(jì);電氣設(shè)備;選擇;

電力系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r，對(duì)一個(gè)國家和地區(qū)的發(fā)展來說，是其經(jīng)濟(jì)狀況的一個(gè)具體體現(xiàn)。在科學(xué)技術(shù)水平的快速提高之下，我國在電力系統(tǒng)發(fā)展方面也取得了一定的成績。但應(yīng)該看到的是，與發(fā)達(dá)國家和地區(qū)相比，在這方面仍然存在著一定的差距和不足，需要我們真正充分認(rèn)識(shí)，亟需要不斷改進(jìn)。因此，要達(dá)到更好促進(jìn)電力快速發(fā)展的目的，在開展變電站一次設(shè)計(jì)時(shí)，一定要嚴(yán)格做好設(shè)備的選擇。

1、明確變電站一次設(shè)計(jì)中正確選擇電氣設(shè)備的意義

變電一次設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)變電站來說，占據(jù)了主導(dǎo)地位，更是其保證安全穩(wěn)定和高效運(yùn)行的基礎(chǔ)。嚴(yán)格意義而言，指的是對(duì)變電站內(nèi)使用的所有電氣一次設(shè)備開展連接、計(jì)算和規(guī)范設(shè)計(jì)等。在這些內(nèi)容當(dāng)中，做好電氣設(shè)備的科學(xué)選擇是最為重要的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)之一。進(jìn)行電氣設(shè)備的選擇時(shí)，要先以計(jì)算方法對(duì)其進(jìn)行校正，再將符合變電站參數(shù)需要的設(shè)備選出來。在具體選擇過程中，相關(guān)工作人員首要堅(jiān)持的原則是立足于實(shí)際情況，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境實(shí)際情況，根據(jù)變電站安全性能需要合理選擇，以達(dá)到確保設(shè)備實(shí)現(xiàn)長久安全的作用，實(shí)現(xiàn)有效降低電力企業(yè)運(yùn)行成本和提高經(jīng)濟(jì)效益的最終性目的和目標(biāo)。

2、如何選擇變電站一次設(shè)計(jì)中的電氣設(shè)備

對(duì)變電站開展一次設(shè)計(jì)時(shí)，需要選擇的電氣設(shè)備主要包括：變壓器、高壓斷路器以及互感器和隔離開關(guān)等。

2.1變壓器應(yīng)該如何選擇

要選擇合適的變壓器，主要應(yīng)該考慮其容量、數(shù)量兩個(gè)方面。

在選擇變壓器的容量時(shí)，一般而言，工作人員要將充分了解和掌握本供電區(qū)長期以來的電負(fù)荷發(fā)展情況，將其作為依據(jù)，同時(shí)，還要分析各地區(qū)的電力情況，使整個(gè)地區(qū)在電力供應(yīng)方面有一個(gè)同等水平，切不可過高，也不可過低。此外，還要綜合考慮當(dāng)?shù)氐陌l(fā)展需要，避免供應(yīng)不足及浪費(fèi)現(xiàn)象發(fā)生。對(duì)于變壓器來說，如果它的容量過小，會(huì)造成長期處于過載運(yùn)行狀態(tài)，會(huì)對(duì)供電安全產(chǎn)生大的影響，成為隱患;反之，當(dāng)變壓器容量過大時(shí)，會(huì)使其長期處于低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，使變壓器自身損耗較大，資源浪費(fèi)嚴(yán)重。對(duì)于變壓站擴(kuò)建項(xiàng)目來說，主變壓器的容量應(yīng)等于現(xiàn)有的變壓器容量，否則會(huì)產(chǎn)生變壓器環(huán)流而浪費(fèi)大量電能。

在選擇變壓器數(shù)量時(shí)，多數(shù)情況下是按照每個(gè)變電站兩臺(tái)變壓器的標(biāo)準(zhǔn)來配備。其目的是為了滿足實(shí)際操作需要。這樣，可以滿足實(shí)際操作中的變電“N-1”的要求。如果其中一臺(tái)變壓器產(chǎn)生故障，其負(fù)荷可以自動(dòng)切換到另一臺(tái)變壓器上，從而達(dá)到了使變壓器正常有序運(yùn)行的目的。鑒于部分地區(qū)用電量不是很大，為避免經(jīng)濟(jì)及資源浪費(fèi)，也可采取選擇安裝一臺(tái)變壓器。但從一些經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來看，對(duì)城市周邊地區(qū)的變電站來說，設(shè)計(jì)變壓器數(shù)量時(shí)，多按照2～3臺(tái)/站的標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì)。

2.2高壓斷路器應(yīng)該如何選擇

高壓斷路器的主要作用在于兩個(gè)方面。一是接通電路，二是斷開電路。它還可以根據(jù)實(shí)際情況，將有故障的電流切斷。對(duì)于變電站來說，斷路器可以很好地發(fā)揮控制和保護(hù)電路的關(guān)鍵性作用。當(dāng)前而言，斷路器的種類越來越多，主要包括以下幾種。一是油斷路器，二是六氟化硫斷路器，三是真空斷路器等多個(gè)常見性類型。斷路器的選擇，應(yīng)該主要從以下幾個(gè)方面來進(jìn)行考慮。首先要有可靠的工作性能，避免拒動(dòng)及誤動(dòng)發(fā)生，以有效避免對(duì)變電站工作的穩(wěn)定性;第二，斷路器要有優(yōu)越的滅弧性能和足夠強(qiáng)大的穩(wěn)定性;第三，斷路器要能實(shí)現(xiàn)快速動(dòng)作以減少對(duì)電氣設(shè)備產(chǎn)生的直接性傷害;第四，斷路器重動(dòng)重合較閘功能要優(yōu)越;第五，要有簡單的結(jié)構(gòu)及合理的成本。

2.3互感器應(yīng)該如何選擇

互感器從其實(shí)質(zhì)上來說，也屬于一種特殊形式的變壓器。它的作用在于有效保護(hù)配電裝置，確保設(shè)備及人身安全。所以，選擇互感器時(shí)，主要注意以下幾點(diǎn)。

一是，要選擇互感器的變比。電流互感器的一次額定電流是一個(gè)很重要的指標(biāo)，它的數(shù)值不宜過大。正常負(fù)荷下，其額定電流應(yīng)該在30%～60%的區(qū)間范圍內(nèi)。保護(hù)級(jí)電流互感器的作用只是在帶負(fù)荷或是發(fā)生短路時(shí)發(fā)揮作用。為達(dá)到在短路是鐵芯出現(xiàn)磁飽和的作用，選擇較大的變比較為合適。

二是，要選擇電流互感器的型式。電流互感器根據(jù)其結(jié)構(gòu)型式，一般可以分為正立式和倒立式兩種。對(duì)于傳統(tǒng)的互感器來說，正立式為主體;倒立式互感器屬于新型互感器，這種互感器有多種優(yōu)點(diǎn)。它的體積小，熱穩(wěn)定高。所以，它能很好地避免正立式互感器較容易發(fā)生的受潮或是被擊穿等問題。所以，當(dāng)前，互感器形式的選擇上，多以倒立式為主。

三是，選擇電壓互感器的諧振問題。通常，電壓互感器的形式包括“電容式”和“電磁式”兩種。工作人員進(jìn)行互感器的選擇時(shí)，可選用的形式為電磁式電壓互感器，電壓等級(jí)為35kV及10kV，但是這種互感器存在的缺點(diǎn)時(shí)使用時(shí)必須消磁，而且在它的進(jìn)線端要安裝熔斷器以達(dá)到保護(hù)的作用。對(duì)于電壓互感器的電壓超過110kV時(shí)，應(yīng)選擇電容式電壓互感器。其優(yōu)點(diǎn)在于無鐵芯，采用以中性點(diǎn)直接接地方式，故不用考慮諧振問題。

2.4隔離開關(guān)應(yīng)該如何選擇

使用隔離開關(guān)具有很實(shí)際的意義。它可以永久隔離擬檢修的設(shè)備和電源，使變電器實(shí)際安全運(yùn)行。它既可以切斷運(yùn)行中的電路，還能切料存在微小電流的電路。在實(shí)際應(yīng)用于變電站中時(shí)，主要采用的是水平開啟式隔離開關(guān)和垂直伸縮式隔離兩種開關(guān)。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，主要依據(jù)配電裝置采用的隔離開關(guān)兩頭導(dǎo)線所處位置情況作業(yè)依據(jù)來確定。當(dāng)前，隔離開關(guān)也有了很大的發(fā)展與進(jìn)步。早期使用的手動(dòng)式開關(guān)已經(jīng)不再使用，并升級(jí)為遠(yuǎn)方操作模式。最初階段，操作機(jī)構(gòu)是使用抱箍件固定在現(xiàn)場(chǎng)的混凝土支架上。進(jìn)行隔離開關(guān)選擇時(shí)，工作人員以帶鋼支架的隔離開關(guān)為首先選擇。其優(yōu)勢(shì)在于這種隔離開關(guān)耐腐蝕性很強(qiáng)，可使現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備具有更加的穩(wěn)固性，實(shí)現(xiàn)有效降低勞動(dòng)成本。

2.5電纜線應(yīng)該如何選擇

電纜線主要作用是傳輸電力。其性能指標(biāo)如何，對(duì)于電力的影響是直接的巨大的。目前來說，電纜線是以銅電纜和鋁電纜為主要的兩種形式。前者優(yōu)勢(shì)在于它的強(qiáng)度大，具有較強(qiáng)的耐腐蝕性。但它的不足之處在于，它的成本高，資金投入量大。而鋁電纜的電阻率高（一般2倍于銅），但其優(yōu)勢(shì)在于密度小而且價(jià)格低，所以應(yīng)用較為廣泛。一般而言，在選擇配電裝置的匯流母線以及進(jìn)行線材選用時(shí)，主要以發(fā)熱電流為依據(jù);而其他地方采用什么品種電纜線，則主要是依據(jù)經(jīng)濟(jì)電流的密度公式加以正確選擇和使用。

3結(jié)語

綜上所述，電氣設(shè)備如何選擇對(duì)于變電站進(jìn)行一次設(shè)計(jì)來說，是一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)。電氣設(shè)備選擇能否做到科學(xué)準(zhǔn)確，會(huì)直接影響到變電站整個(gè)工程建設(shè)工作的質(zhì)量和效率，同時(shí)也在它的使用上的穩(wěn)定性和靈活性方面，起到十分決定性的作用。正因?yàn)槿绱?，進(jìn)行變電站一次設(shè)計(jì)時(shí)，相關(guān)人員務(wù)必要以相關(guān)設(shè)計(jì)理論為基礎(chǔ)，并結(jié)合實(shí)際，科學(xué)正確選擇電氣設(shè)計(jì)，為變電站長期穩(wěn)定運(yùn)行打牢堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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