試分析變電站改建中的變電一次設(shè)計(jì)

岳峰

摘 要：在變電站改建過程中，變電一次設(shè)計(jì)至關(guān)重要，涉及了線路規(guī)劃、系統(tǒng)一次規(guī)劃等諸多專業(yè)知識(shí)，操作流程紛繁復(fù)雜，對(duì)設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、專業(yè)水平均具有較高的要求。因此，文章結(jié)合具體變電站改建工程，對(duì)工程中的變電一次設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了簡(jiǎn)單的探究。

關(guān)鍵詞：變電站;改建;變電一次設(shè)計(jì)

前言：時(shí)代發(fā)展進(jìn)步之際，個(gè)別地方變電站面臨著設(shè)備嚴(yán)重老化問題，致使電力資源供應(yīng)現(xiàn)狀無法滿足電力資源供應(yīng)區(qū)域內(nèi)的負(fù)荷增長(zhǎng)需求，對(duì)變電站電力資源供應(yīng)穩(wěn)定性、安全性造成了較大威脅，需要及時(shí)淘汰變電站中與負(fù)荷增長(zhǎng)需求不符的老舊設(shè)施，實(shí)施變電站改建。變電一次設(shè)計(jì)是變電站改建的重要模塊，關(guān)乎變電站改建質(zhì)量。因此，探究變電站改建中的變電一次設(shè)計(jì)就具有非常重要的意義。

1.變電站改建工程概述

A變電站改建工程為35kV降壓變電所，主要內(nèi)容為拆除主控室設(shè)備、設(shè)備基礎(chǔ)修建、安裝配電裝置以及主變安裝、II段電容器安裝、主變及I段改造。計(jì)劃工期為有效工作日85天，在計(jì)劃工期內(nèi)的工作步驟為：首先，將10kV負(fù)荷轉(zhuǎn)移;其次，修建35kV配電裝置以及電容器設(shè)備基礎(chǔ)、2#主變、構(gòu)架、10kV II段及分段、圍墻、電纜、操作小道;再次，安裝并調(diào)試2#主變、35kV配電裝置、電容器設(shè)備、10kV II段及分段;最后，驗(yàn)收及投運(yùn)35kV配電裝置、10kV II段及分段、2#主變、電容器設(shè)備等。

2.變電站改建中的變電一次設(shè)計(jì)

2.1電氣主接線

電氣主接線是變電站改建中變電一次設(shè)計(jì)的首要部分，其對(duì)于系統(tǒng)整體、變電站本身運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性及可靠性緊密相關(guān)，且關(guān)乎電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置[1]。因此，相關(guān)人員應(yīng)結(jié)合現(xiàn)行變電站電氣主接線要求，進(jìn)行電氣主接線方式選擇。對(duì)于35kV（10kV）電氣主接線，可以選擇單母線分段接線（有出線）及單母線單元接線方式（無出線）。若利用35kV雙回架空線向待設(shè)計(jì)的變電所供應(yīng)電力能源，在運(yùn)行方式處于最大時(shí)變電所高壓母線上短路功率為1000MVA（高壓部分為二進(jìn)二出回路）?；诖?，為了最大限度減少斷路器數(shù)量、壓縮斷路器占地面積，可以引入內(nèi)橋接線+外橋接線方式，設(shè)定低壓部分為二進(jìn)八處圍爐，II類負(fù)荷采取單母不分段接線或者單母分段帶旁路接線。

2.2選擇主變

在主變壓器選擇方面，設(shè)計(jì)人員應(yīng)從整體視角出發(fā)，綜合考慮主變壓器容量、數(shù)量因素，結(jié)合變電站周邊電網(wǎng)遠(yuǎn)期、近期規(guī)劃，確定具體方案[2]。一般在城市郊區(qū)安裝主變壓器時(shí)，若安裝區(qū)周邊為居民生活用電、少量工業(yè)用電，則可以進(jìn)行2臺(tái)主變壓器的安裝;若周邊區(qū)域存在大規(guī)模工業(yè)園區(qū)、社區(qū)，或者改建工程地理位置較為獨(dú)立，則可以進(jìn)行3臺(tái)主變壓器或者4臺(tái)主變壓器安裝。

在主變壓器安裝數(shù)量確定之后，需要進(jìn)行主變壓器容量的計(jì)算。即依據(jù)變電所建成后5年以上、10年以下規(guī)劃負(fù)荷以及一臺(tái)主變壓器停運(yùn)后其余變壓器滿足I類、II類負(fù)荷供電（總負(fù)荷的70.00%～80.00%）。若總負(fù)荷為8671kVA，則每一臺(tái)變壓器的容量應(yīng)該為6937kVA。通過查閱變壓器容量表可得滿足需求的變壓器型號(hào)為SZ9-8000/35，其額定容量為8000kVA，占計(jì)算負(fù)荷的92.00%，可以滿足設(shè)計(jì)要求。在這個(gè)基礎(chǔ)上，可以根據(jù)工程特點(diǎn)，選擇雙繞組普通式三相變壓器，設(shè)計(jì)有載調(diào)壓方式，經(jīng)“Ynd11”常規(guī)連接變壓器組別。

2.3防雷接地

對(duì)于改建變電站而言，新增場(chǎng)地并無法與既有防雷保護(hù)空間完全吻合，因此，在變電一次設(shè)計(jì)時(shí)，需要進(jìn)行防雷接地模塊的增添。即在全面校驗(yàn)既有防雷保護(hù)性能的基礎(chǔ)上，針對(duì)與改建變電站防雷規(guī)范訴求不相符的部分，進(jìn)行直擊雷防護(hù)、過壓防護(hù)設(shè)計(jì)。前者主要是利用φ16或者φ20的熱鍍鋅圓鋼，布置屋頂避雷帶。進(jìn)而根據(jù)變電站電壓等級(jí)，進(jìn)行對(duì)應(yīng)規(guī)格的水平接地體、引下線規(guī)格選擇;后者需要在不同類別母線、進(jìn)線端、變壓器中性點(diǎn)進(jìn)行避雷器設(shè)置，保護(hù)主變壓器中性點(diǎn)絕緣性能，遏制雷電波過電壓侵蝕線路或者主變壓器側(cè)引出線過電壓效應(yīng)。

在防雷接地形式選擇時(shí)，需要貫徹以水平接地為主、以垂直接地為輔的原則，分別選擇6mmx6mm鍍鋅扁鋼、50mmx50mmx2500mm的鍍鋅角鋼，在配電空地位置深埋接地極。同時(shí)在出入口以及二次設(shè)備室、配電裝置柜、GIS設(shè)備室分別設(shè)置均壓帶、銅排接地，與主接地網(wǎng)銜接，控制變電站主接地網(wǎng)及誒地電阻小于0.50kΩ。

2.4選擇電氣設(shè)備

在變電站改建工程中，電氣設(shè)備選擇包括新增電氣設(shè)備、替換電氣設(shè)備。在電氣設(shè)備選擇階段，設(shè)計(jì)人員可以依據(jù)《導(dǎo)體和電氣選擇技術(shù)規(guī)定》的相關(guān)要求，結(jié)合實(shí)際需求，考慮長(zhǎng)遠(yuǎn)承載，優(yōu)選安全可靠、技術(shù)先進(jìn)且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的單一品種電氣設(shè)備[3]。比如，以往老舊變電站受歷史發(fā)展限制并沒有設(shè)置斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器，在變電站改建作業(yè)中，就需要選擇恰當(dāng)信號(hào)的電氣設(shè)備增設(shè)到變電站的相應(yīng)模塊。在斷路器選擇時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)選擇設(shè)備熱穩(wěn)定電流、設(shè)備額定開斷電流、額定電流大于ich（三相短路電流第一周期全電流幅值）、Id（電機(jī)電流）、Ig（工作電流）的設(shè)備;在隔離開關(guān)選擇時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)選擇設(shè)備熱穩(wěn)定電流、設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定電流、設(shè)備額定電流分別大于Id、ic（結(jié)構(gòu)靜態(tài)電流）、Ig的設(shè)備，以便隔離開關(guān)正常發(fā)揮功能;在電流互感器選擇時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)選擇設(shè)備熱穩(wěn)定電流、設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定電流分別大于Id、ich的設(shè)備。

此外，在電氣設(shè)備選擇完畢后，應(yīng)依據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件進(jìn)行校核。比如，在海拔高度超出廠家規(guī)定值時(shí)，每升高100m最大工作電壓會(huì)下降1.00%，此時(shí)，需要重新選擇高原型電氣設(shè)備。

總結(jié)：

綜上所述，改建是老舊變電站重新煥發(fā)活力的關(guān)鍵舉措，變電一次設(shè)計(jì)是改建工程的關(guān)鍵模塊，關(guān)乎改建成效。因此，在變電一次設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)綜合考慮主變選擇問題、防雷接地問題、電氣主接線問題以及電氣設(shè)備選擇問題，制定嚴(yán)謹(jǐn)而科學(xué)的設(shè)計(jì)方案，保證變電一次設(shè)計(jì)與變電站改建目標(biāo)相符。

參考文獻(xiàn)：

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[2]金帥， 侯彥虹. 變電站電氣一次設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及改善對(duì)策[J]. 中國房地產(chǎn)業(yè)， 2019， （001）：210-210.

[3]張東旭. 變電站電氣一次設(shè)計(jì)面臨的問題及改善對(duì)策[J]. 通訊世界， 2020， （02）：192-193.

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