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摘 要：随着社会经济的快速发展，各行各业对于电力供应的要求也逐渐提升。变电站作为电力输送网络中的关键环节，其所应用的电气设备设计水平对于电力能源供应的安全性与稳定性存在直接影响。本文将对于变电站中几种主要电气设备的设计要点的进行探究，以为相关工作的进行提供一定的理论参考。
关键词：变电站；电气设备；设计要点
中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）12-0042-02
引 言
变电站是当今电力输送网络中的重要组成部分，其主要职责是在电力输送的过程中，对于电力能源进行电压调节、电能汇集分配的功能。变电站中主要的电气设备包括变压器、线路开关以及母线等。对于电气设备的设计进行优化提升，对于保证电力输送的安全性与稳定性具有重要推动作用。本文讲主要就110kV变电站的电气设备设计要点进行探讨。
1 变电站中平面设计与安全设计分析
在对变电站电气设备进行设计之前，首先需要对于国家的相关政策进行了解掌握，其中尤其是应该充分明确国家对于变电站电气设备设计应用的相关规定。所以在对变电站电气设备进行整体设计时，一方面，应该大胆应用新技术新材料，以满足当今电力行业迅速发展的实际需求；另一方面，在进行电气设备的设计应用时，更加应该注重电气设备在投入实际运行后的稳定性与安全性。在进行变电站的平面设计时，应该对于建设场地进行前期的现场勘查，以能够最大限度结合实际情况进行变电站的整体设计。与此同时，对于变电站电气设备进行设计改造的过程中，还应综合考虑当地的实际经济状况，对于电气设备的设计应用成本进行相应控制。
由于变电站的电气设备在使用过程中，比较容易受到雷击等自然灾害的影响，所以在进行变电站的电气设备进行设计之前，应该安全设计的元素考虑在内。首先在变电站输电线的设计过程中，应该对于接地方式的选择进行严格分析。在对变电站输电线装置的设计建设时，应该严格遵循接地线装置的安全原则，将接地线的电阻适当降低，这样能够避免变电站在遇到雷击等自然灾害时对于母线等关键电气设备造成巨大损伤。一般在实际施工中，比较普遍使用的接线方式是将接地线的设计长度适当延长，或者是直接将接地线与电线杆塔进行连接。这种设计方式能够在降低电气设备维护难度的基础上将接电线的电阻有效降低。
2 变电站中各个主要电气设备的设计要点分析
2.1 主变压器的设计要点
在现阶段变电站电气设备的设计过程中，主变压器的设计一直是其中的重电和难点工作。在进行主变压器的设计选择时，其采用的形式、容量以及数量都将直接影响整个变电站的结构设置。此外，在对主变压器进行设计时，不能仅仅满足目前的供电需求，而是需要满足一定时期内不断增长的电力供应需求。在对主变压器进行设计时，主要应该对变压器的电力输送功率以及回路数量进行整体分析。
对于110kV的变电站而言，主变压器在进行一定时间内的超负荷运行时，应该能够满足基本供电需求。此外，当一天主变压器出现故障停止运行时，其他变压器应该能运行其正常负荷的60%以上，这样才能有效提升电力输送的可靠性与稳定性。所以进行主变压器的设计时，不仅需要考虑其在正常情况下的运行需求，还应充分考虑其在部分设备出现故障等特殊情况下的变电站正常运行需求[1]。
2.2 电气主接线的设计要点
在进行电气主接线设备的设计时，为了能够在变电站需要进行改造重建时保证电力供应的持续性与稳定性，应该注意将主接线线路设计简化，以在保证电力正常输送的基础上，降低主接线在投入运行后的维护难度。
此外，在进行电气主接线的设计之前，应该对于变电站的现场条件进行勘察，根据实际情况对于主接线以其他相关设备进行改进设计。例如在某变电站的电气设备设计过程中，设计人员根据现场实际施工条件，并结合当地电力供应的实际需要，将原来的设计方案调整为2台31500kVA三相三绕组有载调压降压变压器；与此同时，由于变压器的设计出现变化，同时也将变电站原来单独以110kV电压出现的方式调整为以110kV、35kV、10kV三个电压等级出线；其中电气主接线方式也由原来的双母线方式变为110kV侧为单母线分段带旁路接线2回进线，2回出线。对于35kV输电线的设计则改为侧双母线接线，出线数量也相应增加为8回；而对于10kV级出电线的设计则改为侧单母线分段带旁路接线的方式，并且为了保证电力输送的稳定性，专门设置了一组专用旁路断路器，并且将其出线数量增加为16回，在10kV输电线上装设两组并联电容补偿装置和两组站用电变压器。
2.3 对于短路电流的计算及相关电气设备的设计
在对于变电站母线进行设计之前，应该对于变电站母线在进行电力输送时产生的电力阻抗值进行精确计算，此外还应对于母线各侧的短路电流功率进行测算，以为供电站复杂区域内电力需求的增長提供一定的预留空间。对于母线各侧短路电流计算简图如图1所示。
而在对于母线及其相关设备的设计选择时，应该使得电气设备的整体设计规格满足变电站建设地区日常供电对于电气设备正常运行、检修维护工作以及出现短路和电压过载时的正常需求。在对电力需求总量较低的地区，可以选用常规户外油浸式全密封LCWB6型电流互感器，这种电流互感器的最大特点就是能够适应输电线路中短时间内剧烈的电压变化，其对于电力资源的阻抗值相对较小，能够有效提升对于电力资源的综合利用效率。此外，由于在其使用过程中并不需要进行复杂频繁的维护作业，所以其比较适用于对电力需求总量不大的农村地区。近年来，在变电站电气设备的设计使用中，出现了一种干式高压电流互感器[2]。这种电流互感器的设计原理，是利用干燥的高压套管与最新的贯穿式电流互感器进行有机组合，从而实现对于短路电流的感应检测效果。这种电流互感器的最大特点，就是在其使用过程中不需要使用油、瓷等传统电流互感器必须使用的材料，这就使得其解耦股体积相对小巧，并且不会发生燃烧爆炸丰现象。由于这种电流互感器在效率较高的同时还易于维护，所以目前已经成为变电站电气设备设计中的重点项目。
3 结 语
近年来我国社会对于电力输送总量与输送质量的要求不断提升，这就对于我国的电力工程基础设施建设提出了更加严峻的挑战。变电站作为当今电力输送网络中的关键组成部分，其所应用的电气设备的设计水平直接影响着电力资源输送的稳定性与安全性。在进行变电站电气设备的设计过程中，不仅需要对于变电站的整体布局与安全设计进行综合考量，还应该对于各个主要变电设备的设计要点进行分析，以进一步促进我国电力事业的发展。
参考文献
[1]王正华，翟江皞.500kV变电站的节能设计[J].绿色科技，2013（4）：299～333.
[2]郑 炎.数字化变电站若干技术研究[D].华南理工大学，2012（5）：22～30.
收稿日期：2018-3-25
关键词：变电站；电气设备；设计要点
中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）12-0042-02
引 言
变电站是当今电力输送网络中的重要组成部分，其主要职责是在电力输送的过程中，对于电力能源进行电压调节、电能汇集分配的功能。变电站中主要的电气设备包括变压器、线路开关以及母线等。对于电气设备的设计进行优化提升，对于保证电力输送的安全性与稳定性具有重要推动作用。本文讲主要就110kV变电站的电气设备设计要点进行探讨。
1 变电站中平面设计与安全设计分析
在对变电站电气设备进行设计之前，首先需要对于国家的相关政策进行了解掌握，其中尤其是应该充分明确国家对于变电站电气设备设计应用的相关规定。所以在对变电站电气设备进行整体设计时，一方面，应该大胆应用新技术新材料，以满足当今电力行业迅速发展的实际需求；另一方面，在进行电气设备的设计应用时，更加应该注重电气设备在投入实际运行后的稳定性与安全性。在进行变电站的平面设计时，应该对于建设场地进行前期的现场勘查，以能够最大限度结合实际情况进行变电站的整体设计。与此同时，对于变电站电气设备进行设计改造的过程中，还应综合考虑当地的实际经济状况，对于电气设备的设计应用成本进行相应控制。
由于变电站的电气设备在使用过程中，比较容易受到雷击等自然灾害的影响，所以在进行变电站的电气设备进行设计之前，应该安全设计的元素考虑在内。首先在变电站输电线的设计过程中，应该对于接地方式的选择进行严格分析。在对变电站输电线装置的设计建设时，应该严格遵循接地线装置的安全原则，将接地线的电阻适当降低，这样能够避免变电站在遇到雷击等自然灾害时对于母线等关键电气设备造成巨大损伤。一般在实际施工中，比较普遍使用的接线方式是将接地线的设计长度适当延长，或者是直接将接地线与电线杆塔进行连接。这种设计方式能够在降低电气设备维护难度的基础上将接电线的电阻有效降低。
2 变电站中各个主要电气设备的设计要点分析
2.1 主变压器的设计要点
在现阶段变电站电气设备的设计过程中，主变压器的设计一直是其中的重电和难点工作。在进行主变压器的设计选择时，其采用的形式、容量以及数量都将直接影响整个变电站的结构设置。此外，在对主变压器进行设计时，不能仅仅满足目前的供电需求，而是需要满足一定时期内不断增长的电力供应需求。在对主变压器进行设计时，主要应该对变压器的电力输送功率以及回路数量进行整体分析。
对于110kV的变电站而言，主变压器在进行一定时间内的超负荷运行时，应该能够满足基本供电需求。此外，当一天主变压器出现故障停止运行时，其他变压器应该能运行其正常负荷的60%以上，这样才能有效提升电力输送的可靠性与稳定性。所以进行主变压器的设计时，不仅需要考虑其在正常情况下的运行需求，还应充分考虑其在部分设备出现故障等特殊情况下的变电站正常运行需求[1]。
2.2 电气主接线的设计要点
在进行电气主接线设备的设计时，为了能够在变电站需要进行改造重建时保证电力供应的持续性与稳定性，应该注意将主接线线路设计简化，以在保证电力正常输送的基础上，降低主接线在投入运行后的维护难度。
此外，在进行电气主接线的设计之前，应该对于变电站的现场条件进行勘察，根据实际情况对于主接线以其他相关设备进行改进设计。例如在某变电站的电气设备设计过程中，设计人员根据现场实际施工条件，并结合当地电力供应的实际需要，将原来的设计方案调整为2台31500kVA三相三绕组有载调压降压变压器；与此同时，由于变压器的设计出现变化，同时也将变电站原来单独以110kV电压出现的方式调整为以110kV、35kV、10kV三个电压等级出线；其中电气主接线方式也由原来的双母线方式变为110kV侧为单母线分段带旁路接线2回进线，2回出线。对于35kV输电线的设计则改为侧双母线接线，出线数量也相应增加为8回；而对于10kV级出电线的设计则改为侧单母线分段带旁路接线的方式，并且为了保证电力输送的稳定性，专门设置了一组专用旁路断路器，并且将其出线数量增加为16回，在10kV输电线上装设两组并联电容补偿装置和两组站用电变压器。
2.3 对于短路电流的计算及相关电气设备的设计
在对于变电站母线进行设计之前，应该对于变电站母线在进行电力输送时产生的电力阻抗值进行精确计算，此外还应对于母线各侧的短路电流功率进行测算，以为供电站复杂区域内电力需求的增長提供一定的预留空间。对于母线各侧短路电流计算简图如图1所示。
而在对于母线及其相关设备的设计选择时，应该使得电气设备的整体设计规格满足变电站建设地区日常供电对于电气设备正常运行、检修维护工作以及出现短路和电压过载时的正常需求。在对电力需求总量较低的地区，可以选用常规户外油浸式全密封LCWB6型电流互感器，这种电流互感器的最大特点就是能够适应输电线路中短时间内剧烈的电压变化，其对于电力资源的阻抗值相对较小，能够有效提升对于电力资源的综合利用效率。此外，由于在其使用过程中并不需要进行复杂频繁的维护作业，所以其比较适用于对电力需求总量不大的农村地区。近年来，在变电站电气设备的设计使用中，出现了一种干式高压电流互感器[2]。这种电流互感器的设计原理，是利用干燥的高压套管与最新的贯穿式电流互感器进行有机组合，从而实现对于短路电流的感应检测效果。这种电流互感器的最大特点，就是在其使用过程中不需要使用油、瓷等传统电流互感器必须使用的材料，这就使得其解耦股体积相对小巧，并且不会发生燃烧爆炸丰现象。由于这种电流互感器在效率较高的同时还易于维护，所以目前已经成为变电站电气设备设计中的重点项目。
3 结 语
近年来我国社会对于电力输送总量与输送质量的要求不断提升，这就对于我国的电力工程基础设施建设提出了更加严峻的挑战。变电站作为当今电力输送网络中的关键组成部分，其所应用的电气设备的设计水平直接影响着电力资源输送的稳定性与安全性。在进行变电站电气设备的设计过程中，不仅需要对于变电站的整体布局与安全设计进行综合考量，还应该对于各个主要变电设备的设计要点进行分析，以进一步促进我国电力事业的发展。
参考文献
[1]王正华，翟江皞.500kV变电站的节能设计[J].绿色科技，2013（4）：299～333.
[2]郑 炎.数字化变电站若干技术研究[D].华南理工大学，2012（5）：22～30.
收稿日期：2018-3-25