刍议变电站改建中的变电一次设计

刍议变电站改建中的变电一次设计

邵国帅谢文迪

邵国帅谢文迪

（国核电力规划设计研究院）

摘要：为进一步提高变电站的运行质量和运行平稳，变电站往往需要改建、扩建，而在变电站改建的过程中，变电一次设计关乎到整个改建工作的成效，因此，必须引起高度重视。本文从刍议变电站改建中所涉及的变电一次设计，进行了详细的论述。

关键词：变电站；改建；变电一次设计

经过长时间的发展，老旧变电站当中的许多变电设备已经开始老化，开始无法满足变电的正常要求，也存在着许多的安全问题，所以，对那些老旧的该被淘汰的老变电站要进行改建，通过改建让它能够满足现在变电的需要。而在对变电站的改建工作当中，变电一次设计的主要内容有主变选择、电气主接线选择、设备选型、电气总平面设计及防雷接地设计等。

一、主变选择的相关问题

关于主变选择，我们要以全面的目光来进行分析研究，这关乎到两个方面：①主变压器的台数；②主变压器的容量。常识中，我们常常认为主变压器的选择，它的寓意就是主变压器的容量选择，其实这种观点是不全面的，这一个问题应当引起我们的注意。在进行主变压器台数的选择时，要结合一些实际情况再进行确定，例如说我们要考虑主变压器的位置在何处，如果是在城市郊区的情况，已经形成一个低压网，这种情况就应当设置两个主变压器即可；其次如果在规划的时候，就已经确定只安装两台主变压器，此时就要考虑主变压器基础设计应当为主变压器容量的1～3级进行设计，这可以为以后更换主变压器提供必要的帮助；最后，如果进行改建的变压站是一个大型的变压站，或者在地理位置相对独立的一次变电站，针对这种特殊情况，面对变电需求，应当考虑在此处设置三台主变压器。

而关于对主变压器容量的选择，就要考虑到很多因素的影响，全面综合分析之后才能进行选择，具体的衡量公式如下所示：

nSN≥Sjs远；

（n－1）SN≥0.6Sjs远；

（n－1）SN≥SIΣ+SⅡΣ。

上面公式中，n表示的是主变压器的选择个数，SN表示的待定需要选择的变压器的容量，Sjs表示的是远景综合最大负荷，SIΣ、SⅡΣ分别表示远景1，2类综合最大负荷量。通过这些公式，我们可以看到，主变压器的容量选择与众多因素均存在关系，对于其主变压器的容量选择，一定要结合上述所涉及的因素综合考量。

二、设计好电气主接线的方法

电气主接线是变电站改建过程变电一次设计工作当中，最主要的任务之一，也是变电站中电气部分最主要的构成部分。电气主接线的设计关系到整个电力系统运行的稳定性和安全性，此外它还影响到继电保护、自动装置、拟定的电气设备选择、配电装置布置等方面。从节约成本的角度上来说，电气主接线的设计不仅要保证具有灵活性和可靠性，还能够做到节约成本，实现其经济性的一面。可靠性、灵活性、经济性这三种特性当中，其中可靠性是电气主接线设计的基本要求，可靠性指的不仅仅是要求电气主接线能够适应各种运行状态，还要求电气主接线能够在各种运行状态之间进行切换。

三、电气设备的选择方法

在对电气设备进行选择的时候，需要参照《导体和电气选择技术规定》这一项国家规定（以下简称《规定》）。在《规定》中明确指出：在进行变电站改建工作中，对于电气设备的选择，首先要考虑选择那些技术先进、安全可靠、经济实惠的设备，再者要有长远的考虑，结合当地的实际情况，以发展的眼光来看待电气设备的选择，这就要求电气设备除了能够满足正常的运行、短路、过电压和检修等情况之外，我们所选择的电气设备，能够满足当地十年甚至是几十年后的发展需求。

4.1新增电气设备的选择

过去老旧的变电站，由于历史技术原因，刍议站隔离开关、电流互感器和断路器等设备参数已经不满足现有运行要求，需要更换。

隔离开关的选择，应当遵循设备动稳定电流>ic、设备热稳定电流>Id、设备额定电流>Ig的原则，这样才能够保证隔离开关能够正常工作，满足变电站的要求。

电流互感器的选择，也有自己的要求，对于热稳定电流的要求是要大于Id，而设备的动稳定电流应当要大于ich。值得我们注意是，当发生接线是一台半断路器接线，在改建的过程当中就需要将新增加的边断器的外加式电流互感器或者是内附式的一次电流比值，与内附电流互感器或者连接中的中断路器的外加式电流互感器的比值应当相同才能满足需要。

而对于断路器的选择，我们也有相关的要求。我们所选择的断路器的动稳定电流应当要大于ich，断路器的额定开断电流应当要大于Id，断路器的设备额定电流应该要大于Ig。

4.2设备动稳定校验

对于设备的动稳定校验，我们可以参照固定的公式来进行，所涉及到的公式如下所示：

电器ies≥ish；

导体（硬）bmax≤bal。

参照以上的式子，进行设备的动稳定校验，ies表示的是电器允许通过的动稳定电流幅值，ish表示的是短路冲击电流幅值，而bmax表示的意识是导体实际能够承受的最大应力，bal表示的是导体允许能够承受的应力。

四、电气总平面设计的方法

对于配电装置及其平面设计方法，国家下发了专门的规定来进行规范，其中涉及到的规定有《变电站总布置设计技术规定》当中明确地指出，变电站的总平面布置要因地制宜，努力进行创新，在充分利用现有的资源条件下，要进行一个精心的设计，力求用最小的成本，来实现最大的经济效益，同时还要保证变电站整体的安全可靠长期的运行。以此，我们可以认识到，在进行变电站的改建工程当中，我们要认真执行国家的相关规定，坚决按照规定办事，除此之外，还要进行综合的考量，配电装置不仅要选择先进的设备设施，同时还要考虑到是否便于配电装置维修、检测等工作的进行。刍议站改造，将对现有设备基础进行评估，对检修维护空间进行重新设计，尽量在缩减工程造价基础上，满足运行检修的要求。

五、防雷接地技术的应用

变电站进行改建之后，如果原来的防雷区域无法覆盖，则需要对变电站的防雷进行重新计算，增加防雷装置，即避雷针或避雷线等。此外我们还应该注意到，我们新增加的场地所建设的主接地网，跟原来变电站的主接地网之间必须要有两个以上的可靠连接点，这样才能保证安全的需要，当完成施工工作之后，还要对实地进行接地电阻值的测试，测得的接地电阻值需要满足设计要求才能通过验收。如果我们测得的接地电阻值大于我们所要求的数值，就必须要考虑采取一定的措施进行降低其接地电阻，如加装接地极、打接地深井、加强站区绝缘及主地网外延等。

总之，无论新建站还是扩建站，防雷及接地必须满足规程要求，确保变电站安全的情况下才能投入运行。

结语

本文紧紧围绕变电站改建中的变电一次设计这一主题，结合笔者多年的工作经验，进行相关方面的仔细分析，从中得出了相关结论。希望本文的论述，能够为我们国家变电站改建中的变电一次设计工作，提供一些理论上的帮助和参考，为我们国家的经济发展以及电力系统的改造，贡献出应有的力量。

参考文献：

[1]郭昊，张召.变电站电气一次设计探讨[J].科技资讯，2012（03）.

[2]刘鲲鹏.220kV高压变电站一次部分设计要点探讨[J].科技资讯，2011.

作者简介：

邵国帅（1984.10-），男，吉林省松原市人，郑州大学电气工程及其自动化专业，学士学位，工程师，单位：国核电力规划设计研究院，研究方向：变电站电气一次设计

谢文迪（1988.12-），女，吉林省吉林市人，英国南安普顿大学硕士，助理工程师，单位：国核电力规划设计研究院，研究方向：变电站电气一次设计