变电站改建中的变电一次设计探讨张剑锋

变电站改建中的变电一次设计探讨张剑锋

张剑锋

杭州协东电力工程设计有限公司，浙江杭州310005

摘要：变电站改建中变电一次设计是一项比较系统的工程，此工程要对变电站进行综合性考虑，要找到关键问题，从而进行有针对性地改进。变电站有不同的类型，因此对变电站进行设计及其设计水平都存在着差异。变电站在改造过程中变电一次设计还需结合实际情况，参考类似的改造工程的成功经验，做到有的放矢，使变电站的改建工作能够更好地进行。

关键词：变电站改建；变电一次设计

1变电站电气设计工序

在对一座已经投运的变电站进行改造设计时，要首先完成以下几项准备工作。1)收集指导该站改造的的相关文件，了解业主对该站的改造后实现的功能需求，确定改造范围，分析由变电一次专业在本次改造工程中需要搜集的资料。2)搜集该站前期的总平面布置图、主接线图、配电装置、设备安装、动力照明等相关图纸资料，分析出具体改造范围。3)搜集前期系统各设备的容量、阻抗等，结合本期需要接入负荷或者出线负荷，计算出短路电流。4)根据短路电流进行初步设计，对需要的设备进行设备参数选型，初步列出本期改扩建工程中的材料清单，核算造价。5）结合具体情况，完成变电站改扩建工程的是施工图设计和竣工图设计。

2变电站改建工程中变电一次设计原则

对于新增出线间隔的具体位置，设计人员必须根据线路体资过来的出线数量和延展路径，联系变电站的前期已建间隔来进行位置的具体规划，之后再进行综合校验认证，若有双回路架设情况出现时，应避架空线路出现交叉跨越的现象，必须根据相应的顺序进行布置。

必须仔细地对变电站设备的运行情况进行了解，另外还有运行出线、前期设计情况以及主接线方式。除此之外，要做好前期设计，以供电负荷的具体情况和变电站运行状况为依据，进行改扩建工程相关内容的明确。

根据上述原则，采用集中化的方式确定本期改扩建工程新增设备间隔位置，并且完整的绘制出总体平面布置图以及电气主体接线图等相关资料，利用辅助设计软件核算新增线路的相关参数，比如变电站系统的最大负荷、阻抗以及母线的穿越功率等。

3变电站改扩建工程中的变电一次设计要点

3.1合理选择高低压电气设备

在系统专业经过系统计算，得到短路电流后，完成系统主接线、负荷计算的基础上，进行电气设备选择时应遵守以下几项原则：1）按正常工作条件选择电气设备的额定值。2）按短路条件校验电气设备的动、热稳定。3）检验安装地点的三相短路条件并校验开关电器的断流能力。4）根据安装地点、工作环境、使用要求及供货条件来选择电气设备的适当形式。在此基础上，要确定主变压器台数。城网变电站中一般配有两台或多台主变压器，当其中一台变压器出现故障时，可以将其负荷自动转移至正常运行的变压器。对于一座变电站，在满足相同的供电能力和供电可靠性的前提下，安装2台或3台变压器哪个方案更合理，如何选择合适的主变压器台数，需要根据供电条件、负荷性质及运行方式等条件，从经济和技术方面考虑以下几个因素：1）主变总容量在总负荷不变的前提下，停一台主变压器时，要求仍具有相同的供电能力。2）变压器制造容量限制。

3.2主变设计

在主变设计过程中，主要是对其台数和容量进行设计。在确定其台数时，主要是结合实际针对性的确定。例如某变电站在改建过程中，由于其处于该市的郊区，所以其自身有一个低压网，因此此时在对其进行主变一次设计时，一般设置2台主变即可，但是在对其进行总体设计时，需要将其容量1到3级进行设计，从而为之后主变的更换提供便利。再如另外一个变电站处于该市的市区中心，属于大型变电站，所以在对其进行主变一次设计时，一般应设计三台以上的主变。在确定台数的基础上，还应对其容量进行针对性的选择，但是其影响因素较多，所以我们必须对其进行全面的综合分析。这些因素主要有主变数量、待定容量、未来最大负荷量等，针对性的对其容量进行确定。

3.3配电装置的设计

变电站在建设的过程中，其常常出现规模过大或占地面积不足的问题，这时就需要合理设计其配电装置，以在保证其使用功能达到标准的前提下，尽量减少其规模和占地面积，使其在完成布置后不会对变电站周边其他设施的建设造成妨碍，为达到这一目的从以下几方面入手：1）可以通过建设全封闭组合电器(GIS)的方式，以户外中型支持管来作为其双列式布置母线。这种布置方式能够将两条母线分别布置在配垂直关口的开关，及单断口旋转型开关处。通过这一布置方式，变电站的主变进线将与母线完成连接，使母线能够利用分段出线间隔来完成对配电装置的对称布置，确保了其能够在面积规模和空间上得到有效压缩。2）计人员还可以在变电站中，通过安装COMPASS组合电器的方式，使变电站中设备间的联络点从18个降低到9个，这能够在保证设备运行可靠性的同时，完成对断路器和隔离开关的闭锁间隔，从而使断路器合闸出现故障的可能性大大降低。

3.4防雷设计

（1）对于直击雷的防护。在变电站建设中，进行配电装置布设时，一般都在室内，所以，也可以充分的利用屋顶避雷带，对直击雷侵害现象进行预防。对于屋顶上的避雷带，应选取热镀锌圆钢作为主要材料，规格一般在ø12圆钢。此外，还要利用热镀锌钢来进行接地网的可靠性连接，热镀锌钢的规格为-60×8mm。（2）过电压防护。为了对雷电波过电压侵蚀线路的现象进行有效遏制，必须在各类母线以及进线上设置避雷器，对主变电压器的侧引出线故电压效应进行保护。此外，根据变压器的中性点来设置避雷器以及放电间隙。（3）沿用之前的水平接地方法，采取辅助垂直接地的形式。其中，镀锌扁钢主要是主接地网以及设备引下线使用的材质。在设备的设置过程中，变电站的接地网接地阻值110kV的不能超过0.5Ω。扩建工程中的高、低压设备如主变、配电装置，二次屏柜，环房地网以及GIS等都要用镀锌扁钢接入主接地网。

3.5照明设计

在进行变电一次设计的时候设计人员要认识到，照明系统不仅是变电站工作人员日常工作的基础，同时一旦在变电发生安全事故，应急照明系统就将关系着工作人员的生命安全。在照明系统设计之中，一般会将照明系统分为户外照明系统、户内生产照明系统、户内备用照明系统和户内应急照明系统等若干个部分。在进行工作照明系统设计的时候，要能考虑到工作环境和工作人员的实际需要，合理的设计选择灯具的功率和照度及灯具之间；而在进行应急安全照明系统设计的时候，要保证在发生事故时有合理的照度和疏散指示方向，使得应急照明系统能在工作照明系统中断后的第一时间发挥作用。

3.6临时供电方案设计

（1）利用相邻变电站和本站低压出线扩仓、调仓和拼仓进行负荷转移。（2）原设备将原负载接入新的配电装置后进行改造。（3）在原有的配电装置室内，拆除部分旧设备，将其负荷改接至未拆除设备上，在新的配电装置相关的安全防护措施的前提下，再将所有负荷改接至新的配电装置后对剩余设备进行改造（4）两个主变电所改造可按提前做好的工作计划对每一个变电站进行改造，负荷由一个站转移到另一个变电站后再改造，或选择负荷较小的月份进行改造。

4结语

由此可见，变电站改进作为一项系统工程，在改扩建过程中的变电一次设计需要对变电站综合情况进行全面的考虑，并对相关设计要点进行细化。在一次设计过程中，还需要设计人员对主要矛盾进行全面的考虑，对于确保变电站改建科学、合理的实现起着关键，进而为区域电力系统的完善与经济发展做出应有的贡献。

参考文献：

[1]刘启明.浅谈变电站改建过程中的电气一次设计[J].大科技，2017（12）