變電站一次設(shè)計中主要電氣設(shè)備的選擇

周 琦

(廣州華躍電力工程設(shè)計有限公司，廣東廣州510535)

[摘要]在整體電力系統(tǒng)中，變電站占據(jù)非常重要的地位，具備分配電能以及變換電壓的功能。作為連接發(fā)電廠和用戶紐帶的變電站一次設(shè)計中所涉及的主接線和主要的電氣設(shè)備選型，二者給變電站未來的正常運(yùn)行帶來直接的影響。另外，變電站的關(guān)鍵電氣設(shè)備與成本有密切的關(guān)系。基于此，重點分析了變電站一次設(shè)計和設(shè)備選擇情況，詳細(xì)介紹了變電站一次設(shè)計當(dāng)中的主要電氣設(shè)備的選擇，最終提出了變電站一次設(shè)計電氣設(shè)備質(zhì)量保證措施。

關(guān)鍵詞 變電站 一次設(shè)計 電氣設(shè)備

二中圖分類號TM63

0引言

電能是人類生存的主要能源。隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，電能在使用效率、傳輸成本、節(jié)能環(huán)保上獲得了長久的進(jìn)步發(fā)展。每一個國家都沒有停止過對電網(wǎng)的建設(shè)工作。當(dāng)前，我國電力系統(tǒng)和國外發(fā)達(dá)國家相比還并不十分完善，甚至在西部少數(shù)地方還沒有通電，所以建設(shè)和發(fā)展電力系統(tǒng)還是我國的主要工作，是電力系統(tǒng)當(dāng)中的重要構(gòu)成部分。變電站一次設(shè)計的主要內(nèi)容包括主接線的設(shè)計、短路電路的計算以及電氣設(shè)備的選擇等。以下重點對主要電氣設(shè)備的選擇以及需要關(guān)注的問題進(jìn)行了分析。

1變電站一次設(shè)計及設(shè)備選擇概況

電氣二次設(shè)備主要是生產(chǎn)、變換、運(yùn)輸、分配和使用電能的過程中所需要的設(shè)備，主要包含生產(chǎn)或者轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備、開關(guān)電器、避雷器等;變電站的主導(dǎo)以及前提條件就是變電站一次設(shè)計，就是對變電站內(nèi)部電器一次設(shè)備的設(shè)計，主要包含了各種設(shè)計以及計算措施等。其中電器設(shè)備的選擇十分關(guān)鍵。電氣設(shè)備選擇的主要任務(wù)就是經(jīng)過計算校驗，對各種導(dǎo)體以及電器型式和技術(shù)參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行正確的選擇。在對電氣設(shè)備進(jìn)行選擇的同時，要從現(xiàn)實情況出發(fā)，在保證安全可靠和適當(dāng)有度的基礎(chǔ)上，保證良好的經(jīng)濟(jì)性。

2變電站一次設(shè)計中主要電氣設(shè)備的選擇

2.1變壓器的選擇

2.1.1變壓器的選擇原則

首先，選擇變壓器的臺數(shù)。變電站如果是對二三類負(fù)荷進(jìn)行供給，那么安裝一臺變壓器即可;變電站要是對比較大或者屬于一類的負(fù)荷進(jìn)行供給，則需要安裝兩臺相同容量的主變壓器，而且要保證每一臺的變壓器都是能夠供給全部的一類負(fù)荷的。其次，在城市的郊外，如果中低壓已經(jīng)構(gòu)成了環(huán)網(wǎng)，那么變電站要安裝兩臺變壓器;如果地區(qū)性孤立特點顯著的變電站，則要設(shè)置三臺主變壓器。

2.1.2變壓器容量的確定

首先，設(shè)計變電站的同時要根據(jù)將來的規(guī)劃選擇負(fù)荷。其次，如果變電站非常重要，設(shè)計的同時則要停止主變壓器的工作，這樣備用變壓器的供給負(fù)荷就可以在允許的范圍中滿足一二類的供電負(fù)荷;如果是一般的變電站，停止主變壓器工作之后，備用變壓器的負(fù)荷能力則要保證可以達(dá)到全部供電的70%以上。

2.1.3主變壓器調(diào)壓方式的確定

一般的變壓器進(jìn)行調(diào)壓的方式有無勵磁調(diào)壓、有載調(diào)壓兩種。無勵磁調(diào)壓范圍比較小，在5%以內(nèi)。有載調(diào)壓范圍能夠達(dá)到30%以內(nèi)，結(jié)構(gòu)繁雜，成本高。一旦變電站供電負(fù)荷重要等級高，可以利用有載調(diào)壓的方式。

2.2高壓斷路器的選擇

設(shè)計配置斷路器的過程中，要關(guān)注以下原則：空開額定電流線路過程中，空開電磁起動器總體運(yùn)行的負(fù)載電流不能超過最大峰值電流。某變電站斷路器選擇單斷口磁柱式SF6斷路器，并選擇了密度繼電器、氣體閥門這些高質(zhì)量的設(shè)備。這樣一來，可靠性非常強(qiáng)，能夠確保電網(wǎng)順利運(yùn)行，要想在隔離開關(guān)配置上獲得良好的效果，需要對電網(wǎng)導(dǎo)線負(fù)載量進(jìn)行嚴(yán)格控制。

2.3電纜線材的選擇

作為傳輸電力主要工具的電纜，其性能給電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來的影響非常大。當(dāng)前最為常見的電纜線材都是銅鋁制作的。銅具備比較低的電阻、比較大的強(qiáng)度、比較強(qiáng)的抗腐蝕性等特征，價格昂貴，只能應(yīng)用到持續(xù)工作電流比較強(qiáng)、對鋁制品具備腐蝕性的位置上。鋁電阻率雖然是銅的兩倍，可是因為價格低、密度小獲得了廣泛應(yīng)用。選擇線材類型還取決于其適用范圍和鋪設(shè)方式等因素。

2.4互感器的選擇

作為一種特殊變壓器的互感器，能夠廣泛地使用在配電裝置的交流電工測量以及繼電保護(hù)當(dāng)中。其主要分為兩種不同的互感器：一是電流互感器，也叫作儀用變流器，主要使用在交流大電流改變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)小電流，供電給測量儀表和保護(hù)裝置的電流線圈當(dāng)中。二是電壓互感器，也叫作儀用變壓器，主要用途就是將交流高電壓改變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的低電壓。

2.4.1電流互感器結(jié)構(gòu)型式選擇

110 kV及以上的電流互感器的結(jié)構(gòu)形式主要分為正立和倒立兩種形式。一般的電流互感器是正立形式的。倒立形式的電流互感器是一種新型的電流互感器，和一般的正立式互感器不同。倒立式的電流互感器二次繞組以及一次繞組都集中放在總體產(chǎn)品的上部儲油柜子中，而且主絕緣包在二次繞組的外側(cè)。和正立式比較，倒立式體積小、具備良好的動熱穩(wěn)定性特征，防止因為正立式互感器底部受潮造成主絕緣擊穿問題出現(xiàn)，所以除去對抗震性有特殊要求之外，設(shè)計的過程要優(yōu)先選擇使用倒立式的電流互感器。

2.4.2電流互感器變比選擇

使用計量或者測量的電流互感器的一次額定電流不應(yīng)過大，正常的負(fù)荷電流是電流互感器一次額定電流的60%，而且不應(yīng)該小于30%。電流互感器一次額定電流選擇太小或者過大都會導(dǎo)致測量精度不夠。保護(hù)級的電流互感器經(jīng)過正常負(fù)荷電流的同時并未出現(xiàn)無精度要求，只在過負(fù)荷或者短路的時候起到作用。為了防止在短路的時候互感器鐵芯磁處在飽和狀態(tài)，應(yīng)選擇比較大的電流互感器。精確比值要按照短路電流的大小和精準(zhǔn)值系數(shù)決定。’

3電氣一次設(shè)備的質(zhì)量保證措施

3.1改進(jìn)檢修方式，消滅檢修死角

3.1.1加強(qiáng)對變電站投產(chǎn)的驗收力度

對變電站投產(chǎn)進(jìn)行驗收，應(yīng)認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)仳炇彰恳粋€部分，嚴(yán)格根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，重點監(jiān)督、檢測其中比較容易出現(xiàn)問題的部分，保證變電站實現(xiàn)投產(chǎn)之后可以更加安全可靠地運(yùn)行，為社會提供更加高品質(zhì)、高效率的供電服務(wù)。

3.1.2凸顯電氣一次設(shè)備檢修重點，強(qiáng)化帶點監(jiān)測工作

有關(guān)人員要及時對電氣一次設(shè)備運(yùn)行過熱的情況進(jìn)行檢測，利用遠(yuǎn)紅外測溫的手段來對設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行檢測，以全面掌握設(shè)備的發(fā)熱情況。同時應(yīng)采取對應(yīng)的措施進(jìn)行應(yīng)對，保證變電站電氣一次設(shè)備能夠穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。

3.1.3加強(qiáng)檢修工作人員的專業(yè)培訓(xùn)，降低作業(yè)風(fēng)險

對電氣一次設(shè)備檢修要嚴(yán)格根據(jù)科學(xué)嚴(yán)格的方案，對有關(guān)檢修工作人員進(jìn)行系統(tǒng)專業(yè)的培訓(xùn)，保證檢修人員可以真正地掌握科學(xué)的檢修方式。在進(jìn)行單母線雙排列方式的檢修中，保證對檢修人員做好作業(yè)技術(shù)的培訓(xùn)工作到位，以降低檢修人員在作業(yè)過程中的風(fēng)險，保證電氣一次設(shè)備的過熱問題降到最小。

3.2培養(yǎng)員工多方面的能力

要提高工作人員的能力和水平。電力系統(tǒng)要想更加穩(wěn)定安全地運(yùn)行，應(yīng)綜合考慮多個方面的因素。支撐運(yùn)輸線路的桿塔主要包含直立式、拉線式等。為了更好地滿足不同條件，運(yùn)輸線中不能缺少金具，避免重力和風(fēng)力的過大影響。要培養(yǎng)工作人員靈活思考的能力以及解決問題的能力。有些變電所輸入高壓線要經(jīng)過三個繼電器、兩個變壓器、三個開關(guān)不同的檔位，需要將兩個變壓器的工作狀況控制好，以更好地進(jìn)行檢修和維修工作。變電站中，工作人員要認(rèn)真負(fù)責(zé)，將這些數(shù)據(jù)記錄好，同時檢驗這些機(jī)組是否可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并記錄和分析所有數(shù)據(jù)。分析數(shù)據(jù)能夠及時發(fā)現(xiàn)機(jī)組運(yùn)行中即將出現(xiàn)的問題，并做好檢查工作。否則一旦機(jī)組出現(xiàn)問題，損失將十分嚴(yán)重。工作人員要踏實肯干、謙虛好學(xué)、鉆研知識，對技術(shù)應(yīng)精益求精。

總而言之，變電站的設(shè)計工作并不是短時間內(nèi)能夠完成的一件事情，所以需要在變電站運(yùn)行的流程中不停地發(fā)現(xiàn)、解決問題，為今后變電站的建設(shè)工作吸取經(jīng)驗。盡管目前變電站的設(shè)計中還存在非常多的漏洞，可是我們還是堅信隨著科學(xué)技術(shù)水平的快速進(jìn)步以及電力工作人員的不斷創(chuàng)新和堅持不懈的努力，我國變電站的設(shè)計水準(zhǔn)肯定會不斷提升，電力系統(tǒng)也肯定會不斷地健全完善。

參考文獻(xiàn)

[1]張佳.變電站電氣一次安裝質(zhì)量控制及技術(shù)措施[Jl.科技風(fēng)2016 (1)：68-69.

[2]林權(quán)，小議變電站一次設(shè)計中主要電氣設(shè)備的選擇[J].河南建材，2016(4)：190-191.

[3]封證明，變電站改擴(kuò)建過程中電氣一次設(shè)計研究[J].科技與創(chuàng)新，2016(20)：89-90.

[4]中國貴.變電站電氣一次設(shè)備產(chǎn)生過熱問題與檢修措施[J].低碳世界，2016( 27)：60-61.

[5]姚志偉，電氣一次設(shè)備常見問題在變電站的探討[J].黑龍江科技信息，2017(7)：27.

[6]翟識方，高曉勇，變電站電氣一次設(shè)備發(fā)熱原因及處理措施[J].技術(shù)與市場，2017，24(7)：115-116.