基于电气设备选择的变电站电气一次设计探讨

孙品

摘要：随着时代的变迁和现代科技的不断进步，人们日常生活中对电力的需求越来越多。在白天，电力供给着居民的衣食住行等各个方面的需求;在夜晚，电力支撑着万家灯火以及人们辛苦劳作了一天之后的娱乐活动。由此可见，电力对于居民正常生活的必要性。那么在电力输送的过程中，我们该如何进行一次设计中主要电气设备的选择呢？笔者在本篇文章中重点探讨了主要電气设备的选择问题。

关键词：变电站一次设计;主要电气;设备选择

引言：主要电气设备的选择之于变电站一次设计中的重要性，在一定程度上就相当于水之于鱼的重要性。鱼失去了水，就将无法生存;而变电站的一次设计失去了正确合理的主要电气设备选择，或者主要电气设备不能在变电站中起到它应有的作用，变电战很有可能就无法运行。如果变电站中的主要电气设备工作出现错误，就会导致一个地区出现用电困难，甚至可能会威胁到变电站中工作人员的生命安全，因为变电站的主要电气设备是在承担着巨大工作量的条件下进行工作的，运行发生故障的话，很有可能会达到短路等设备故障，发生我们都不愿意看到的人间惨剧。由此可见，变电站一次设计中的设备的选择是多么的重要。安全问题，就像泰山一样重，稍不注意，就会酿成无法挽回的大错。因此我们应当竭力探讨变电站一次设计中的设备选择的相关问题，争取为我国的电力发展做出一份贡献。

1.变电站一次设计及设备选择概况

电气一次设备是指在生产、变换、运输、疏导、分配和使用电能的过程中所需要的一些设备，主要包括生产或转换电能的设备（变压器、发电机、电动机等）、开关电器（断路器、隔离开关、刀开关）、仪用互感器、绝缘子、避雷器、滤波器等。变电一次设计是变电站的主导和基础，是对变电站内电气一次设备的接线、布置、选型、接地等进行设计，具体内容包括主接线设计、电气总平面布置设计、电力系统短路电流的计算、站用电负荷计算、接地设计、电缆敷设及防火措施等，其中电气设备选择是非常重要的内容之一。电气没备选择的任务是通过计算校验，正确选定各种导体和电器的型式与技术参数。选择电气设备时，应从实际出发，在保证安全、可靠及留有适当裕度的前提下，力求经济。

2.变电站电气设备选择原则及技术条件

2.1选择原则

（1）满足运行、检修以及故障情况下相关要求，此外还要考虑之后5-10年的发展情况;（2）在对设备进行校核时应在当地的条件环境下进行;（3）既要保证电气设备的先进性，又要控制相关成本;（4）设备的各类指标要和整个工程保持一定的一致性;（5）同类产品应尽可能选自同一个厂家的产品;（6）如果需选用新产品，应检查试验数据及合格证书，此外还要获得上级批准。

2.2技术条件

由于选择的电气设备都是在高压条件下工作的，所以对它们的技术条件有一些特殊的要求。（1）在长期的工作条件下，选择的电气设备其最高工作电压应大于线路中可能出现的最高运行电压;最高额定电流也要大于线路中可能出现的最大持续电流值;电气端子的允许载荷应大于线路的最大作用力;（2）电气设备的热稳定性和动稳定性应按照线路可能通过的最大电流进行校验，一般取三相短路时电流;但被熔断器保护的电气设备可以不再进行热、动稳定性的校验;（3）电气设备的绝缘水平应按照国家规定的标准值进行，若低于标准值，则应增加适当的过电压设备进行保护。

3. 变电站电气一次设计中电气设备的选择

3.1变压器的选择

3.1.1变压器的选择原则

（1）变压器台数选择：如果变电站是供给二类、三类负荷，一般安装1台变压器即可，如果供电负荷较大或属于一类负荷，应安装2台相同容量的主变压器，而且要保证每台变压器能够供给全部的一类负荷。（2）在城市郊外，若中、低压已构成环网状态，则变电站应安置2台变压器;对于具有地区性孤立特点的变电站，可设置3台主变压器。

3.1.2变压器容量的确定

（1）变电站在设计时应按照将来5-10年的规划进行负菏选择，且结合将来10-20年负荷的发展情况。（2）若变电站重要性较大，在设计时应满足其主变压器停止工作后，备用变压器的供给负荷能够在允许时间内满足一类和二类的供电负荷;若是一般的变电站，当主变压器停止工作后，备用变压器的负荷能力应能够达到全部供电的70%以上。

3.1.3主变压器调压方式的确定

通常变压器的调压方式有两种：无励磁调压和有载调压前者的调压范围较小，只在正负5%之内，而后者的调压范围可以达到30%以内，但其结构复杂，成本较高如果变电站的供电负荷重要等级较高，应采用有载调压的方式。

3.2高压断路器的选择

在正常情况下，断路器可接通和断开电路，又可以切断短路故障电流，起着控制和保护电路的双重作用，目前，断路器按照灭弧介质不同有油断路器、六氟化硫断路器、真空断路器和压缩空气断路器等类型。断路器的选择应符合以下原则：（1）工作可靠断路器的拒动和误动都会给变电站甚至整个电力系统带来严重灾难;（2）断路器的灭弧性能、热稳定性和动稳定性都要足够强大;（3）动作快速，缩短电力网的故障时间和减少对电气设备的伤害;（4）有自动重合闸的功能，因为输电线路很多故障是临时性的，不需要长时间被切断;（5）结构要简单，成本要合理目前，六氟化硫断路器以其开断能力强、寿命长和绝缘水平高等优点得到了最为广泛的应用。

3.3电缆线材的选择

电缆作为传输电力的工具，它的各方面的性能对整个电力系统的正常运作影响很大。目前最为常见的电缆线材都是由铜和铝制作的。铜具有电阻率低、强度大、抗腐蚀性强等优点，但其价格较高，只是被应用在持续工作电流大、对铝制品有腐蚀性的位置、铝的电阻率虽然是铜的2倍左右，但由于其价格低、密度小等优点得到广泛使用。此外，线材类型的选择和它的用途、铺设方式等因素有关例如，电压大于110kv时宜采用单相充油电缆，电压小于35kv时宜使用三相铝芯电缆如果线材要被埋在地下，应使用钢带铠装电缆，如果被架在空中，可使用不滴流或塑料电缆。一般来说，配电装置的汇流母线和较短导体所用线材的截面积是根据长期发热允许电流进行选择，而其他地方所用电缆线材可根据经济电流密度公式来选择。按照经济电流密度选择线材可使线材造成的电能损耗费、投资、折旧等费用最为经济。

2.4互感器的选择

电流互感器除了要符合一次回路的额定电压、电流以及最大负荷电流的动热稳定性要求之外，还应符合二次回路中测量仪表、保护装置（10%的误差曲线）以及自动装置的准确度等要求电流互感器根据绝缘介质的不同分为很多类，目前油浸式是各种电压等级中最常用的类型。电压互感器的选择除了要符合与电流互感器一样的要求外，还要满足其一次侧的额定电压应不小于安装点电网的额定电压、此外，电压互感器的具体类型和二次接线方式应根据具体用途和二次负荷的性质来具体判断。

2.5隔离开关的选择

隔离开关的实际意义就是将需要检修的电气设备与电源进行永久隔离，从而变电站可以安全运行，隔离开关不仅可以切断正在运行的电路还可以切断一些微小电流的电路。隔离开关在变电站中的应用主要有水平开启式隔离开关与垂直伸缩式隔离开关，具体在变电站中选用哪种隔离开关应该根据配电装置隔离开关两头导线所处的位置确定。与传统的隔离开关不同，如今的隔离开关已经摒弃了早期的手动开关，逐渐升级为远方操作的模式。在以往的操作过程中，操作机构都是施工现场利用抱箍件固定在混凝土支架上。在选择隔离开关的过程中，工作人员应该优先选用带钢支架的隔离开关，因为带钢支架的隔离开关具有很高的耐腐蚀性，能够更好地对现场设备进行稳固，从而降低了劳动的成本。

3 结语

主要电气设备的选择是变电站一次设计的核心和基础。因为电气设备选择的是否正确不但影响了变电站建设工程的质量，更对变电站投入运行后的稳定性和灵活性起着至关重要的作用。因此，在变电站一次设计中，既要充分考虑符合相关设计理论，做到因地制宜，更要着重做好有关电气设备的选择，以保证变电站的平稳和长期运行。

参考文献 ：

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[2]郝海波.110/220kV变电站电气一次主接线设计探究[J].科技风，2019，23：27.