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【摘 要】作为电力系统中最为重要的构成部分，变电站在整个电力系统的正常运行中发挥着极为重要的作用。本文用对变电站电气一次性设计进行研究，详细的阐述了主变压器的选择、电气主要接线的设计、电气设备的选取、平面设计以及配电装置等等电气的一次性设计中的重要因素，对其中所需要注意的问题进行了详细的分析和研究，以供参考。
【关键词】变电站;电气;一次性;设计;研究
社会的不断进步和经济的持续向前发展，使我国人们的生活水平得到了显著的提高，人民的生活质量和生活需求也发生了很大程度上的变化，同时，人民的用电量也呈现出了大幅度的增长趋势，在这一背景下，为了使人们的用电需求能够得到有效的满足，保持我国电力事业的持续发展状态，变电站的设计必不可少。变电站的设计必须要与当前社会发展要求和人们的生活需求结合起来，不断创新和改革，同时还必须要明确其在我们日常工作生活中的重要性，加强对变电站电气一次性设计的研究，促进电力事业的不断发展。
1.变电站的重要性
所谓的变电站，实际上就是在在电力系统中进行接受电能和变换电压工作，并对电力进行控制、分配电能流向以及对电压进行调整的电力设施。变电站是各个电网之间联系的重要纽带，变压器将各级电压联系在一起，再进行分配和交换，使整个电网系统的安全性以及可靠性得到提升。
变电站最重要的功能就是进行高压和低压之间的电压转换，有很多变电站选择对电厂的发车进行升压的方式来减少电能在远距离的传输中所会产生的能量损耗;还有一部分变电站则采用了将高压电转化为低压电的方式进行电力的传输。
变压器是变电站最为基础也是最为重要的设施之一，它能够将接受到的高电压进行有效的转换后，为用户输送安全的电压，对电力的输出工作有着至关重要的影响。除此以外，变电站的设备中还包括对电路开关的控制。
2.变电站一次设计的一些体会
2.1电气主接线设计
变电站的电气主接线，应根据变电站在电力网中的地位、出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定。并应满足供电可靠、运行灵活、操作检修方便、节约投资和便于扩建等要求，即经济性、灵活性和可靠性。
在经济性方面，电气的主接线能满足运行要求时，变电站高压侧宜采用断路器较少或不用断路器的接线;在电气二次设计方面，在保证系统安全运行的前提下，简化继电保护和二次回路，节省二次设备和控制电缆的使用量;在电气一次设备选择方面，在保证主接线能够有效限制短路电流的同时，可以选择较为经济的设备。除去在设备上的节省，在变电站的占地面积以及电能的损耗上，还应遵循经济节省的原则。对于变电站的占地面积，主接线在设计时应为配电装置和布置创造出能够节约土地的条件，使变电站所占土地面积尽量减少;对于电能的损耗，要合理经济地选择主变压器的种类、数量和容量，要避免两次变压而造成的电能损失。
在灵活性方面，变压器的设计要满足其在调度、检修以及扩建时的要求。在调度时，变电站应该灵活地切除或投入线路和变压器，调配电源和负荷;在检修时，能够满足停止断路器、母线以及继电保护装置的工作时而不影响电网的正常运行以及对居民的正常供电，这就需要在对变电站设计时，应灵活地满足变电站检修时的要求;在扩建时，电气的主接线设计能够较为简单地从初期接线过渡到最终接线，这就要求在对主接线进行设计时，应设计出适应以后扩建的线路设备，且在扩建后投入使用时能够做到变压器或者线路互不干扰。
在主接线可靠性方面，主要是要保证其设计的变电站不会出现全站停运、停电的现象;在各线路和设备进行全面检修时，不能长时间停电，还要保证一级负荷以及大部分的二级负荷;要保证在对断路器进行检修时，不会对系统和负荷的供电造成影响。
2.2变压器的选择
在变压器的选择上，应根据变电站的情况而定。如果变电站的季节性负荷较大，或者有大量的一级负荷或者二级负荷时，应考虑安装两台或以上的变压器。如变电站可由中、低压侧电力网取得足够容量的备用电源时，可装设一台主变压器。在对变电站中变压器台数的确定时，应根据该变电站中的具体指标来进行选择，该指标有主变的总容量、变压器制造容量的限制、变电站的占地面积以及对配电装置的投资、对变压器的投资、短路情况下的电流水平等，根据这些指标可以确定变电所中对变压器的数量选择。一般情况下，城网110kV变电站的变压器有两台或多台，这样能够保证当其中一台变压器出现故障停运时，其余主变压器的容量应保证该站全部负荷的70%，在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷。
由于系统负荷不断变化，各个变电站节点的电压也随之变化，在系统无功电力平衡的前提下，可以进行电力系统的电压调整。电力潮流变化大和电压偏移大的变电站，如经计算普通变压器不能满足电力系统和用户对电压质量的要求时，应采用有载调压变压器。
为减少能源浪费，在满足将各电压侧短路水平限制在规定值的前提下，尽量不使用阻抗较高的变压器，降低主变压器的空载损耗（铁损）及负载损耗（铜损）。另外，随着变压器厂家生产水平提高及变压器组件优化，《三相油浸式电力变压器技术参数和要求》（GB/T6451-1999）规定的空载损耗及负载损耗参数值已不能满足节能减排的要求，作为电力运行单位及设计单位应密切关注当前变压器性能水平，提倡选用经济、节能的变压器。
3.电气设备典型的接线方式
在110kV的变电站电气设计中，主要考虑的就是终端变电站以及中间变电站。前者变电站则接近110kV变电站负荷中心，并在其中分為两路进线，从而将电能分配给低压用户，而实现这一分配的主要是通过两台主变来实现的。终端变电站的高压侧主接线形式有三种：单母线接线;内桥接线以及线路变压器组接线。对于单母线接线方式，主要是用在110kV变电站的高压侧主接线，且单母线分段的接线方式则是用在110kV变电站的低压侧主接线。该接线方式其供电可靠性高，运行较为灵活，但仍然存在一定的不足，即所涉及到的高压设备较多，增大了占地面积以及投资资本。对于内桥接线方式，主要用在110kV变电站的高压侧主接线，单母线分段的接线方式则是用在110kV变电站的低压侧主接线。
4.结束语
总而言之，变电站的设计建设在电力系统中是一项极为重要的环节，同时其电气一次性设计也是一项十分重要的工程任务。它具有强烈的综合性，是整个电力系统中最重要，也是最复杂的构成部分。想要实现变电站电气设计的一次性成功，必须要具备具有相关科学性、全面性、综合性以及适用性的电气设计方案，同时还要选择就出最佳的适配器、接线方式以及电气设备和配电器等等，要重视没一个环节对整个系统设计的重要影响，不断完善每一环节的建设设计，才能够实现效益的最大化和电力系统的正常运行，只有使整个电力系统运行的可靠性以及安全性得到保障，电力事业的可持续发展才有可能实现，从而使电力实现在实现经济效益的同时带来一定的社会效益。
参考文献：
[1]吕欣.110kV变电站部分电气一次设计[J].北京电力高等专科学校学报，2010.
[2]刘娅.110kV变电站部分电气一次设计浅析[J].民营科技，2009.
[3]杨耀杰，姚凯.变电所电气一次部分设计[J].科技资讯，2010.
（作者单位：国网山西省电力公司检修公司）
【关键词】变电站;电气;一次性;设计;研究
社会的不断进步和经济的持续向前发展，使我国人们的生活水平得到了显著的提高，人民的生活质量和生活需求也发生了很大程度上的变化，同时，人民的用电量也呈现出了大幅度的增长趋势，在这一背景下，为了使人们的用电需求能够得到有效的满足，保持我国电力事业的持续发展状态，变电站的设计必不可少。变电站的设计必须要与当前社会发展要求和人们的生活需求结合起来，不断创新和改革，同时还必须要明确其在我们日常工作生活中的重要性，加强对变电站电气一次性设计的研究，促进电力事业的不断发展。
1.变电站的重要性
所谓的变电站，实际上就是在在电力系统中进行接受电能和变换电压工作，并对电力进行控制、分配电能流向以及对电压进行调整的电力设施。变电站是各个电网之间联系的重要纽带，变压器将各级电压联系在一起，再进行分配和交换，使整个电网系统的安全性以及可靠性得到提升。
变电站最重要的功能就是进行高压和低压之间的电压转换，有很多变电站选择对电厂的发车进行升压的方式来减少电能在远距离的传输中所会产生的能量损耗;还有一部分变电站则采用了将高压电转化为低压电的方式进行电力的传输。
变压器是变电站最为基础也是最为重要的设施之一，它能够将接受到的高电压进行有效的转换后，为用户输送安全的电压，对电力的输出工作有着至关重要的影响。除此以外，变电站的设备中还包括对电路开关的控制。
2.变电站一次设计的一些体会
2.1电气主接线设计
变电站的电气主接线，应根据变电站在电力网中的地位、出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定。并应满足供电可靠、运行灵活、操作检修方便、节约投资和便于扩建等要求，即经济性、灵活性和可靠性。
在经济性方面，电气的主接线能满足运行要求时，变电站高压侧宜采用断路器较少或不用断路器的接线;在电气二次设计方面，在保证系统安全运行的前提下，简化继电保护和二次回路，节省二次设备和控制电缆的使用量;在电气一次设备选择方面，在保证主接线能够有效限制短路电流的同时，可以选择较为经济的设备。除去在设备上的节省，在变电站的占地面积以及电能的损耗上，还应遵循经济节省的原则。对于变电站的占地面积，主接线在设计时应为配电装置和布置创造出能够节约土地的条件，使变电站所占土地面积尽量减少;对于电能的损耗，要合理经济地选择主变压器的种类、数量和容量，要避免两次变压而造成的电能损失。
在灵活性方面，变压器的设计要满足其在调度、检修以及扩建时的要求。在调度时，变电站应该灵活地切除或投入线路和变压器，调配电源和负荷;在检修时，能够满足停止断路器、母线以及继电保护装置的工作时而不影响电网的正常运行以及对居民的正常供电，这就需要在对变电站设计时，应灵活地满足变电站检修时的要求;在扩建时，电气的主接线设计能够较为简单地从初期接线过渡到最终接线，这就要求在对主接线进行设计时，应设计出适应以后扩建的线路设备，且在扩建后投入使用时能够做到变压器或者线路互不干扰。
在主接线可靠性方面，主要是要保证其设计的变电站不会出现全站停运、停电的现象;在各线路和设备进行全面检修时，不能长时间停电，还要保证一级负荷以及大部分的二级负荷;要保证在对断路器进行检修时，不会对系统和负荷的供电造成影响。
2.2变压器的选择
在变压器的选择上，应根据变电站的情况而定。如果变电站的季节性负荷较大，或者有大量的一级负荷或者二级负荷时，应考虑安装两台或以上的变压器。如变电站可由中、低压侧电力网取得足够容量的备用电源时，可装设一台主变压器。在对变电站中变压器台数的确定时，应根据该变电站中的具体指标来进行选择，该指标有主变的总容量、变压器制造容量的限制、变电站的占地面积以及对配电装置的投资、对变压器的投资、短路情况下的电流水平等，根据这些指标可以确定变电所中对变压器的数量选择。一般情况下，城网110kV变电站的变压器有两台或多台，这样能够保证当其中一台变压器出现故障停运时，其余主变压器的容量应保证该站全部负荷的70%，在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷。
由于系统负荷不断变化，各个变电站节点的电压也随之变化，在系统无功电力平衡的前提下，可以进行电力系统的电压调整。电力潮流变化大和电压偏移大的变电站，如经计算普通变压器不能满足电力系统和用户对电压质量的要求时，应采用有载调压变压器。
为减少能源浪费，在满足将各电压侧短路水平限制在规定值的前提下，尽量不使用阻抗较高的变压器，降低主变压器的空载损耗（铁损）及负载损耗（铜损）。另外，随着变压器厂家生产水平提高及变压器组件优化，《三相油浸式电力变压器技术参数和要求》（GB/T6451-1999）规定的空载损耗及负载损耗参数值已不能满足节能减排的要求，作为电力运行单位及设计单位应密切关注当前变压器性能水平，提倡选用经济、节能的变压器。
3.电气设备典型的接线方式
在110kV的变电站电气设计中，主要考虑的就是终端变电站以及中间变电站。前者变电站则接近110kV变电站负荷中心，并在其中分為两路进线，从而将电能分配给低压用户，而实现这一分配的主要是通过两台主变来实现的。终端变电站的高压侧主接线形式有三种：单母线接线;内桥接线以及线路变压器组接线。对于单母线接线方式，主要是用在110kV变电站的高压侧主接线，且单母线分段的接线方式则是用在110kV变电站的低压侧主接线。该接线方式其供电可靠性高，运行较为灵活，但仍然存在一定的不足，即所涉及到的高压设备较多，增大了占地面积以及投资资本。对于内桥接线方式，主要用在110kV变电站的高压侧主接线，单母线分段的接线方式则是用在110kV变电站的低压侧主接线。
4.结束语
总而言之，变电站的设计建设在电力系统中是一项极为重要的环节，同时其电气一次性设计也是一项十分重要的工程任务。它具有强烈的综合性，是整个电力系统中最重要，也是最复杂的构成部分。想要实现变电站电气设计的一次性成功，必须要具备具有相关科学性、全面性、综合性以及适用性的电气设计方案，同时还要选择就出最佳的适配器、接线方式以及电气设备和配电器等等，要重视没一个环节对整个系统设计的重要影响，不断完善每一环节的建设设计，才能够实现效益的最大化和电力系统的正常运行，只有使整个电力系统运行的可靠性以及安全性得到保障，电力事业的可持续发展才有可能实现，从而使电力实现在实现经济效益的同时带来一定的社会效益。
参考文献：
[1]吕欣.110kV变电站部分电气一次设计[J].北京电力高等专科学校学报，2010.
[2]刘娅.110kV变电站部分电气一次设计浅析[J].民营科技，2009.
[3]杨耀杰，姚凯.变电所电气一次部分设计[J].科技资讯，2010.
（作者单位：国网山西省电力公司检修公司）