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摘 要：在变电站改建过程中，变电一次设计至关重要，涉及了线路规划、系统一次规划等诸多专业知识，操作流程纷繁复杂，对设计人员设计经验、专业水平均具有较高的要求。因此，文章结合具体变电站改建工程，对工程中的变电一次设计方案进行了简单的探究。
关键词：变电站;改建;变电一次设计
前言：时代发展进步之际，个别地方变电站面临着设备严重老化问题，致使电力资源供应现状无法满足电力资源供应区域内的负荷增长需求，对变电站电力资源供应稳定性、安全性造成了较大威胁，需要及时淘汰变电站中与负荷增长需求不符的老旧设施，实施变电站改建。变电一次设计是变电站改建的重要模块，关乎变电站改建质量。因此，探究变电站改建中的变电一次设计就具有非常重要的意义。
1.变电站改建工程概述
A变电站改建工程为35kV降压变电所，主要内容为拆除主控室设备、设备基础修建、安装配电装置以及主变安装、II段电容器安装、主变及I段改造。计划工期为有效工作日85天，在计划工期内的工作步骤为：首先，将10kV负荷转移;其次，修建35kV配电装置以及电容器设备基础、2#主变、构架、10kV II段及分段、围墙、电缆、操作小道;再次，安装并调试2#主变、35kV配电装置、电容器设备、10kV II段及分段;最后，验收及投运35kV配电装置、10kV II段及分段、2#主变、电容器设备等。
2.变电站改建中的变电一次设计
2.1电气主接线
电气主接线是变电站改建中变电一次设计的首要部分，其对于系统整体、变电站本身运行经济性及可靠性紧密相关，且关乎电气设备选择、配电装置布置[1]。因此，相关人员应结合现行变电站电气主接线要求，进行电气主接线方式选择。对于35kV（10kV）电气主接线，可以选择单母线分段接线（有出线）及单母线单元接线方式（无出线）。若利用35kV双回架空线向待设计的变电所供应电力能源，在运行方式处于最大时变电所高压母线上短路功率为1000MVA（高压部分为二进二出回路）。基于此，为了最大限度减少断路器数量、压缩断路器占地面积，可以引入内桥接线+外桥接线方式，设定低压部分为二进八处围炉，II类负荷采取单母不分段接线或者单母分段带旁路接线。
2.2选择主变
在主变压器选择方面，设计人员应从整体视角出发，综合考虑主变压器容量、数量因素，结合变电站周边电网远期、近期规划，确定具体方案[2]。一般在城市郊区安装主变压器时，若安装区周边为居民生活用电、少量工业用电，则可以进行2台主变压器的安装;若周边区域存在大规模工业园区、社区，或者改建工程地理位置较为独立，则可以进行3台主变压器或者4台主变压器安装。
在主变压器安装数量确定之后，需要进行主变压器容量的计算。即依据变电所建成后5年以上、10年以下规划负荷以及一台主变压器停运后其余变压器满足I类、II类负荷供电（总负荷的70.00%～80.00%）。若总负荷为8671kVA，则每一台变压器的容量应该为6937kVA。通过查阅变压器容量表可得满足需求的变压器型号为SZ9-8000/35，其额定容量为8000kVA，占计算负荷的92.00%，可以满足设计要求。在这个基础上，可以根据工程特点，选择双绕组普通式三相变压器，设计有载调压方式，经“Ynd11”常规连接变压器组别。
2.3防雷接地
对于改建变电站而言，新增场地并无法与既有防雷保护空间完全吻合，因此，在变电一次设计时，需要进行防雷接地模块的增添。即在全面校验既有防雷保护性能的基础上，针对与改建变电站防雷规范诉求不相符的部分，进行直击雷防护、过压防护设计。前者主要是利用φ16或者φ20的热镀锌圆钢，布置屋顶避雷带。进而根据变电站电压等级，进行对应规格的水平接地体、引下线规格选择;后者需要在不同类别母线、进线端、变压器中性点进行避雷器设置，保护主变压器中性点绝缘性能，遏制雷电波过电压侵蚀线路或者主变压器侧引出线过电压效应。
在防雷接地形式选择时，需要贯彻以水平接地为主、以垂直接地为辅的原则，分别选择6mmx6mm镀锌扁钢、50mmx50mmx2500mm的镀锌角钢，在配电空地位置深埋接地极。同时在出入口以及二次设备室、配电装置柜、GIS设备室分别设置均压带、铜排接地，与主接地网衔接，控制变电站主接地网及诶地电阻小于0.50kΩ。
2.4选择电气设备
在变电站改建工程中，电气设备选择包括新增电气设备、替换电气设备。在电气设备选择阶段，设计人员可以依据《导体和电气选择技术规定》的相关要求，结合实际需求，考虑长远承载，优选安全可靠、技术先进且经济实惠的单一品种电气设备[3]。比如，以往老旧变电站受历史发展限制并没有设置断路器、隔离开关、电流互感器，在变电站改建作业中，就需要选择恰当信号的电气设备增设到变电站的相应模块。在断路器选择时，设计人员应选择设备热稳定电流、设备额定开断电流、额定电流大于ich（三相短路电流第一周期全电流幅值）、Id（电机电流）、Ig（工作电流）的设备;在隔离开关选择时，设计人员应选择设备热稳定电流、设备动稳定电流、设备额定电流分别大于Id、ic（结构静态电流）、Ig的设备，以便隔离开关正常发挥功能;在电流互感器选择时，设计人员应选择设备热稳定电流、设备动稳定电流分别大于Id、ich的设备。
此外，在电气设備选择完毕后，应依据当地环境条件进行校核。比如，在海拔高度超出厂家规定值时，每升高100m最大工作电压会下降1.00%，此时，需要重新选择高原型电气设备。
总结：
综上所述，改建是老旧变电站重新焕发活力的关键举措，变电一次设计是改建工程的关键模块，关乎改建成效。因此，在变电一次设计过程中，设计人员应综合考虑主变选择问题、防雷接地问题、电气主接线问题以及电气设备选择问题，制定严谨而科学的设计方案，保证变电一次设计与变电站改建目标相符。
参考文献：
[1]李红胜. 变电站改扩建中的变电一次设计分析[J]. 电子乐园， 2019， （13）：0175-0175.
[2]金帅， 侯彦虹. 变电站电气一次设计现状及改善对策[J]. 中国房地产业， 2019， （001）：210-210.
[3]张东旭. 变电站电气一次设计面临的问题及改善对策[J]. 通讯世界， 2020， （02）：192-193.
（内江星原电力集团有限责任公司运检分公司工程3队，四川 内江 641000）
关键词：变电站;改建;变电一次设计
前言：时代发展进步之际，个别地方变电站面临着设备严重老化问题，致使电力资源供应现状无法满足电力资源供应区域内的负荷增长需求，对变电站电力资源供应稳定性、安全性造成了较大威胁，需要及时淘汰变电站中与负荷增长需求不符的老旧设施，实施变电站改建。变电一次设计是变电站改建的重要模块，关乎变电站改建质量。因此，探究变电站改建中的变电一次设计就具有非常重要的意义。
1.变电站改建工程概述
A变电站改建工程为35kV降压变电所，主要内容为拆除主控室设备、设备基础修建、安装配电装置以及主变安装、II段电容器安装、主变及I段改造。计划工期为有效工作日85天，在计划工期内的工作步骤为：首先，将10kV负荷转移;其次，修建35kV配电装置以及电容器设备基础、2#主变、构架、10kV II段及分段、围墙、电缆、操作小道;再次，安装并调试2#主变、35kV配电装置、电容器设备、10kV II段及分段;最后，验收及投运35kV配电装置、10kV II段及分段、2#主变、电容器设备等。
2.变电站改建中的变电一次设计
2.1电气主接线
电气主接线是变电站改建中变电一次设计的首要部分，其对于系统整体、变电站本身运行经济性及可靠性紧密相关，且关乎电气设备选择、配电装置布置[1]。因此，相关人员应结合现行变电站电气主接线要求，进行电气主接线方式选择。对于35kV（10kV）电气主接线，可以选择单母线分段接线（有出线）及单母线单元接线方式（无出线）。若利用35kV双回架空线向待设计的变电所供应电力能源，在运行方式处于最大时变电所高压母线上短路功率为1000MVA（高压部分为二进二出回路）。基于此，为了最大限度减少断路器数量、压缩断路器占地面积，可以引入内桥接线+外桥接线方式，设定低压部分为二进八处围炉，II类负荷采取单母不分段接线或者单母分段带旁路接线。
2.2选择主变
在主变压器选择方面，设计人员应从整体视角出发，综合考虑主变压器容量、数量因素，结合变电站周边电网远期、近期规划，确定具体方案[2]。一般在城市郊区安装主变压器时，若安装区周边为居民生活用电、少量工业用电，则可以进行2台主变压器的安装;若周边区域存在大规模工业园区、社区，或者改建工程地理位置较为独立，则可以进行3台主变压器或者4台主变压器安装。
在主变压器安装数量确定之后，需要进行主变压器容量的计算。即依据变电所建成后5年以上、10年以下规划负荷以及一台主变压器停运后其余变压器满足I类、II类负荷供电（总负荷的70.00%～80.00%）。若总负荷为8671kVA，则每一台变压器的容量应该为6937kVA。通过查阅变压器容量表可得满足需求的变压器型号为SZ9-8000/35，其额定容量为8000kVA，占计算负荷的92.00%，可以满足设计要求。在这个基础上，可以根据工程特点，选择双绕组普通式三相变压器，设计有载调压方式，经“Ynd11”常规连接变压器组别。
2.3防雷接地
对于改建变电站而言，新增场地并无法与既有防雷保护空间完全吻合，因此，在变电一次设计时，需要进行防雷接地模块的增添。即在全面校验既有防雷保护性能的基础上，针对与改建变电站防雷规范诉求不相符的部分，进行直击雷防护、过压防护设计。前者主要是利用φ16或者φ20的热镀锌圆钢，布置屋顶避雷带。进而根据变电站电压等级，进行对应规格的水平接地体、引下线规格选择;后者需要在不同类别母线、进线端、变压器中性点进行避雷器设置，保护主变压器中性点绝缘性能，遏制雷电波过电压侵蚀线路或者主变压器侧引出线过电压效应。
在防雷接地形式选择时，需要贯彻以水平接地为主、以垂直接地为辅的原则，分别选择6mmx6mm镀锌扁钢、50mmx50mmx2500mm的镀锌角钢，在配电空地位置深埋接地极。同时在出入口以及二次设备室、配电装置柜、GIS设备室分别设置均压带、铜排接地，与主接地网衔接，控制变电站主接地网及诶地电阻小于0.50kΩ。
2.4选择电气设备
在变电站改建工程中，电气设备选择包括新增电气设备、替换电气设备。在电气设备选择阶段，设计人员可以依据《导体和电气选择技术规定》的相关要求，结合实际需求，考虑长远承载，优选安全可靠、技术先进且经济实惠的单一品种电气设备[3]。比如，以往老旧变电站受历史发展限制并没有设置断路器、隔离开关、电流互感器，在变电站改建作业中，就需要选择恰当信号的电气设备增设到变电站的相应模块。在断路器选择时，设计人员应选择设备热稳定电流、设备额定开断电流、额定电流大于ich（三相短路电流第一周期全电流幅值）、Id（电机电流）、Ig（工作电流）的设备;在隔离开关选择时，设计人员应选择设备热稳定电流、设备动稳定电流、设备额定电流分别大于Id、ic（结构静态电流）、Ig的设备，以便隔离开关正常发挥功能;在电流互感器选择时，设计人员应选择设备热稳定电流、设备动稳定电流分别大于Id、ich的设备。
此外，在电气设備选择完毕后，应依据当地环境条件进行校核。比如，在海拔高度超出厂家规定值时，每升高100m最大工作电压会下降1.00%，此时，需要重新选择高原型电气设备。
总结：
综上所述，改建是老旧变电站重新焕发活力的关键举措，变电一次设计是改建工程的关键模块，关乎改建成效。因此，在变电一次设计过程中，设计人员应综合考虑主变选择问题、防雷接地问题、电气主接线问题以及电气设备选择问题，制定严谨而科学的设计方案，保证变电一次设计与变电站改建目标相符。
参考文献：
[1]李红胜. 变电站改扩建中的变电一次设计分析[J]. 电子乐园， 2019， （13）：0175-0175.
[2]金帅， 侯彦虹. 变电站电气一次设计现状及改善对策[J]. 中国房地产业， 2019， （001）：210-210.
[3]张东旭. 变电站电气一次设计面临的问题及改善对策[J]. 通讯世界， 2020， （02）：192-193.
（内江星原电力集团有限责任公司运检分公司工程3队，四川 内江 641000）