浅谈变电站改建过程中的电气一次设计.doc

1、浅谈变电站改建过程中的电气一次设计摘要：在电力系统中，变电站实现电压的变换和电能的分配，并且对电力的流向进行控制。作为电网之间重要的纽带，它是利用变压器将不同电压等级的电网联系在一起的。变电站的安全可靠对整个电网来说意义重大。本文主要变电站改建过程中的电气一次设计进行了分析探讨。关键词：变电站 电气一次设计 中图分类号：TM63 文献标识码：A 引言 随着城市化的建设与发展，各地区性用电需求的增长趋势也是尤为显著的。因此，各变电站所对应地区的负荷需求也有所发展。一方面，为了能够与电力负荷增长下的供电可靠性发展需求相适应；另一方面，为了能够对存在老化趋势的设备以及负载率水平过高的设备进行更换，均

2、需要对现有的变电站进行改建，其最根本性的目的在于提高整个电力系统的可靠性。 1、变电站改建中电气一次设计原则 变电站改建时，涉及较多的是系统一次和线路，在进行间隔位置的确定时，应该遵循尽量少调整、线路尽量少交叉的原则，尽可能的减少工程量。在系统一次设计中，要根据间隔接入系统的要求，确定好接入位置。就线路来说，应该根据变电站中间隔的排列位置和线路的路径对新增间隔的位置进行确定；当遇上双回路架空出现时，应该尽量实施顺序布置，防止线路的交叉跨越。最后对间隔位置进行确定，完善电气主接线图以及相应的布置图，并且据此计算出新增间隔的线路负荷，母线的穿越功率等，为后面相关计算和设备的选择提供依据。设计时也要

3、预估施工中有可能存在的风险，尽量降低并提出安全措施，在有可能造成停电的改、扩建工程中，要提出合理化的施工建议以减少停电损失。 2、电气主接线设计 电气主接线设计是变电站电气部分的主体，它对整个电力系统运行的可靠性和灵活性起着直接的影响作用，并且对拟定电气设备的选择、继电保护、配电装置布置、自动装置和控制方式都有着十分重要的影响。在变电站改建过程中，对电气主接线设计应该尽可能的保证其可靠性和灵活性的基础上，做到经济合理。可靠性是电气主接线的基本要求，即要求电气主接线的设计不仅要能适应各种运行状态，并且要能灵活的在各种运行方式之间进行转换。 3、小电阻接地的改造 随着城市配电系统的发展，系统中电缆

4、的大量使用，导致对地电容增大，随着线路增长，单相接地电容电流也随之增大。采用消弧线圈补偿的方法很难起到限制接地电流、抑制过电压的作用。而中性点经小电阻接地的运行方式可以降低工频过电压和弧光接地过电压倍数，消除对地谐振过电压的发生条件。而对于以架空和电缆构成的混合配电系统，当一台主变所带 35kV、10kV 母线单相接地故障电容电流超过 100A 时，宜采用中性点经小电阻接地。配电网中性点经小电阻接地运行，电阻值的选取非常关键。从零序保护动作的灵敏性、可靠性以及降低弧光过电压幅值的效果方面考虑，电阻值越小，接地故障电流越大越好；但从保护人身安全、降低通信干扰、满足配电设备动热稳定方面考虑，电阻值

5、越大、接地故障电流越小越好。因此，选择中性点电阻值主要考虑 2 个原则，控制单相接地电流的大小以及限制过电压的幅值。从满足控制单相接地电流和限制弧光接地过电压的要求考虑，一般情况下 35kV 选择控制中性点电阻电流为 1300 A，中性点电阻值为 16.5；10kV 选择控制中性点电阻电流为 600 A，中性点电阻值为 10。 4、电气设备的选择 根据导体和电器选择设计技术规定中要求，在变电站改建过程中对电气设备的选择，首先，要力求选择那些技术先进、使用安全并且价格合理的设备；其次，电气设备除了要能满足正常的运行、检修、短路和过电压等情况外，还要结合当地的实际条件，并做出长远考虑。第三，不宜使

6、用过多品种的导体。 4.1 按正常工作条件选择： UNUN S.Ia1(IN )I； 上面式子中，UN 待选电器的所能承受的最大的工作电压；UNS 表示电器所在回路的最高运行电压；Ial （LN）为待选导体（电器）的长期允许电流（额定电流） ；LMAX 表示电器所在回路的持续工作电流。 4.2 新增电气设备的选择 在进行变电站改建过程中，通常会增加断路器、电流互感器和隔离开关。断路器的设备额定电流应该Ig 断路器的额定开断电流 Id 断路器动稳定电流ich。电流互感器热稳定电流Ig；设备动稳定电流Id。在选择电流互感器的时候，如果接线是一台半断路器接线，在改建过程中，新增的边断路的外加式电流互

7、感器或是内附式的一次电流比值，应该与连接中的中断路器的外加式电流互感器或是内附电流互感器的比值一样。隔离开关的设备额定电流Ig，设备热稳定电流Id，设备动稳定电流ich。 4.3 设备动稳定校验 电气 iesish 导体（硬）bmaxbal 在上面式子中，ies 表示的是电器允许通过的动稳定电流幅值，ish代表短路冲击电流幅值；bmax 表示导体实际所能承受的最大应力；bal表示导体材料的允许应力。 5、配电装置及平面设计 变电站改建中的电气一次问题涉及到系统一次以及线路专业，确定间隔位置过程中，要尽可能不调整或者少调整间隔，而线路则尽量不交叉或者少交叉，从而减少工程量。高压配电装置的设计除了

8、要认真的贯彻国家的技术经济政策以外，还应该根据当地的自然环境特点、电力系统要求和运行检修要求，制定出合理的设计方案并选择适宜的设备。高压配电装置要尽可能的采用新的材料、新的设备和新布置，在运用先进的设计技术的同时，保证设备的安全可靠的运行、巡视检修方便、经济合理。在变电站总布置设计技术规定中明确的规定，变电站的的总平面布置因地制宜、努力创新，在充分利用现有的技术经济的基础上精心设计、合理布置。在变电站改建过程中，应该尽量的利用当地的劣地、坡地和荒地，最好做到少占或是不占当地的耕地资源，在以保证整个电力网络安全可靠运行的基础上，选择最佳的设计方案，做到技术与经济效益并重。 6、防雷接地技术 如果

9、新增场地未处于原有的防雷保护范围中，则要新增相应的防雷措施；如果是基于原有站址的改建或扩建工程，往往一期工程中就已经实施防雷设计，不过要对其性能进行检验，不符合要求需要再增加防雷措施。具体防雷设计如下：第一，直击雷保护。变电站的配电装置均为户内布设，通过屋顶的避雷带预防直击雷的侵害。屋顶避雷带的材料为热镀锌扁钢，规格为 40mm4mm，此外，还要利用 60mm8mm 的热镀锌扁钢引下可靠连接主接地网。第二，过压保护。为了避免雷电波过电压侵入线路，在进线上以及每段母线上设置避雷器，采用线线避雷顺保护主变压器侧引出线的过电压；在主变压器中性点设置避雷器以及放电间隙，以保护主变压中性点绝缘。第三，接

10、地主要采用水平接地方式，垂直接地极为辅助方式。主接地网以及设备引下线的材质尽量采用-40X5mm铜排，垂直接地极则采用 50mm 的铜棒，也可根据当地情况维持既有，采用镀锌扁钢。在进行设备布置时尽可以选择配电楼外的空地处，接地极深埋。变电站主接地网的接地电阻值不得高于 0.5；在出入大门处设置均压带，连接主接地网；二次设备室、配电装置柜中以及 GIS 设备等均应采用铜排接地。 结束语 近年来，变电站的改建十分普遍，在改扩建变电站工程中，电气一次的设计十分关键，不仅要掌握好设计的基本思路和原则，还应该保持与前期工程的良好衔接；收集详细的现场资料，尽量减少变电站停电的时间，合理预测设计与施工中的风险并进行有效防御，并遵循：改造工程量少，节约投资成本，减少设计和施工风险的原则。 参考文献 1李艳.浅析变电站改建工程电气次设计J.云南电力技术，20l0（2）. 2杨耀杰，姚凯.变电所电气一次部分设计J.科技资讯，2007（30）. 3姚云翔.变电站改造工程电气一次殴J.中国新技术新产品，2010（23）.