变电站一次设计中主要电气设备的选择
周 琦
(广州华跃电力工程设计有限公司，广东广州510535)
[摘要]在整体电力系统中，变电站占据非常重要的地位，具备分配电能以及变换电压的功能。作为连接发电厂和用户纽带的变电站一次设计中所涉及的主接线和主要的电气设备选型，二者给变电站未来的正常运行带来直接的影响。另外，变电站的关键电气设备与成本有密切的关系。基于此，重点分析了变电站一次设计和设备选择情况，详细介绍了变电站一次设计当中的主要电气设备的选择，最终提出了变电站一次设计电气设备质量保证措施。
关键词 变电站 一次设计 电气设备
二中图分类号TM63
0引言
电能是人类生存的主要能源。随着我国科学技术水平的不断提升，电能在使用效率、传输成本、节能环保上获得了长久的进步发展。每一个国家都没有停止过对电网的建设工作。当前，我国电力系统和国外发达国家相比还并不十分完善，甚至在西部少数地方还没有通电，所以建设和发展电力系统还是我国的主要工作，是电力系统当中的重要构成部分。变电站一次设计的主要内容包括主接线的设计、短路电路的计算以及电气设备的选择等。以下重点对主要电气设备的选择以及需要关注的问题进行了分析。
1变电站一次设计及设备选择概况
电气二次设备主要是生产、变换、运输、分配和使用电能的过程中所需要的设备，主要包含生产或者转换电能的设备、开关电器、避雷器等;变电站的主导以及前提条件就是变电站一次设计，就是对变电站内部电器一次设备的设计，主要包含了各种设计以及计算措施等。其中电器设备的选择十分关键。电气设备选择的主要任务就是经过计算校验，对各种导体以及电器型式和技术参数指标进行正确的选择。在对电气设备进行选择的同时，要从现实情况出发，在保证安全可靠和适当有度的基础上，保证良好的经济性。
2变电站一次设计中主要电气设备的选择
2.1变压器的选择
2.1.1变压器的选择原则
首先，选择变压器的台数。变电站如果是对二三类负荷进行供给，那么安装一台变压器即可;变电站要是对比较大或者属于一类的负荷进行供给，则需要安装两台相同容量的主变压器，而且要保证每一台的变压器都是能够供给全部的一类负荷的。其次，在城市的郊外，如果中低压已经构成了环网，那么变电站要安装两台变压器;如果地区性孤立特点显著的变电站，则要设置三台主变压器。
2.1.2变压器容量的确定
首先，设计变电站的同时要根据将来的规划选择负荷。其次，如果变电站非常重要，设计的同时则要停止主变压器的工作，这样备用变压器的供给负荷就可以在允许的范围中满足一二类的供电负荷;如果是一般的变电站，停止主变压器工作之后，备用变压器的负荷能力则要保证可以达到全部供电的70%以上。
2.1.3主变压器调压方式的确定
一般的变压器进行调压的方式有无励磁调压、有载调压两种。无励磁调压范围比较小，在5%以内。有载调压范围能够达到30%以内，结构繁杂，成本高。一旦变电站供电负荷重要等级高，可以利用有载调压的方式。
2.2高压断路器的选择
设计配置断路器的过程中，要关注以下原则：空开额定电流线路过程中，空开电磁起动器总体运行的负载电流不能超过最大峰值电流。某变电站断路器选择单断口磁柱式SF6断路器，并选择了密度继电器、气体阀门这些高质量的设备。这样一来，可靠性非常强，能够确保电网顺利运行，要想在隔离开关配置上获得良好的效果，需要对电网导线负载量进行严格控制。
2.3电缆线材的选择
作为传输电力主要工具的电缆，其性能给电力系统的正常运行带来的影响非常大。当前最为常见的电缆线材都是铜铝制作的。铜具备比较低的电阻、比较大的强度、比较强的抗腐蚀性等特征，价格昂贵，只能应用到持续工作电流比较强、对铝制品具备腐蚀性的位置上。铝电阻率虽然是铜的两倍，可是因为价格低、密度小获得了广泛应用。选择线材类型还取决于其适用范围和铺设方式等因素。
2.4互感器的选择
作为一种特殊变压器的互感器，能够广泛地使用在配电装置的交流电工测量以及继电保护当中。其主要分为两种不同的互感器：一是电流互感器，也叫作仪用变流器，主要使用在交流大电流改变为标准小电流，供电给测量仪表和保护装置的电流线圈当中。二是电压互感器，也叫作仪用变压器，主要用途就是将交流高电压改变为标准的低电压。
2.4.1电流互感器结构型式选择
110 kV及以上的电流互感器的结构形式主要分为正立和倒立两种形式。一般的电流互感器是正立形式的。倒立形式的电流互感器是一种新型的电流互感器，和一般的正立式互感器不同。倒立式的电流互感器二次绕组以及一次绕组都集中放在总体产品的上部储油柜子中，而且主绝缘包在二次绕组的外侧。和正立式比较，倒立式体积小、具备良好的动热稳定性特征，防止因为正立式互感器底部受潮造成主绝缘击穿问题出现，所以除去对抗震性有特殊要求之外，设计的过程要优先选择使用倒立式的电流互感器。
2.4.2电流互感器变比选择
使用计量或者测量的电流互感器的一次额定电流不应过大，正常的负荷电流是电流互感器一次额定电流的60%，而且不应该小于30%。电流互感器一次额定电流选择太小或者过大都会导致测量精度不够。保护级的电流互感器经过正常负荷电流的同时并未出现无精度要求，只在过负荷或者短路的时候起到作用。为了防止在短路的时候互感器铁芯磁处在饱和状态，应选择比较大的电流互感器。精确比值要按照短路电流的大小和精准值系数决定。’
3电气一次设备的质量保证措施
3.1改进检修方式，消灭检修死角
3.1.1加强对变电站投产的验收力度
对变电站投产进行验收，应认真严谨地验收每一个部分，严格根据有关标准，重点监督、检测其中比较容易出现问题的部分，保证变电站实现投产之后可以更加安全可靠地运行，为社会提供更加高品质、高效率的供电服务。
3.1.2凸显电气一次设备检修重点，强化带点监测工作
有关人员要及时对电气一次设备运行过热的情况进行检测，利用远红外测温的手段来对设备运行情况进行检测，以全面掌握设备的发热情况。同时应采取对应的措施进行应对，保证变电站电气一次设备能够稳定可靠地运行。
3.1.3加强检修工作人员的专业培训，降低作业风险
对电气一次设备检修要严格根据科学严格的方案，对有关检修工作人员进行系统专业的培训，保证检修人员可以真正地掌握科学的检修方式。在进行单母线双排列方式的检修中，保证对检修人员做好作业技术的培训工作到位，以降低检修人员在作业过程中的风险，保证电气一次设备的过热问题降到最小。
3.2培养员工多方面的能力
要提高工作人员的能力和水平。电力系统要想更加稳定安全地运行，应综合考虑多个方面的因素。支撑运输线路的杆塔主要包含直立式、拉线式等。为了更好地满足不同条件，运输线中不能缺少金具，避免重力和风力的过大影响。要培养工作人员灵活思考的能力以及解决问题的能力。有些变电所输入高压线要经过三个继电器、两个变压器、三个开关不同的档位，需要将两个变压器的工作状况控制好，以更好地进行检修和维修工作。变电站中，工作人员要认真负责，将这些数据记录好，同时检验这些机组是否可以正常运转，并记录和分析所有数据。分析数据能够及时发现机组运行中即将出现的问题，并做好检查工作。否则一旦机组出现问题，损失将十分严重。工作人员要踏实肯干、谦虚好学、钻研知识，对技术应精益求精。
总而言之，变电站的设计工作并不是短时间内能够完成的一件事情，所以需要在变电站运行的流程中不停地发现、解决问题，为今后变电站的建设工作吸取经验。尽管目前变电站的设计中还存在非常多的漏洞，可是我们还是坚信随着科学技术水平的快速进步以及电力工作人员的不断创新和坚持不懈的努力，我国变电站的设计水准肯定会不断提升，电力系统也肯定会不断地健全完善。
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