摘要：本文主要探討了變電站在電力系統(tǒng)中的重要性。變電站的設(shè)計(jì)水平，直接關(guān)系到整個(gè)電氣化工程的質(zhì)量。本文針對(duì)變電站改建工程電氣設(shè)計(jì)原則，對(duì)設(shè)計(jì)、相關(guān)計(jì)算等進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞：變電站 設(shè)計(jì)原則 電氣設(shè)備
1.設(shè)計(jì)原則
變電站主接線的選擇是根據(jù)變電站在系統(tǒng)中的地位和作用、地理位置、電壓等級(jí)、站內(nèi)變壓器臺(tái)數(shù)及容量和進(jìn)出線等各種條件綜合優(yōu)化決定的。城市電網(wǎng)的安全可靠性固然重要，但是城市人口密度大，用地緊張，因此城網(wǎng)變電站接線除了滿足安全可靠性外，還必須盡量簡(jiǎn)單化。在確定間隔位置時(shí)要求做到間隔不調(diào)整或少調(diào)整、線路不交叉或盡量少交叉的原則，以確保工程量為最少。
（1）系統(tǒng)一次專業(yè)根據(jù)本次間隔接入系統(tǒng)的要求，來確定本次新增間隔的接入位置，當(dāng)接線為一臺(tái)半斷路器接線時(shí)需考慮到同名回路應(yīng)布置在不同的串上，以免當(dāng)一串的中問斷路器故障或檢修時(shí)，同時(shí)串中另一側(cè)回路故障時(shí)，使該串中兩個(gè)同名回路同時(shí)斷開；對(duì)特別重要的同名回路，可考慮分別交替接入不同側(cè)母線即“交替布置”。
�。�2）線路專業(yè)根據(jù)變電站內(nèi)問隔排列位置、線路路徑來確定本次新增問隔的具體位置，如遄雙回路架空出線時(shí)，可以順序布置，以避免線路交叉跨越。
�。�3）綜合上述原則確定問膈位簧，然后將電氣主接線圖及總平面布置圖完善后提供給各專業(yè)，系統(tǒng)一次專業(yè)據(jù)此核算出新增間隔的線路最大負(fù)荷、母線穿越功率、變電站內(nèi)系統(tǒng)阻抗，由此來進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算、設(shè)備選擇及校驗(yàn)。
2.相關(guān)計(jì)算
根據(jù)線路最大負(fù)荷 S（MVA）來計(jì)算新增間隔的電氣設(shè)備的額定電流 Ig（A），具體計(jì)算公式為：Ig=[S÷（1.73×Ue）]×1000；Ue：額定電壓（kV）。根據(jù)母線穿越功率 s（MVA）來計(jì)算母線所需的載流量 Ig（A），具體計(jì)算公式為：Ig''=[S''÷（1.73×Ue）]×1000；Ue：額定電壓（kV）。根據(jù)變電站內(nèi)系統(tǒng)阻抗 x 來計(jì)算短路電流 Id，短路電流計(jì)算包括：三相短路電流、單相短路電流、兩相接地短路電流。計(jì)算結(jié)果取三個(gè)值中最大值作為最終結(jié)果值 Id，由 Id 可計(jì)算出沖擊電流 ich。通過上述計(jì)算就可以進(jìn)行本期新增間隔的電氣設(shè)備的選擇及原有母線、電氣設(shè)備的校驗(yàn)。
3.新增電氣設(shè)備的選擇
3.1 斷路器
設(shè)備額定電流>Ig；設(shè)備額定開斷電流>Id；設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定電流>ich。
3.2 隔離開關(guān)
設(shè)備額定電流>Ig；設(shè)備熱穩(wěn)定電流>Id；設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定電流>ich。
3.3 電流互感器
設(shè)備熱穩(wěn)定電流>Id；設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定電流>ich。在選擇電流互感器時(shí)要注意：若接線是一臺(tái)半斷路器接線，在完善串的改造中，本期工程新增設(shè)的邊斷路器（選用罐式斷路器）的內(nèi)附電流互感器或外加式電流互感器（選用瓷柱式斷路器）的一次電流比值必須與本串的中斷路器（選用罐式斷路器）的內(nèi)附電流互感器或外加式電流互感器（選用瓷柱式斷路器）比值相同。
3.4 原有母線、電氣設(shè)備的校驗(yàn)
�。�1）母線按照母線載流量>Ig 進(jìn)行校驗(yàn)，不滿足要求時(shí)更換母線。（2）電氣設(shè)備按照設(shè)備額定開斷電流>Id，設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定電流>ich 進(jìn)行校驗(yàn)，不滿足要求時(shí)更換設(shè)備。
3.5 母聯(lián)間隔電氣設(shè)備的校核
設(shè)備額定電流>Ig；設(shè)備額定開斷電流>ld；設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定電流>ich。若母聯(lián)間隔電氣設(shè)備額定電流Ig''''即可，通常情況下 Ig>Ig''''。
3.6 新增電氣設(shè)備型號(hào)的確定
一般情況下電氣設(shè)備型號(hào)與一期或前期工程選用同一型號(hào)，并要注意同類設(shè)備的運(yùn)行情況是否滿足現(xiàn)階段的要求，如有特殊要求或一期/前期工程所選用的電氣設(shè)備屬淘汰產(chǎn)品時(shí)可選用其它設(shè)備或新型設(shè)備。
4.防雷接地設(shè)計(jì)
防雷措施按新增場(chǎng)地的防雷保護(hù)是否在原有防雷保護(hù)范圍內(nèi)來確定需不需要新增防雷措施；新增場(chǎng)地的主接地網(wǎng)需與原有變電站內(nèi)的主接地網(wǎng)兩點(diǎn)以上可靠連接，施工完畢后再實(shí)測(cè)接地電阻值，接地電阻值應(yīng)滿足設(shè)計(jì)計(jì)算要求，如果超出允許值，應(yīng)采取必要降阻措施；若是原有站址上的改建、擴(kuò)建工程，防雷部分在一期工程中一般情況下已經(jīng)實(shí)施，但還是需要校驗(yàn)是否滿足要求，不滿足時(shí)再新增防雷措施。
5.工作接地設(shè)計(jì)
變電所的工作接地主要指主變壓器中性點(diǎn)和站用變低壓側(cè)中性點(diǎn)的接地。
�。�1）對(duì)于主變壓器，為防止在有效接地系統(tǒng)中出現(xiàn)孤立不接地系統(tǒng)并產(chǎn)生較高的工頻過電壓的異常運(yùn)行工況，根據(jù)《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》中 17.7、17.9 條規(guī)定要求，110～220 kV 變壓器中性點(diǎn)應(yīng)有兩根與主接地網(wǎng)不同地點(diǎn)連接的接地引下線，主變中性點(diǎn)應(yīng)加裝間隙并聯(lián)氧化鋅避雷器進(jìn)行保護(hù)。且當(dāng)主變中性點(diǎn)絕緣的沖擊耐受電壓≤185 kV時(shí)，還應(yīng)在間隙旁并聯(lián)金屬氧化物避雷器，間隙距離及避雷器參數(shù)配合要進(jìn)行校核。
�。�2）變電所站用變通常選用△/yn，d11 接線組別的變壓器，為保證站用變低壓出線漏電保護(hù)能正確動(dòng)作，從而避免設(shè)備漏電對(duì)人身造成傷害，因此站用變低壓系統(tǒng)的接地系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合站用變低壓側(cè)出線斷路器漏電保護(hù)原理進(jìn)行選擇，由于目前站用變低壓側(cè)出線通常采用帶四極漏電保護(hù)的斷路器，即漏電保護(hù)動(dòng)作電流取三相火線和中性線（零）線產(chǎn)生的不平衡電流，為此低壓接地系統(tǒng)中性線和保護(hù)線應(yīng)分開，故站用變低壓接地只可采用 TN-S、TT 系統(tǒng)。
6.資料及會(huì)簽圖紙
專業(yè)間互提資料時(shí)，電氣一次提供給外專業(yè)的電氣主接線圖及電氣總平面布置圖必須是與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況相吻合并結(jié)合本期工程更新后的圖。若接線是一臺(tái)半斷路器接線時(shí)，主接線圖中要將本期改建、擴(kuò)建工程中需要完善串的全部電氣設(shè)備（特別是斷路器及電流互感器）的參數(shù)標(biāo)注在電氣主接線圖上，以便各個(gè)專業(yè)進(jìn)行核對(duì)會(huì)簽。會(huì)簽線路專業(yè)的圖紙時(shí)要注意其出線間隔的排列及出線相序與本專業(yè)是否是一致的。設(shè)計(jì)時(shí)要預(yù)估施工中有可能存在的風(fēng)險(xiǎn)，盡量降低并提出安全措施，在有可能造成停電的改建、擴(kuò)建工程中，要提出合理化的施工建議以減少停電損失。
7.結(jié)束語(yǔ)
提高電網(wǎng)的供電可靠性，變電站起著十分重要的作用，在進(jìn)行變電站改建、擴(kuò)建工程的電氣一次設(shè)計(jì)時(shí)，要求掌握好其設(shè)計(jì)基本思路及原則：與前期工程的良好銜接、現(xiàn)場(chǎng)收集資料到位、減少變電站停電時(shí)間、預(yù)估并降低設(shè)計(jì)及施工風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)秉承改造工程量少、節(jié)約投資、設(shè)計(jì)及施工安全風(fēng)險(xiǎn)小的原則，以使工程順利、安全、高效的投入運(yùn)行。
