变电站一次设计中主要电气设备选择

李 阳

摘要：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。

关键词：变电站；一次设计；电气设备

引言

变电站在整个电力系统中占据重要位置，有变换电压及分配电能的作用，是连接发电厂和用户的纽带变电站一次设计中涉及到主接线和主要电气设备选型，两者对变电站以后的正常运作有着直接影响。此外，变电站的主要电气设备与建造和运行的成本有着直接关系。

一、变电站一次设计及设备选择概况

电气一次设备是指在生产、变换、运输、疏导、分配和使用电能的过程中所需要的一些设备，主要包括生产或转换电能的设备(变压器、发电机、电动机等)、开关电器(断路器、隔离开关、负荷开关)、母线、仪用互感器、绝缘子、避雷器、电容器、电抗器、滤波器等。变电一次设计是变电站的主导和基础。是对变电站内电气一次设备的接线、布置、选型、接地等进行设计，具体内容包括主接线设计、电气总平面布置设计、电力系统短路电流的计算、站用电负荷计算、接地设计、电缆敷设及防火措施等，其中电气设备选择是非常重要的内容之一。电气没备选择的任务是通过计算校验，正确选定各种导体和电器的型式与技术参数。选择电气设备时，应从实际出发，在保证安全、可靠及留有适当裕度的前提下，力求经济。

二、变电站一次设计中电气设备的选择

2.1变压器的选择

在变压器的选择过程中，首先要对变压器的容量进行选择，一般情况下，工作人员可以根据供电区近十年的电负荷发展情况来确定，同时结合各个地区的电力情况进行分析，从而使整个地区的电力都处在同一个水平的位置上。如果变压器的容量过小，长期的过载运行，对供电的安全会造成很大的隐患，同样，如果变压器的容量过大，长期的低负载运行会对变压器进行损耗，造成了资源上的浪费。对于一些变电站的扩建方面，主变压器的容量必须要与现有的变压器容量相同，不然会造成两变压器环流的现象，对电能造成了很大的浪费。

其次是对变压器数量的选择，在实际的操作中，技术人员为了满足变电“N-1”的要求，通常每一个变电站都会安装两台变压器，这样就可以保证，当有一台变压器出现故障时，可以将所产生的负荷自动运行得到另一台变压器上面，从而确保变电站可以正常有序的运行。对于一些用电不是很大的地区，也可以安装一台变压器，从而避免经济和资源上的浪费，但是经过数据表明，在一些城市周边的地区，大部分的变电站都用两到三个变压器的规模。

2.2高压断路器的选择

高压断路器既可以接通和断开电路也可以在必要的时候切断有故障的电流，断路器在变电站中的应用，可以在变电站中起到控制和保护电路的运用。按照目前的发展来看，断路器可以分为油断路器、六氟化硫断路器、真空断路器等类型。相关人员在选择断路器时，应该注意以下几点：第一，工作性能必须可靠，避免断路器的拒动给变电站造成严重的影响；第二，断路器的灭弧性能一定要好，稳定性也要足够强大；第三，断路器的动作一定要快速，减少对电气设备造成的伤害；第四，断路器要具备良好的自动重合闸的功能；第五，断路器的结构要简单且成本一定要合理。本文简要分析了LW30-126的110kVSF6断路器的技术参数（见表1）。

在研究人员的不断努力下，以实验数据为佐证，证明LW30-126的110kVSF6断路器因为寿命长和绝缘水平高等优点，其更能够满足变电站的使用需求，因此选择上述型号的断路器比较实用和合理。

2.3互感器的选择

互感器是一种特殊的变压器，在变电站中主要用于对配电装置的保护，因此在对互感器选择的过程中，首先要对电流互感器变比进行选择，电流互感器一次额定电流不易过大，正常负荷的额定电流应该控制在60%以内但是不能小于30%。保护级电流互感器只在负荷或者是短路时起作用，为了不让短路时铁芯磁饱和，相关人员应该选用较大的变比。其次对电流互感器型式的选择，电流互感器的结构型式分为正立式互感器和倒立式互感器。在传统的互感器中一般都是正立式互感器，而倒立式互感器是一种新型的互感器，与正立式互感器不同，倒立式互感器具有体积小且热稳定性高的特点，很大程度上避免了正立式互感器受潮或者是击穿等问题，因此在选用互感器型式的时候，一般都会选用倒立式电流互感器。

最后，对电压互感器的谐振问题进行选择，一般来说，电压互感器可以分为电容式电压互感器和电磁式电压互感器。工作人员在选用互感器时会选用35kV及10kV电磁式电压互感器，但是这种互感器的使用时需要进行消谐，同时电磁式互感器在进线出要安装熔断器进行保护。对于110kV以上的电压互感器，相关人员要全部选用电容式电压互感器，这种变压器不存在铁芯结构，并且中性点直接接地，因此就不存在谐振问题出现。

2.4隔离开关的选择

隔离开关的实际意义就是将需要检修的电气设备与电源进行永久隔离，从而变电站可以安全运行，隔离开关不仅可以切断正在运行的电路还可以切断一些微小电流的电路。隔离开关在变电站中的应用主要有水平开启式隔离开关与垂直伸缩式隔离开关，具体在变电站中选用哪种隔离开关应该根据配电装置隔离开关两头导线所处的位置确定。与传统的隔离开关不同，如今的隔离开关已经摒弃了早期的手动开关，逐渐升级为远方操作的模式。在以往的操作过程中，操作机构都是施工现场利用抱箍件固定在混凝土支架上。在选择隔离开关的过程中，工作人员应该优先选用带钢支架的隔离开关，因为带钢支架的隔离开关具有很高的耐腐蚀性，能够更好地对现场设备进行稳固，从而降低了劳动的成本。

2.5对电缆线的选择

电缆线作为传输电力最有效的工具之一，它的各个方面的性能都对电力产生影响，对于目前的发展状况来说，最为常见的电缆线主要有两种形式：一种是铜制作的电缆线，另一种是铝制作的电缆线，铜制作的电缆线具有强度大、耐腐蚀等功能，但是价格相对来说会高一些。铝制作的电缆线的电阻率比较大，一般是铜的2倍，但是它的密度小且价格比较低，因此被广泛的使用。一般来说，配电装置的汇流母线和所选用的线材都是根据发热电流进行选择的，而其他地方所用的电缆线可以根据经济电流的密度公式进行选择和使用。

三、结语

主要电气设备的选择是变电站一次设计的核心和基础。因为电气设备选择的是否正确不但影响了变电站建设工程的质量，更对变电站投入运行后的稳定性和灵活性起着至关重要的作用。因此，在变电站一次设计中，既要充分考虑符合相关设计理论，做到因地制宜，更要着重做好有关电气设备的选择，以保证变电站的平稳和长期运行。

参考文献：

[1]杨震，张前．变电站一次设计中主要电气设备的选择1．河南科技，2014，21：143—144．

[2]郝海波．110／220kV变电站电气一次主接线设计探究1．科技风，2014，23：27