探究變電站電氣設計應注意的問題
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【摘 要】目前，變電站的作用越來越重，城市人口劇增需要更多可用電，按照傳統方式建設變電站，占用場地太大，選址困難，影響周圍環境，所以既要考慮占地面積問題，又要考慮安全穩定問題。文章以110kV智能變電站為例，探討變電站電氣設計中需要注意的問題。
【關鍵詞】變電站；電氣設計；問題
1智能變電站
智能化變電站是指變電站內信息的收集、整理、分析、傳遞和輸出等過程，都是由智能設備和技術支持的基礎上實現的。變電站內的設備具有一定的智能化特征，且其變電站中的智能化設備需要具備自我狀態的檢測、修復和診斷功能。智能化變電站具有顯著的特征，設備與職能智能化、信息通信網絡化、運行管理自動化、信息通信模型和協議標準規范化等。智能變電站主要有站控層、間隔層和過程層等三層次，其和傳統變電站的結構相比，增加了過程層，其過程層主要是把一次電氣的設備納入智能化通信信息網絡的體系中，從而有效對變電站信息互動傳遞與共享性進行了提升。智能化變電站的電氣二次設備有可視性操控的體系，其能夠有效把設備運行的監控、分析、診斷和處理等實現結合，且智能化變電站電氣二次設備間的數據連接是光纜，已經不需要通過測控柜中電纜進行信號的傳輸，這就有效地實現了數據信息傳輸速度的提升，也對傳輸損失與干擾進行了降低，從而提高設備操控準確性。
2 110kV智能變電站的電氣設計要點分析
2.1電氣主接線設計
2.1.1電氣主接線的設計原則
這種設計的基本要求首先是要保證電力的正常供應，滿足工業、服務業以及居民生活用電的正常運轉。其次要考慮經濟因素，選擇價格低廉且質優的方案。要設計出簡單清晰明了、方便檢修和維護的線路，還要保有擴建可能性的電氣主接線。同時還要環保，不能污染環境?？朔鞘兄腥肆髁慷唷⒔ㄖ锩芗睦щy，符合城市中的建筑規劃設計。在山區及自然災害多發區，要設計出可以滿足在發生自然災害時，能快速恢復，抗災能力強，自動啟動保護裝置的變壓器。以至于在供電系統大面積癱瘓時，可以快速維修，方便救災工作和災后重建的工作及時開展。
2.1.2電氣設備的保護裝置設計
如果變電站發生故障，僅僅依靠工人的維修是遠遠不夠的。要設計出可以自我保護的裝置。如果變壓器長期超過負荷，就容易損壞。如果設計出當變壓器感覺自身溫度過高時候，自動減負荷或者跳閘來保護自身，就可以大大的降低傷害。當變壓器的內外部發生故障時，可能會引起變壓器繞組過電流的狀況，所以可以設計出電流保護裝置。這樣當發生狀況時，電流保護裝置就可以保護自己了。當變壓器的油量不足或者發生各種故障的時候，要設計出可以自動啟動瓦斯保護和差動保護的裝置。這樣的保護裝置不僅可以減輕工作人員的工作量，還可以保護變電站，減輕對變電站的損害。
2.1.3配電裝置的設計
變電站電氣主接線的設計是要依據變電站的最高電壓等級情況，今天我們主要說的是110kV的變電站，根據此選擇出一種滿足變電站正常高效運轉的接線方式。變電站的電氣主接線主要包括高中低三種壓測接線，這三種接線都有不同的作用。目前110kV高壓配電裝置主要是分屋內布置和屋外布置兩種方式。斷路器又分為普通、小車、全封閉屋內布置三種方式。每一種組合起來的情況都不一樣，要根據當地具體的狀況進行組合設計，不可以盲目的進行使用。例如：如果當地的環境狀況不好，污染較嚴重或者是空地面積比較大，這個時候就可以選擇普通電器和小車屋內布置。反之，如果當地建筑比較密集，人流量較大，投資的成本較高則選擇全封閉組合器屋內布置。環境因素對于變電站主接線設計的影響是非常大的，要多加注意。屋外布置又分為屋外半高、高型、以及中型布置。如果進出線比較復雜、回路較多，可以選用半高型的布置。如果是雙母線設置，則可以選用高型布置。如果想造價低廉，維修方便，則可以選擇中型布置。每一種都各有利弊，要根據當地的具體情況進行設計，不能夠停滯不前，要自主創新設計出一套符合多種情況且可以克服多種障礙的變電站電氣主接線。
2.2電氣二次設計的要點
2.2.1智能設備的選擇
在智能化變電站的電氣二次設計中，智能設備的選擇十分重要，其直接決定了電氣二次系統的性能，電氣二次智能設備主要有電子式的互感器裝置、二次設備以及智能開關等。在智能開關的選擇中，可選擇智能開關，也可在傳統的開關連接基礎上使用智能終端的開關，智能開關具有在線檢測的功能與智能控制的功能等，其還可以對變電站提供全面數字化的接口，具有十分強的智能性，但是對其維護和投入的成本開支則是比較大的。在傳統開關連接基礎上使用智能終端的開關，也就是把智能的終端和其進行連接，來提供數字化的接口，其維護和投入成本開支是比較低的，但缺少在線的監測功能，智能化的水平有限。在電子式的互感器選擇中，可使用有源或者無源類型的裝置，其中有源互感器是一種具備低功率的線圈類型電磁式的互感器類型，通過將電源和電子電路進行匹配，進而借助激光來對電源的穩定性問題進行有效解決。
2.2.2操作系統的電源設計
智能變電站操作系統的電源主要是進行二次系統內各類設備的電能提供，例如，控制、監測等設備。在智能變電站內一般采取直流電源的供電方式，目前一般使用蓄電池、硅整流的電容以及復試整流等直流電源類型。在進行操作系統電源的設計中，一定要注意其電源供電具有良好的穩定性以及持續性，且還要具備足夠的容量，保證變電站出線故障時亦能夠為設備正常的運轉提供電能。另外其還要具備不錯的年限使用性能。蓄電池是智能變電站電氣二次系統中使用最為廣泛的直流電源類型，其主要是把化學能向電能進行轉換來實現電能供應，其具有很強的電能供應獨立性，和其電力系統正常運行是相互隔離的，只有系統出線故障時，才進行穩定電能的供應，其具有不錯的供電效果，但需要進行定期的充電。
2.2.3智能監控網絡設計
在智能化變電站的網絡結構中，其一般可以分成過程層、架空層以及網絡層等三層次，在這三層次中都需要進行網絡方案獨立設計。在進行智能化電源網絡監控設備系統建設中，就可以把變電站中各子電源具有的監控系統進行有效的整合，構建一個一體化監控的網絡體系，來實現電氣二次的設備監視。這種集中式一體化的電源監控信息網絡體系，是一種通過總線進行連接的形式，來把各電氣設備的電源智能監控相關模塊和監控的設備直接連接，其能夠有效節約設備的成本，卻對其監控設備處理能力具有很高的要求。
結束語
在我國市場經濟可持續發展的形勢下，通過智能設備與智能技術的應用與革新，在對 110 k V 智能化變電站電氣進行設計的過程中，不僅要充分應用智能變壓器的優勢。同時，要對電子式互感器進行改造，通過優化 110 k V 智能變電站電氣的設計，以此來提高變電站的信息共享性，從而進一步促進其他新技術與新興產業的發展，并以此來進一步提高我國電力資源的利用率，促進我國電網的智能化與高效化發展。綜上所述，以上內容就是對變電站電氣設計應注意問題的論述。
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