摘要：在本文之中，主要是针对了输变电建设中的电气设计问题探讨做出了全面的分析研究，并且在这个基础之上提出了下文中的一些内容，希望能够为同行业工作的人员提供一定价值的参考。
关键词：输变电；建设；电气设计；分析
1导言
随着我国经济的快速发展，城区人口密集度越来越高，用电负荷迅速增长，电源供应相对不足，需要建设更多深入市区的变电站，而城区土地资源的稀缺性不允许变电站占用大量土地，且环保及景观协调方面极为严格的要求使变电站站址越来越难以落实。因此，建设与高层建筑相结合的变电站或半地下、全地下变电站是今后城区变电站设计的发展趋势。
2输变电站建设过程中电气设计方面的具体要求
2.1选择的主接线方式要灵活
输变电站的电气设计要保证主接线的正常运行和供电的安全性。同时,还要保证输变电站在设备检修或设备故障的状态下,主接线方式具备一定的灵活性,能够满足电力系统调度要求,迅速转换运行模式,有效缩短停电时间,降低设备故障或设备检修对用户用电带来的不利影响，因此需要给与高度的重视。
2.2要确保供电可靠性
输变电站的电气设计要满足供电可靠性和电能质量要求。若电气设计不合理,则有可能引发设备运行故障,影响输变电站的正常运行,造成停电等突发状况。尤其在停电范围较大的情况下,还会给国民经济各部门带来损失,后果极为严重。为此,输变电站建设中的电气设计一定要保证输变电站供电的可靠性和稳定性。
2.3符合改扩建的要求
在输变电站的主接线设计中,既要考虑输变电站的最终接线问题,也要考虑到分期接线施工问题,使当前的主接线设计为后期改扩建施工留有余地,满足电力系统在未来一段时期内的发展规划需求。
3过电压保护及接地
城市地下及半地下变电站的一百一十千伏进出线通常为全电缆进线，在电源侧设置防雷电侵入波过电压保护，一百一十千伏侧不再设置避雷器，仅在十千伏母线设避雷器。全地下变电站主体建筑深入地下近二十米，占地面积较小，西南地区需注意土壤电阻率较高的问题，而在河流地区需考虑土壤对接地体的腐蚀。在土壤电阻率高的地区可考虑设置双层水平接地网，加部分垂直接地极组成的复合环形封闭式电网，此外，可考虑采取一些辅助接地措施，如将地网可与地下站护壁桩主钢筋相连、敷设物理降阻剂、采用高阻地面等。
4电气二次部分
站内采用综合自动化系统，采用分层分布式的系统结构。鉴于全地下变电站土建施工费用较高，应尽量减少地下空间，在满足运行规程的要求下，应尽量缩减主控制室面积，节省电缆长度。具体内容如下：一百一十千伏GIS采用独立的单元测控装置对各间隔内的断路器、隔离开关、接地隔离开关进行监测和控制，单元测控装置按间隔配置，安装于GIS室测控单元柜。十千伏采用集保护与测控功能于一体的微机保护装置，分散安装于十千伏开关柜内。十千伏断路器、主变中性点接地隔离开关、主变有载调压分接头位置调整采用独立的单元测控装置对被控设备进行监测和控制，单元测控装置在主控室集中组屏。主变保护、一百一十千伏线路保护及十千伏备自投等在主控室集中组屏。保护动作信息，通过以太网与综合自动化系统连接。为实现对所用电系统、消防系统、通风系统、逆变电源系统、十千伏母线电压的监测，配置综合测控装置，该装置在主控室集中组屏。综合自动化系统不设独立的接地网，直接与变电所的地网相连。
5输变电站建设中电气设计的优化措施
5.1优选电气设备
一是合理选择主变压器的设计直接关系到输变电站一次主接线方式和配电装置结构。
在设计时,不仅要依据传递容量的基本原始资料进行设计,还要结合电力系统未来十年内的发展规划、馈线回路数、输送功率等因素进行设计,同时还要考虑到正常运行或发生事故时的过负荷能力,对主变压器的型式、容量和台数进行合理确定。在设计主变压器的容量时,对于重要的输变电站而言,要考虑在一台主变压器停运的状态下,其余主变压器的容量必须保证满足I类和II类负荷的正常供电需求;要考虑在一台主变压器停运的状态下,其余变压器容量应能满足全部负荷百分之六十到百分之七十的运行要求。
二是隔离开关的选择。隔离开关是输变电站中最为常用的电气设备,其通常会与断路器配合使用。在选择隔离开关时,一般不需要对开断及短路断合电流进行校验,并且其额定电流和电压的选择基本与断路器相同。
三是互感器的选择。较为常用的互感器有两种类型,一种是电压互感器,另一种是电流互感器。选择电流互感器时,应当按照其装设位置、安装方式进行选型,如果一次电流相对较小,可以优先考虑选用一次绕组多匝式,强电二次额定电流应当采用5A,弱电可采用1A。若是选用电压互感器,则其二次侧不能短路。
四是避雷针装置的选择。避雷针的单根接地电阻不应超过十欧姆,布置单根垂直接地体,由扁钢连接直径为零点五米、长度为二点五米的钢管,将其埋人地下约三米深处，输变电站可采用氧化锌避雷器,尤其在主变压器低压侧安装避雷器,以防止雷击对主变压器造成破坏。线路侧可不安装避雷器，输变电站内要安装闭合的接地网,接地方式以水平接地为主,以垂直封闭复合式接地为辅,形成接地网结构,并设置均压带。
5.2电气主接线设计要点
输变电站主接线的设计主要按照其在整个电网中所处的地位、性质、负荷计算等条件进行确定。通常情况下,在输变电站主接线的高压侧应当尽量减少断路器的数量,这样能够节约前期投资。同时,针对不同的出线数量,可以选择不同的接线方式;对于超高压输变电站而言,若其为重要的枢纽站,则必须采用双母线带旁母线的接线方式;为了便于改扩建,输变电站的低压侧可以采用单母线分段接线或是双母线的接线方式,在具体选择时,应当对以下几点因素予以充分考虑:对站内断路器进行检修时,是否会对连续供电造成影响,线路是否能够满足一类和二类负荷对供电可靠性的要求;当大型机组突然出现停电的情况时,是否会对电力系统的正常运行造成影响。
5.3合理计算短路电流
短路电流的计算是输变电站电气设计中较为关键的环节之一,其直接关系到供电可靠性。在对短路电流进行计算的过程中,应当先设定好计算条件,然后再按照预先绘制好的主接线图,画出等值电路图,并对短路点的电抗进行计算,最后按照相关规范标准中给出的公式,对短路电流的有效值和峰值进行计算。在最大运行方式下计算得出的短路电流可作为电气设备的合理选择及验证依据,而在最小运行方式下计算得出的短路电流,可用于继电保护装置整定值的校验。
6结论
通过对上述内容进行分析研究之后可以得出，电力系统中,输变电站肩负着输送电能和转变电压的任务,它的运行稳定、可靠与否,直接关系到整个系统的运行。就输变电站而言,电气设计是重中之重,若是该环节的质量出现问题,不但会影响到输变电站的正常运行,而且还可能对电力系统造成影响。所以必须对电气设计予以足够的重视。
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