探究变电站电气设计应注意的问题
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【摘 要】目前，变电站的作用越来越重，城市人口剧增需要更多可用电，按照传统方式建设变电站，占用场地太大，选址困难，影响周围环境，所以既要考虑占地面积问题，又要考虑安全稳定问题。文章以110kV智能变电站为例，探讨变电站电气设计中需要注意的问题。
【关键词】变电站；电气设计；问题
1智能变电站
智能化变电站是指变电站内信息的收集、整理、分析、传递和输出等过程，都是由智能设备和技术支持的基础上实现的。变电站内的设备具有一定的智能化特征，且其变电站中的智能化设备需要具备自我状态的检测、修复和诊断功能。智能化变电站具有显著的特征，设备与职能智能化、信息通信网络化、运行管理自动化、信息通信模型和协议标准规范化等。智能变电站主要有站控层、间隔层和过程层等三层次，其和传统变电站的结构相比，增加了过程层，其过程层主要是把一次电气的设备纳入智能化通信信息网络的体系中，从而有效对变电站信息互动传递与共享性进行了提升。智能化变电站的电气二次设备有可视性操控的体系，其能够有效把设备运行的监控、分析、诊断和处理等实现结合，且智能化变电站电气二次设备间的数据连接是光缆，已经不需要通过测控柜中电缆进行信号的传输，这就有效地实现了数据信息传输速度的提升，也对传输损失与干扰进行了降低，从而提高设备操控准确性。
2 110kV智能变电站的电气设计要点分析
2.1电气主接线设计
2.1.1电气主接线的设计原则
这种设计的基本要求首先是要保证电力的正常供应，满足工业、服务业以及居民生活用电的正常运转。其次要考虑经济因素，选择价格低廉且质优的方案。要设计出简单清晰明了、方便检修和维护的线路，还要保有扩建可能性的电气主接线。同时还要环保，不能污染环境。克服城市中人流量多、建筑物密集的困难，符合城市中的建筑规划设计。在山区及自然灾害多发区，要设计出可以满足在发生自然灾害时，能快速恢复，抗灾能力强，自动启动保护装置的变压器。以至于在供电系统大面积瘫痪时，可以快速维修，方便救灾工作和灾后重建的工作及时开展。
2.1.2电气设备的保护装置设计
如果变电站发生故障，仅仅依靠工人的维修是远远不够的。要设计出可以自我保护的装置。如果变压器长期超过负荷，就容易损坏。如果设计出当变压器感觉自身温度过高时候，自动减负荷或者跳闸来保护自身，就可以大大的降低伤害。当变压器的内外部发生故障时，可能会引起变压器绕组过电流的状况，所以可以设计出电流保护装置。这样当发生状况时，电流保护装置就可以保护自己了。当变压器的油量不足或者发生各种故障的时候，要设计出可以自动启动瓦斯保护和差动保护的装置。这样的保护装置不仅可以减轻工作人员的工作量，还可以保护变电站，减轻对变电站的损害。
2.1.3配电装置的设计
变电站电气主接线的设计是要依据变电站的最高电压等级情况，今天我们主要说的是110kV的变电站，根据此选择出一种满足变电站正常高效运转的接线方式。变电站的电气主接线主要包括高中低三种压测接线，这三种接线都有不同的作用。目前110kV高压配电装置主要是分屋内布置和屋外布置两种方式。断路器又分为普通、小车、全封闭屋内布置三种方式。每一种组合起来的情况都不一样，要根据当地具体的状况进行组合设计，不可以盲目的进行使用。例如：如果当地的环境状况不好，污染较严重或者是空地面积比较大，这个时候就可以选择普通电器和小车屋内布置。反之，如果当地建筑比较密集，人流量较大，投资的成本较高则选择全封闭组合器屋内布置。环境因素对于变电站主接线设计的影响是非常大的，要多加注意。屋外布置又分为屋外半高、高型、以及中型布置。如果进出线比较复杂、回路较多，可以选用半高型的布置。如果是双母线设置，则可以选用高型布置。如果想造价低廉，维修方便，则可以选择中型布置。每一种都各有利弊，要根据当地的具体情况进行设计，不能够停滞不前，要自主创新设计出一套符合多种情况且可以克服多种障碍的变电站电气主接线。
2.2电气二次设计的要点
2.2.1智能设备的选择
在智能化变电站的电气二次设计中，智能设备的选择十分重要，其直接决定了电气二次系统的性能，电气二次智能设备主要有电子式的互感器装置、二次设备以及智能开关等。在智能开关的选择中，可选择智能开关，也可在传统的开关连接基础上使用智能终端的开关，智能开关具有在线检测的功能与智能控制的功能等，其还可以对变电站提供全面数字化的接口，具有十分强的智能性，但是对其维护和投入的成本开支则是比较大的。在传统开关连接基础上使用智能终端的开关，也就是把智能的终端和其进行连接，来提供数字化的接口，其维护和投入成本开支是比较低的，但缺少在线的监测功能，智能化的水平有限。在电子式的互感器选择中，可使用有源或者无源类型的装置，其中有源互感器是一种具备低功率的线圈类型电磁式的互感器类型，通过将电源和电子电路进行匹配，进而借助激光来对电源的稳定性问题进行有效解决。
2.2.2操作系统的电源设计
智能变电站操作系统的电源主要是进行二次系统内各类设备的电能提供，例如，控制、监测等设备。在智能变电站内一般采取直流电源的供电方式，目前一般使用蓄电池、硅整流的电容以及复试整流等直流电源类型。在进行操作系统电源的设计中，一定要注意其电源供电具有良好的稳定性以及持续性，且还要具备足够的容量，保证变电站出线故障时亦能够为设备正常的运转提供电能。另外其还要具备不错的年限使用性能。蓄电池是智能变电站电气二次系统中使用最为广泛的直流电源类型，其主要是把化学能向电能进行转换来实现电能供应，其具有很强的电能供应独立性，和其电力系统正常运行是相互隔离的，只有系统出线故障时，才进行稳定电能的供应，其具有不错的供电效果，但需要进行定期的充电。
2.2.3智能监控网络设计
在智能化变电站的网络结构中，其一般可以分成过程层、架空层以及网络层等三层次，在这三层次中都需要进行网络方案独立设计。在进行智能化电源网络监控设备系统建设中，就可以把变电站中各子电源具有的监控系统进行有效的整合，构建一个一体化监控的网络体系，来实现电气二次的设备监视。这种集中式一体化的电源监控信息网络体系，是一种通过总线进行连接的形式，来把各电气设备的电源智能监控相关模块和监控的设备直接连接，其能够有效节约设备的成本，却对其监控设备处理能力具有很高的要求。
结束语
在我国市场经济可持续发展的形势下，通过智能设备与智能技术的应用与革新，在对 110 k V 智能化变电站电气进行设计的过程中，不仅要充分应用智能变压器的优势。同时，要对电子式互感器进行改造，通过优化 110 k V 智能变电站电气的设计，以此来提高变电站的信息共享性，从而进一步促进其他新技术与新兴产业的发展，并以此来进一步提高我国电力资源的利用率，促进我国电网的智能化与高效化发展。综上所述，以上内容就是对变电站电气设计应注意问题的论述。
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