蒋海滨
江苏省南京市供电公司 江苏省南京市 211100
摘要：220kV变电站是智能电网中的数字化与智能化枢纽，是常规变电站改革发展的方向。其具有物联网特性的变电站体系架构、遍布全站的无线传感网络和数字化的断路器与传感器，这些最能体现其智能化特性。文章主要介绍了 220kV变电站的一次电气结构，以及上述三个智能化技术特征。
关键词：火力变电站；电器一次设计；变压器；电气设备
引言
变电站维护的技术水平有了很大提高，但是管理系统和员工的质量还达不到智能电网变电站运行维护管理工作的要求，相应单元需要采取多种措施不断提高变电站运行维护管理工作的重要性，确保电力系统的正常运行[1].
１220kV变电站电气一次设计重要意义
在实际设计的过程中，要全面对其各方面进行思考，包括施工的技术、内容和资金等等，且该部分工程的设计也是工程中的重要部分，所以，变电站人员就需要注重做好设计工作，确保设计的科学性以及有效性，还要体现出创新性，确保变电站的稳定运行。
２提升火力变电站电气一次设计方法探讨
2.1 智能断路器与电子式互感器的设置
1）高压断路器是变电站中最常见的一种设备，不论常规站还是智能站都离不开高压断路器。该设备的运行工况直接影响到变电站的故障切除与线路运行的恢复。由于高压断路器的使用频率高，现有的机械特性不能满足高电压、高频次的使用需求，因此该设备故障较多，是检修的重点。现有的传感技术可以使得该设备处于更为便捷的监测下：实时监测泄漏电流、监测 SF6气体密度、监测开合的次数、监测设备本身的振动情况、利用红外线进行设备造影、监测分合闸线圈的绝缘特性与电流等。2）电子式互感器作为智能变电站革命性的设备，近年来应用较广。其变革性体现在合并单元输出数字信号，保护用小互感器逐渐退出历史舞台；PMU 相量测量单元被WAMS 合并；电能计量装置改为全数字式，软件功能可以实现电能在线计量[2]。
2.2主变压器的型式
主变压器型式包括台数、相数、绕阻数、调压方式、结构式、连接方式。本次设计安装两台主变压器。 变电站的电压水平在 330kV及以下时， 主变压器相数应当选择三相式变压器， 因为其经济性、灵活性、可靠性都相对单相变压器要优秀。具有 3 种电压等级的变电站， 如各侧的功率均达到主变压器额定容量的 15％以上，或低压侧虽无负荷，但需装设无功补偿设备时，主变压器一般选用三绕组变压器。就主变压器连接方式而言，星形接线主要在我国用于 35kV和 110kV 及以上的电压， 而三角形接线主要用于 35kV 电压等级以下的等级上，故选用前者。本设计的变电站的主变压器的类型为区域性的降压变压器，绕组排列为：铁芯—低压绕组—中压绕组—高压绕组，高、低压绕组间距较远、阻抗较大、传输功率时损耗较大。 主变压器的调压方式可以分为有载调压变压器与无载调压变压器， 本次选用能够并联运行的、能保证同步工作的无载调压变压器。在实际情况中，装机的环境对于主变的选择也有一定的决定作用，主要体现在温度、湿度、海拔、环境污秽等级等。 此次设计的变电站所在地最高气温 40℃，最低气温零下 25℃，最热月份平均温度 23．3℃，变电所所处海拔高度 2500m，环境污秽等级中级[3]。
2.3主接地网相关的接地线设计
接地线是一次主接地网中不可或缺的一部分，全面发挥出其作用，对于主接地网的工作效率具有重要的影响。所以，电网设计人员在设计的过程中，就需要重视这部分的设计，要依据主接地网的具体情况和行业的相关技术规范要求，合理的选择主接地线，确保质量符合要求，科学的评估其工作性能，保证主接地线的工作效果；在设计工作中要全面的对各种影响因素进行考虑，依据主接地网分布情况，对主接地线设计的形式进行完善，提升其使用的安全性，促进运行效率的提升，让站内的有关基础设施能够高效的运行，充分发挥出作用；在执行主接地线工作的过程中，要对节能降耗要求进行思考，提升相关资源的利用率，让各项资源都能够充分发挥出作用，与此同时，还可以提升变电站运行面积设计的科学性，促进整体运行效果的提升，对主接地网服务功能设计进行优化和完善，让其可以全面发挥出作用，符合变电站运行稳定性提出的相关要求，确保国内电力基础设施建设中的主接接地线的设计科学性、合理性。
2.4直击雷保护
根据变电站过电压保护及接地设计，电站在每回架空出线（含并联电抗器场架空出线）上装设避雷线对其进行直击雷保护，550kV敞开式设备和并联电抗器均位于避雷线的保护范围内。溢洪道及进水口建筑物屋顶、电站内其他需要保护的建筑物屋顶均采用避雷带。进水口、溢洪道、尾水平台等处的门机均带有避雷针进行直击雷保护，其轨道应良好接地[4]。
2.5配电室电荷计算分析
配电室的电力负荷越大，则表明电力设备做功的能力越高，效率越强。在电气一次设计中，配件时间和计算主要影响供电设计，同时也是优选电气设备和导线组合方式的基础数据和关键影响因素。通常情况下可采用二项式系数法和系数法完成配电时间和的计算。在火力变电站发电做功过程中感应电动机、电弧炉等感性负载是支撑其正常运转的关键部件，这其中多余的感性负载会降低机器设备的发电功率，从而影响电力资源的综合利用程度，为此在一次设计中，需采用人工补偿的方式来弥补火力变电站设计的不足，发挥内部设备的最大潜能，这就需要准确确定变压器低压侧无功功率，以此确定无功补偿功率。另一方面为提高火力变电站的安全生产系数，设计人员多采用标值法测定短路电流，并以此作为尽量保护装置和电气设备调试的参数。在短路电流的测试过程中，需要准确选取短路点，并在该点实测流经设备的电流值大小。为提升测量过程中的仪器精度，应将继电器和测量仪器分离开来，同时提升该设备的绝缘水平，有条件的可使用电流互感器保护测量仪器和继电器。
2.6设备维护与性能检测
对于相关的变电设备的性能检测，需要从多个角度出发，进行定时的维护工作，设置相对应的管理团队，通过智能化的系统分析，对于因为长时间工作的设备，进行一些减压或者是进行分压，在这个过程中保证整个系统的正常运行，对于设备的维护工作，需要进行长时间的坚持，不能够出现间断，因为对于电力的使用也是有着周期性，但是变电站的故障出现却是在一瞬间，一旦在这个过程中变电站出现问题，可能对于工作人员就要进行带电工作，这个工作的过程也是非常危险的，因此应当减少相关情况的出现。对于相关的电力设备进行定期的维护和检查[5]。
结束语
本文对于变电站一次部分设计进行了分析，在保证灵活性、经济性、可靠性的基础上，遵循不同设备的选择规范，对一次设备进行计算、分析以及选型，有助于220kV 变电站的一次部分设计更加完善，运行更加安全、高效。
参考文献：
[1]张亮.变电站电气一次设备的发热和处理分析[J].科学技术创新,2020(23):167-168.
[2]齐凯.火力变电站电气一次设计技术分析[J].机电工程技术,2020,49(07):204-205+210.
[3]柏林.关于变电站电气一次主接地网的设计思路[J].建材与装饰,2020(16):211+213.
[4]王成明.变电站电气一次设计优化策略[J].中国设备工程,2020(10):187-188.
[5]叶磊.某110kV变电站的电气一次设计分析与应用探讨[J].山西科技,2020,35(02):154-157.