陈 明 王刚杰
西安正和电力设计有限公司 陕西西安710000
摘要：这几年来，我国社会经济的持续发展，带动了电力设施的建设，人们的生活的水平得到提高，人们的生活需求越来越高，为了满足和服务人民生活，城市变电站具有重要的作用。城市的发展离不开变电站设施服务，为了让变电站具有加稳定和功能性，需要加强城市变电站的设计和建设，才能积极的发展城市建设。所以本文将主要分析变电站电气设计相关问题，并作出合理有效的对策。
关键词：变电站电气设计；相关问题；措施分析
引言：这些年来，我国经济的快速发展，加快了我国变电站的建设速度，进一步扩大建设的规模。在变电站的建设过程中，设计设施这一步骤是关键一环，能够直接的影响变电站的质量和稳定性。所以在变电站建设之前需要把握好设计时间，作出多种不同的设计方案，通过探讨选择其中最为合适的策略，最后实施才能保证变电站的质量。
1、分析变电站电气设计相关内容及措施
1.1变电站一次部分的电气设计
1.1.1选择合适的电气主接线
为了让变电站的运行变得更加灵活和供电更加可靠，需要使用电气主接线。虽然其比较复杂但是可以时变电站变得可靠。电气主接线存在的缺点比较多，如接线式复杂、操作复杂、检修不方便等，这会使得变电站运作费用增加。为了能够最大的程度发挥出电气主接线的作用，在设计变电站时要根据实际情况来明确电气主线的方式，比如变压器负载率、变电站负荷特征和设备特征。变压器连接线、线路和内桥接线是变电站高压侧的组成部分。占地面积小和接线清晰方便，所以比较容易接线变压器和线路。如果变压器和线路不知原因造成故障发生，可以先暂停运行故障发生的部分工作，实现负荷转移到其他变压器的低压侧，正常运行的变压器部分正常供电且不受影响，这样避免了修理时占用其他变压器的工作时间，把负载部分分离出来再处理保证了整体变压器的工作质量。变电站终端运行中最常使用的是内桥接线，使用主接线形式会使高压内侧断路器的出现概率减少，如果出现此故障，只需要把断路器的故障线路切断，本身自动分离变电器，其他线路正常运行不会造成影响，所以该种操作被广泛的应用。
1.1.2计算短路电流
短路故障是变电站系统中较为复杂又常见的故障问题，此类问题具有极大的危害性，所以要提前设计变电器的主接线规划，计算出合理的短路电流图。首先确定出计算的条件，画出短路等值电路图，根据短路电抗和运输曲线计算出短路电流的不同时段的电流情况。最大和最小之间都是计算时会出现不同的运行方式：双回和多回的变压器在并列运用时会采用最大运行方式，想要选择和验证合格的电气设备，可以通过查看该方式计算出的短路电流图；单序列运行的变压器，这种方式可以称为最小运行方式，保护动作整定值的校验就是使用该运行方式计算出的短路电流。
1.1.3布置电气
本文的研究对象为新疆某110KV枢纽变电站，重点讲解110KV变电站的地下规模和建设分布：主4×50MVA、单母线分段接线、10KV单母线、110KV进出线4回、分段环形接地线。
（1）地下全变电站总体布置
地下分为1/2/3层作为主体建筑的地下结构，变电站所需要设置在地上局作为进出口和安全疏散出门处理，还必须能进出风口和吊装口。电缆夹层作为地下第三层，必须设置有电缆的隧道出口。设备层就在第二层，在这一层需要设置许多工作室，比如10KV使用变室、10KV闸门开关室、10KV接地火线等变电室、380V配电室、100JKVSVGIS室、变压器室等。电容器和冷却器安装在地下第一层，这层就设置附属用房、主控室等。变电所人们遇到危机事故时，需要进出口和安全疏散口，那么两者就设置地表层，为了地下层的空气清晰还要添加独立的出风口和进风口。
（2）分析电气设备选型
1）主变压器
变电站的核心电气设备为主变压器，如果主变压器发生故障引起火灾，就会威胁工作人员的生命安全和财产安全。SF6气体的绝缘变压器（也称为GIT）相较于传统的油浸式变压器更具有优势和安全性更高。以下为前者的有点：
冷却速度快和绝缘隔绝效果好。因为SF6可以牢牢的吸附电子，体现出其介电绝缘性能较强。SF6的热交换的性能较为良好，能够保持电弧在熄灭和瞬放的温度在一千五百至五百万之间。不难看出GIT的绝缘性和冷却性较为优秀。
噪声小。比较SF6和变压器的气体密度大小，可以发现SF6较小，机械运作时会伴随着敲打和碰撞的声音传出，气体密度越小声音在空间穿透的速度越慢，因为空气通过震动带动声音的传播，真空的密度为0也就无法传播，所以空气密度低罐体里面的声音很少能传递出来，这就是为什么GIT比油浸式变压器更静音。同时简单操作，方便安装和维修检测，在繁华的商业城市的人们最适合使用。
2）110KV配电装置
SF6的全封闭组合电器被110KV配电装置采用。因为SF6体积较小，占地面积少，常规设备占地面积较大，使用SF6可以减少15%-35%之间的占土地规模。同时元件与元件之间完美闭合，做到无缝隙减少大量的环境干扰。稳定性较高，运行安全，故障出现率较低，减少了修修费用。设备轻便，运输费用便宜，安全简单。
3）10KV配电装置
中式手车柜使用10KV真空短路器和10KV高压开光柜。在选着干式成套电容器装置时，需要分辨哪些还处于试运转阶段，有许多的干式电容器没有大量的实践经验，防止出现异常故障。10kV无功补偿装置还要选着合适的铁心电抗器，条件是体积小和漏磁小，当然也可以考绝缘产品，因为本身带有油质需要在安装时格外注意区分火源，防火措施做到位。为了减少区域内的设备，可以选着干式用于变电站，合理使用接地变和站用变。
1.1.4设计合理的过电压保护和接地
为了保护变电站避免遭受雷电的伤害，需要设计防雷措施，比如安装避雷针、避雷器和避雷线等防雷设备在变电站上方。直接接地、不接地和经消弧线圈接地都是变压器的接线方式，对于为中性点接地方式中不接地的变压器来说，安装其装置的费用不高和步骤并不繁琐，如果没有频繁雷电的区域装置的安装可有可无，但是在频繁打雷的区域就要安装防雷装置，避免变电器受损。安装垂直接地极可以保护变电站，因为电阻可以阻挡电流通过，打雷时才能安全防雷，但是电阻不可以小于一定的值，不然会降阻。
1.2电气二次部分
变电站的系统结构为分层分布式，采用的系统为综合自动化管理。因为变电站地下的面积费用较高，施工的劳动力的需求和材料支出较多，为了确保变电站的运行，地下空间和主控室面积尽可能减少，保证质量问题的条件下减少电缆长度。综合自动化系统连接能够保护动作信息。为了能够监测通风、消防、用电、逆变和母线电压等系统，需要在主控室中的中组屏中安装检测设备。取消独立局域接地网，配置综合自动化的变电所全局地网。
结论：总而言之，在使用变电站过程中，需要按照相关规定进行变电站电气设计工作，理论结合和具体分析实际情况，遵循问题的原理，变电站的电气设备河负荷过载极限的特征都需要了解清楚，培养工作人员的道德素养和科技技术能力，开发员工的潜能，熟读安全准则，避免安全事故的发生，了解变电站在电力系统中的作用，根据变电站周围的环境、内部容量和供电可靠性来探讨和规划进行设计或优化方案，变电站会更加安全和完美。
参考文献：
[1]路文明 . 浅析变电站电气自动化系统设计 [J]. 电子世界，
2012.
[2]陆群 . 浅谈电气自动化在变电站中的应用 [J]. 技术与市场， 2012.
[3]梁忠煌 . 变电站电气自动化设计探析 [J]. 机电信息，2012.