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220kV变电站电气一次部分设计技术探析

摘要：针对目前负载不断增加的严峻形势，文章首先提出建立变电站的必要性，220kV变电站是供电网络的重要组成部分，其电气一次部分的设计水平，对电网的安全运行与稳健发展，能够产生重要影响。基于此，本文就220kV变电站电气一次部分设计技术实践展开分析，围绕项目实例，对220kV变电站电气一次部分短路电流设计、设备选型进行了详细介绍与分析，以期更好的满足新时期被电力系统设计与运行的可靠性、经济性、灵活性等需求。
关键词：220kV变电站；电气一次部分；设计技术
引言
在现代科技的发展推动下，用户对供电效率与供电质量等，提出了更高的要求。但在一些农村地区，由于电网建设水平较为滞后，区域电网系统存在较多薄弱点，如终端变电站数量相对较少、供电半径长等，这种不良现状，让输电线路的能耗逐渐增高，对供电质量与供电效益的提升，十分不利。而探究220kV变电站电气一次部分设计技术实践，对提升电网电气设备的可靠性，降低输电线路能耗，能够起到显著作用。
1、原始资料
该变电站设置在某县内，是其主要的电力传输装置，电网利用该变电站满足该县的电力供应需求。通过载荷数据得出，2014年及2019年变电站内度最大载荷承受数值为28200kW及39500kW。线损率取5%，功率因素取0.9。
2、变电站电气主接线的选择
2.1安全稳定
检修是否会对变电站供电造成影响；设备线路检修期间恢复电力供应所需要的时间以及造成的用电影响，对于重点单位的供电是否可以保持稳定。
2.2具有一定的抗风险能力
主接线正常运行时可以应对外界因素的影响，保持线路供电的稳定，科学地分配电力供应，应对设备检修等突发事件有相应的应急预案。
3、电气主接线设计步骤
含有变电站型号，设计组装容量（长期，短期），变电器数目以及参数指标，满负荷情况下的运行时间以及正常供电需求等。方案一：利用双母线完成220kv的接线，利用单母线分段完成220kV的接线。方案一的接线方式如图1所示。
图1方案一接线效果图
方案二：利用单母线分段完成220kv侧，220kV侧，10kV的接线。方案二的主接线图如图2所示。
图2方案二主接线图
表1
结合上述两种接线方式的对比分析得出：使用双母线完成220kV接线可以保证供电的正常，具有一定的抗风险能力。
4、关于220kV变电站进行电气一次设计方面的原则
由于220kV变电站的适用范围非常广，在所有规格变电站中的特殊地位，故在进行220kV变电站的设计时还要进行一定的特殊性设计。一是主接线的设计，这也是最主要的设计，要求安全可靠是第一位的，要求每一个模块的连接必须平顺紧密，安全可靠。二是要求整体220kV变电站设计总体统一，使整体设计标准统一，避免出现前后矛盾，减少维护成本。三是充分考虑供电单位的经济效益，只有保证供电企业的合理经济效益，才能使整个供电网实现可持续发展。四是在变电站的选址和建设时应该充分考虑当地环境的承载能力，因地制宜进行建设施工，避免对环境造成不可逆后果。
5、电气一次设备设计技术
5.1变电站电气主接线的设计
主接线在变电站的整体设计中占有非常重要的地位，它的存在主要作用是保证变电站运营的安全可靠，保证变电站在不同电网之间的有效转换，从而实现变电站的平稳运行。在电气主接线的设计上，应该做到对电气主接线和电气总平面进行合理的设计和布置，同时合理对模块主接线进行优化，减少后期设备的维修保养压力，既保证变电站的平稳运营，又有效减少维修消耗。
5.2关于接地设计
从变电站的设计上，变电站必须拥有独立的接地网络。在接地的设计上，现在普遍比较流行的有自然接地方式和深井接地方式，它们的目的都是为了使接地的电阻降低到设计要求的安全范围内，从而保证变电站整体运行安全稳定。除了上述两种将阻方式之外，通常还可以使用降阻剂或增加埋藏深度，换掉埋藏点土质，增加接地面积等多种方式来达到降低电阻的目的。在设计环节，要充分考虑到变电站所在的区位特点和地质结构，经过严格勘查论证后，选择最安全最经济的方式进行降阻处理。
5.3关于防雷设计和照明设计
在变电站防雷击防护上，在现在较为普遍的220kV变电站的电气一次设计上，主要是通过安装避雷针的方式进行防雷击预防的，同时变电站的附属设施也要进行防雷击设计，保证变电站的整体免遭雷击，保证它整体运行安全平稳。目前阶段在防雷击上我们主要采用ATP-EMTM技术对过量电压进行计算，因为过量的电压主要来自于自然界的闪电侵入设备管线内，通过计算得出主要的数值，就能够根据这个数据来选用合适的避雷设备了，从而达到合理避雷的目的。同时变电站的正常运行，合理的照明设施必不可少，在进行设计时，在主要的安全通道和电气设备场所要进行应急照明系统设计，合理的应急照明设计能够保证在出现事故时，相关的维修保障人员能够省去准备照明的时间，尽快将找出故障点进行维修。
6、500kV变电站监控系统的设计
220kV变电站监控系统是建立在大数据信息技术的基础之上，通过通讯技术的应用可以对220kV变电站运行情况进行及时监控，发现其中存在的故障，并且进一步分析导致该故障出现的成因，生成有效待解决处理方案，将电力企业的损失缩减至最小。500kV变电站监控系统的设计主要包括以下几个方面。
6.1结构功能设计
220kV变电站监控系统的设计要充分考量多种因素，保证220kV变电站监控系统的结构合理。首先，要加强对监控系统第一层的设计，也就是我们所说的“上位机”，由220kV变电站的计算机和组态软件共同组成，作为监控系统的核心部分，以双机冗余为主要表现形式。其次，要加强对监控系统第二层的设计，主要是指可编程逻辑控制器，英文缩写是“PLC”，具有控制职能，以软冗余为主要表现形式。最后，要加强对监控系统第三层的设计，主要是指断路器、隔离开关等电器设备，具有监控各设备参数的职能。
6.2可编程逻辑控制器设计
可编程逻辑控制器，英文缩写为“PLC”，是220kV变电站监控系统中的监控室，具有编程简单的明显优势，凭借指令或者梯形图对其进行程序编写可以有效加强对220kV变电站的实时控制，从而提高220kV变电站运作的稳定性、可靠性。
6.3组态软件设计
组态软件主要是指对监控系统中所得到的数据予以分析和控制的过程，其作为220kV变电站监控系统的自动监控曾开发平台，需要通过组态的方式为客户提供必要的监控系统，具有鲜明的自动化特征，严格按照“设置PLC设备—建立数据库—设计工作及操作按钮—数据分析及设置发光警报—设计操作脚本”的程序进行，从而实现对数据的科学分析，为电力企业提供必要的方案调整依据。
结束语
综上所述，探究220kV变电站电气一次部分设计技术实践，对促进提升相关区域电网的运行与供电质量，具有重要意义。通过相关分析，从220kV变电站电气一次部分设计的各个角度着手，对相关设计方案进行有效优化，能够最大程度降低电气设备的能耗，进而提升电网的供电质量与供电效益。因此，应加强对220kV变电站电气一次部分设计的重视，为我国电网的整体发展，提供可靠的基础支持。
参考文献:
[1]曹俊.分析220kV变电站电气一次部分及监控系统应用[J].通讯世界,2017(23):211-212.
[2]刘凯.220kV变电站电气一次部分设计技术探析[J].中国新技术新产品,2017(23):72-73.
[3]李静珊.220kv变电站部分电气一次设计浅析[J].中国新技术新产品,2017(20):64-65.

-全文完-