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10kV变电站电气一次部分设计

摘要：在电力系统中非常重要的一个组成部分就是变电站，电

力系统能否安全运行，很大程度取决于变电站的运行情况，因此，变

电站的设计性能是非常重要的。本文简要阐述10kV变电站电气部分

的设计要点，内容包括主接线的介绍、设备的优劣分析及选择、电流

计算方法。在设计中，通过对电流的计算及设备的选择，综合考虑变

电站电气部分的经济、安全及可靠性，通过分析，对民用变电站的科

学设计达到最佳效果。

关键词：变电站电气设计

一、变电站的主要设备介绍

变电站是电力分配、汇集及电压控制的关键，起到发电厂与客户

端的中介作用，变电站的使用一般分为升压变电站和降压变电站，升

压变电站一般在靠近发电厂一端，而降压变电站一般在降压一端，也

就是靠近客户一端，本文主要分析降压变电站的设计，因此根据降压

变电站的设计基本要求，主要设备为高压配电、变压器、低压配电组

成。

变电站的主要任务是对机组进行启停，对电压进行调整、对设备

和相关线路进行自动切换以及对相关设备进行监控，由于电气设备的

作用不同，一般可分为一次设备和二次设备。

一次设备通常是电压变换、电力输送、电流分配和电能使用的设

备。主要包括：

1、发电机，它是电能生产的主要设备；

2、断路器、隔离开关、负荷开关，熔断器、接触器等，是接通

或断开电路的开关设备；

3、电抗器和避雷器，是保护电器，限制故障电流和防御电压用

的；

4、裸导线和电缆，是用来载流导体；

5、接地装置。

二次设备就是对一次设备和运行系统进行监测和保护的设备。主

要包括：

1、电压互感器和电流互感器，它们称为仪用互感器；

2、电压表、电流表、电能表等用来测量的，统称为测量表计；

3、继电自动保护装置；

4、直流电源设备；

5、操作电器、信号设备及控制电缆。

本文主要阐述的是变电站一次部分的设计，就是一次设备。

二、变电站的电气主接线介绍

变电站电气主接线是指高压电气设备通过连线组成的接收或者

分配电能的电路，它是变电站接收、汇集和分配电能的电路器具，由

变压器、开关电器、避雷器、母线和载流导体连接组成。

主接线主要的满足要求是：1、应满足符合对供电可靠性的要求；

2、力求简单，运行操作灵活方便，并能避免运行人员的误操作和确

保检修工作的安全；3、建立在保证安全的基础上进行最经济运行；4、

主接线有升级可能性。

它的使用可靠性、操作灵活性和最经济的功效与整个电力系统是

相辅相成的，在设计时必须注意电气设备的选择、如何布置配电装置

以及继电保护系统方式有着密切联系，因此，主接线设计不仅是单项

设备的设计，它是一个综合性的问题,它的实际要求必须与整个电力

系统的发展休戚相关，必须重点分析变电站在整个系统的所处的位

置、它们的性质区别、用电规模以及电气设备的特点等，这样才能做

出符合要求且最经济使用的电气主接线。

三、变电站电气设计

变电站电气一次设计就是对变电站内电气一次设备的选型、布

置、接线等进行设计，这就涉及到电力系统短路电流的计算、负荷计

算、发电厂变电站或者输电线路、电力电缆通道的征地和路径等。变

电站电气一次设计主要设计设备的电气原理图、电气元件选型和接线

图。二次设计主要设计设备的电气元件在电气柜的摆放位置，怎么样

方便合理接线。电流互感器是一种测量用的特殊的变压器，工作原理

和变压器相同，都是利用电磁感应工作的，只不过用途不同。它有两

个互相绝缘的线圈，套在一个闭合的铁芯柱上，在电路中与被测线路

串联的线圈叫一次侧，与仪表相连的叫二次侧。

它的作用主要是变换电流，在发电和用电的不同情况下，线路上

的电流大小不一，而且相当悬殊.有的线路只几安，有的线路有几千

几万安，要直接测量这些大大小小的电流就得需要从几安到几万安的

电流表，这样就给仪表制造带来了困难.另外有的电路是高压的，直

接用电表测量线路的电流很危险，电流互感器就是用来解决这些问题

的。

四、变压器电气部分设计发展

变电站电气发展已经过40、50年了，可以看到，变电站电气自

动化设计还是初期的,只是增加了计算机管理功能，在设备配置上，

如功能有CRT屏幕监视、数值的计算、自动巡检的打印功能和自动

报表等。这些简单增加的计算机功能