摘要：对于一个变电站而言，电气一次设计是否合理、科学，直接影响着变电站电气系统的工作性能，决定着变电站工作效率。本文根据变电站前期设计工作要求，从变电站电气设计原则、电气一次设计入手，深入了解变电站的发展要求，从而详细的介绍500KV变电站设计要点。
关键词：变电站；电气一次设计；前期设计；主接线；变压器
随着我国经济建设速度的加快和能源需求的扩大，输变电工程的电压等级越来越高，电网结构改造也发生了翻天覆地的变化，电网实时信息的传输逐渐增多，由此给电网电气设计的可靠性提出了新要求，这也成为变电设计的重要目标。可行性研究作为变电站谁家的基础，是项目核准和技术提供前提，为了满足变电工程需要，在前期工程设计中一定要严格根据有关规定和规范进行，以保证设计科学性。
一、变电站电气一次设计
随着人们生活水平的不断提高，人们在生活和生产中对电力需求与日俱增，500KV变电站已成为城市电网的重要组成部分，它是保证城市电网运行安全、可靠的基础，同时大型水力、火力以及风电厂的出现为变电站电路运输提供了新要求。为了满足电能科学、稳定、可靠的运输到用户加重，500k V变电站的作用十分突出，是整个电力系统中不可缺少的一部分，它是分配、控制、转变电压的主要手段，是保证城市居民生活健康、稳定、持续进行的关键内容。就近几年的变电站设计工作进行分析，变电站一次设计至关重要，它决定着变电站设备运行的可靠性、关系到电力网运输的安全性和科学性。在变电站设计工作中，设计工作的重点在于保证设备运行安全，确保设备在发生故障的时候能够及时的发生预防和处理，避免电力故障的扩大，避免因此给整个电力系统产生的威胁。所谓的一次变电站电气设计主要指的是变压器、电力线路等设计工作，它是以可行性研究为前提的设计内容。
可行性研究作为整个电力设计工作的基本前提，是程序设计、规划的重要手段，它为项目提供了科学、可靠的技术指导，在整个工程前期阶段是通过国家有关规定、输变电工程特点编制出的符合国家规范要求、满足电力系统未来发展需要的设计模式。500KV变电站的可行性研究是按照国家基本标准、政策指标指定的，是以各行业设计规章为前提，以推进资源节约型、环境友好型社会建设，以落实国家可持续发展战略为指导的电气设计标准，是整个变电站工作的基础数据，是工作的基本前提。
二、电气主接线设计
（一）电气主接线设计的基本要求
电气主接线应满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。可靠性：（1）断路器检修时，不宜影响对系统的供电。（2）断路器或母线故障及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间，并要保证对一级负荷及全部或大部分二级负荷的供电。（3）尽量避免变电站全部停运的可能性。灵活性：（1）调度时，应可以灵活地投入和切除变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故、检修以及
特殊运行方式下的系统调度要求。（2）检修时，可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修，不致影响电网的运行和对用户的供电。（3）扩建时，可以容易地从初期接线过渡到最终接线，在不影响连续供电的情况下方便扩建。经济性：（1）节省投资，主接线力求简单，以节省电气一次设备，同时简化继电保护和二次回路，以节省二次设备和控制电缆。（2）减小占地面积，主接线要为配电装置布置创造条件，尽量减小占地面积。（3）减少电能损失，应经济合理地选择主变压器的型式、容量和数量，从而减少电能损失。
（二）500k V 主接线可靠性的特殊要求
电气主接线设计中除应满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求外，还应满足超高压 500k V 对主接线的特殊要求。（1）任何 1 台断路器检修，不影响对系统的连续供电。（2）除母联及分段断路器外，任 1 台断路器检修期间，又发生另 1 台断路器故障或拒动，以及母线故障，不宜切除三回以上线路。
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（三）电气主接线方案设计
（1）基本要求
应根据变电站规模、线路出线方向、近远期情况、系统中位置和站址具体情况，在进行综合分析比较的基础上，对变电站的电气主接线和主要电气设备的选择提出初步意见。变电站分为系统枢纽变电站、地区重要变电站和一般变电站，500k V
变电站一般为系统枢纽变电站，其特点为汇集多个大电源和大容量联络线，在系
统中处于枢纽地位，高压侧交换系统间巨大的功率潮流，并向中压侧输送巨大的电能。全站停电后，将使系统稳定破坏，电网瓦解，造成大面积停电。因此，对
500k V 变电站电气主接线的供电可靠性、运行灵活性提出了较高的要求。
（2）500k V 电气接线
对 500k V 配电装置的最终接线方式，当线路、变压器等连接元件为 6 回及以上，且变电站在系统中具有重要作用时，宜通过技术经济比较确定采用一个半断路器接线或双母线分段接线。根据 2000 年示范变电所工程设计研究对 330～500k V 电气主接线的研究评审表明，一个半断路器接线仍然是超高压配电装置的主要推荐接线。目前，对于 2～4 台主变进线、8～10 回出线规模的 500k V 系统，建议采用一个半断路器接线。在工程的可研阶段，应与系统、线路等专业密切配合，结合系统规划出线方向、出线走廊和站址地理位置及站区总平面布置，按照“当采用一个半断路器接线时，电源回路与负荷回路宜配对成串，同名回路配置在不同串内”的配串原则，重点做好 500k V 配串，规划做好进出线的近、远期结合，以满足工程运行要求。如某 500k V 变电站，2 台 750MVA 主变压器4回 500k V 出线，根据规程规定采用一个半断路器接线，电源回路与负荷回路配对成串，同名回路配置在不同串内。
三、电气布置
各级电压配电装置布置位置，应根据系统地理接线图和出线走廊情况合理置，同名回路出线的排序一定要与对端变电站出线相对应。高压配电装置主要有：屋外敞开式开关设备型式（AIS）、全封闭开关设备型式（GIS）和母线敞开式SF6 组合电器型式（H-GIS）。高压配电装置的选型应根据变电站的性质、站址情况、环境污秽等级、工程建设投资等综合考虑，并根据电力系统条件和运行、检修及施工方面的要求，合理制定布置方案和选用设备，高压配电装置还要做好近、远期结合，尤其要坚持节约用地的原则。对于四级污区，应在选站阶段尽量避让。如不能避让，应考虑设备型式的选择，变电站可以考虑采用GIS 或 HGIS 等设备。
实际工程设计时，站址位于四级污区，同时为节约占地，对土地资源紧缺地区和基本农田地区，500k V 配电装置可采用屋外 H-GIS，220k V 配电装置可采用屋外 GIS；对非基本农田的常规变电站，500k V 和 220k V 配电装置可采用大爬距设备的屋外 AIS。
四、结束语
在进行变电站前期工程设计时，应设计任务明确，依据性文件可靠，设计原则明确，符合国家的发展方针，贯彻两型一化设计原则，符合规程、规范要求，全面考虑本期与远期规模，合理规划，技术经济指标较为先进合理。电气主接线应满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。电气设备应根据远期系统短路水平，选择满足系统要求的设备。电气总平面布置应方案合理，近、远期结合，严格控制工程造价，节省占地。
参考文献：
[1]马吉. 500kV变电站前期工程电气一次设计要点[J]. 科技与企业,2014,15:310.
[2]吴江. 全寿命周期管理理论在变电站设计过程中的应用研究[D].华北电力大学（北京）,2010.
论文作者:王跃波
论文发表刊物:《电力设备》2017年第3期
论文发表时间:2017/4/27
标签：变电站论文; 接线论文; 电气论文; 断路器论文; 系统论文; 回路论文; 母线论文; 《电力设备》2017年第3期论文;