变电工程设计精选(五篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的5篇变电工程设计，期待它们能激发您的灵感。

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【关键词】输变电工程；设计；模型

1 输变电工程设计流程管理

流程管理是输变电工程设计管理的重要环节，它包括设计工程发包管理和工程设计程序管理两个部分，包括从建设项目核准后的设计委托到设计后评价的全过程管理。

1.1 创新输变电工程设计发包模式

随着时代的进步，输变电工程规模日渐扩大，工程性质也日趋复杂，依传统发包模式进行的输变电工程，时常发生设计与施工配合不易与权责划分不清的纷争，面对不断增加的纷争与新建工程的时程压力，有必要创新输变电工程设计发包模式，开展设计管理与施工管理的有机结合和互动运作。

1.1.1 输变电工程设计发包的传统流程

传统的输变电工程设计发包模式，习惯独立于施工工程先期开展招投标，人为地将本来具有天然联系的设计与施工工程分割成先后独立的两大部分，将投入太多的人时投入到监督、反馈和变更上，导致了人时的浪费，设计进度和设计效率的低下。

1.1.2 创新输变电工程设计发包流程

（1）工程设计与施工统一发包。顾名思义，工程设计与施工统一发包，是将工程设计与工程施工做打包处理，统一交由一家投标公司或多家公司联合投标接包承担。工程设计与施工统一发包，具有设计与施工有机衔接、互动参与的优点，能较好的解决设计与施工配合难、权责不清的弊端。工程设计与施工统一发包，减少了管理和协调的工作，并有利于工程的进度和质量控制，有效降低工程造价。

（2）模式。BOT模式是一种新兴的融资方式，也是一种新兴的工程承包方式。在BOT模式中，私营企业或外商取代政府成为融资主体，承担融资风险。BOT可以使融资风险由各参与方进一步分担。政府不承担资本成本、经营成本与财务成本，而是通过控制项目的收入流，间接地鼓励项目公司承担风险。目前，我国的BOT模式运作具有一定的局限性，一是以利用外资为主，二是运作范围有所控制。由于我国的输变电工程还没有私营化，因此BOT模式在输变电工程上几乎还没有试点。

（3）在工程设计的发包阶段就引入风险管理。在项目统包模式下，业主不仅赋予承包商建造责任，还要求承包商负起设计责任。表面上看，业主几乎将所有的风险都转移到承包商的头上。但实际上，如果不能在项目的实施中对风险进行认真的识别和有效的管理，这种模式会给双方带来严重的风险。

1.2 完善输变电工程设计程序管理

目前，我国的工程设计管理总体上程序得当，成效显著。但是也存在一些问题，比如往往照搬经验，只停留与对设计单位的各种资质、经营范围加以控制等;在设计成果的评审中，也往往注重设计成果的狭义可行性，缺少对成果的经济性或最优性进行管理。

1.2.1 工程设计管理本质上是一种解决问题的机制

工程设计管理的中心任务是如何解决在设计项目管理中所涉及的一系列问题，是围绕具体设计项目所展开的管理工作。

工程设计管理与设计程序一起并行发展，其控制的内容和方法基本可归纳为两类:一类是程序性的，其主要的是确保设计在发展过程中总体目标与方向的正确性，其内容包括正确的理解设计程序、制定切实有效的设计规划、实行设计检查等。而另一类是技术性的，对设计项目的展开进行设计质量、日程和成本等方面的控制。无论程序还是技术，工程设计管理通常都是设计管理者在工程设计管理目标明确后，以批准的可行性研究报告为依据，根据工程设计的实际特点，建立设计质量目标，规定质量要求，安排应开展的各种活动及对各种设计要素进行总体计划并计划如何实现的过程。

工程设计管理通常应遵循确定合理的项目目标、工作内容、组织目标、组织工作内容，进行组织设计，确定工作岗位与工作职责，配置人员，设计工作流程与信息流程，以及制定考核标准等步骤，每个步骤都是对某一方面问题的解决与回答。

1.2.2 注重解决工程设计中的问题，突出程序创新

“问题”是指人的主观与客观现实之间的差距。当人对客观认识不足，而有进一步了解的意图时，便会产生“疑问”；当人对客观现实觉得不如人意，有意图加以改变时，便形成需要解决的“问题”。问题要求的是行动上的“解决”。

（1）工程设计问题的层次性。在工程设计中，需要解决的问题通常有不同层次。进行一项新工程项目设计，本身就是用一个新产品去满足市场需要的问题。

（2）工程设计问题解决的阶段性。工程设计问题通常没有现成的解决“措施”，其解决要注重阶段性和步骤计划。一般可以分成三个阶段，即：预备阶段、突破阶段、实施阶段。每个阶段又包括若干步骤。

（3）工程设计问题解决的系统性。工程设计问题既然具有层次性，其解决又具有阶段性，最终的解决方案自然也应具备一定的系统性，即不仅要求问题的解决方案内容完整、功能齐全，更要求子方案之间具有一定的通用性，能有序相容和网络协作，同时，确保方案的操作执行人员遵循管理中的系统不相容原理。

1.2.3 基于服务的工程设计管理流程

对于一个全过程的设计活动来讲，设计流程应该是从设计单位吸引业主开始，到重新吸引新的业主为一个循环，周而复始、循环往复的不间断过程。创造并持续满足业主的服务需求是始终贯穿流程的主线。

一是充分理解业主需求。定义设计需求和评审设计要求的主要内容，可以包括：（1）业主对工程设计的要求，如工程项目的技术、进度和费用要求，设计交付后的服务要求等；（2）业主没有明示规定，但应该包括的预期用途所必须的要求。（3）与工程设计有关的法律、法规、规章的要求，如设计依据、设计规范、标准和基本建设程序；（4）业主对设计项目提出的附加要求，如设计项目采用新技术或项目管理与手段要求等。

二是与业主保持有效的沟通。与业主保持有效的沟通是设计过程中的重要内容，设计单位应选择适当的方式、通过适当的途径，与业主进行有效沟通，即使收集业主的反馈信息。与业主沟通的主要内容为：（1）拟实施的工程设计信息；（2）有关合同、定单在执行过程中的问讯、处理，如要求和更改确定等；（3）工程设计过程及阶段设计完成后的通报等。

三是工程设计内部流程。合理的内部设计流程重要解决什么时候搜集什么资料、了解什么情况，与不同专业商讨什么问题、开展什么工作等，保证设计工作忙而不乱、事半功倍、提高质量、减少返工。符合国家基本建设程序的工程设计内部流程，有以下四个阶段：（1）设计准备；（2）设计初步；（3）设计深入；（4）设计完善。

2 输变电工程设计标准的主要原则

输变电工程设计标准的主要原则是：以用为先、简洁适用，创新优化、节约资源，以人为本、环境友好。在设计理念上，落实科学发展观，贯彻标准化设计，推行全过程和全寿命周期最优化设计，提高变电站建设的效率和效益。在性能指标上，安全可靠、技术先进、合理造价，不片面追求高性能、高配置，不盲目攀比，追求性能价格比最优。在设计标准上，以不突破现有的设计规程、规范，遵循公司典型设计总体原则为前提。

2.1 输变电工程设计的内容深度管理

整个输变电工程建设通常包括：工程可行性研究、工程申报批准立项、工程设计、执行工程建设等五个阶段。其中，可行性研究作为基本建设程序中为项目核准提供技术依据的一个重要阶段，是由有资质的设计单位研究编制而成的分析成果，事实上也是工程设计的一个有机组成部分。

2.2 输变电工程设计技术管理

输变电工程设计技术管理的主要内容包括设计趋势管理、任务管理和重点领域管理和措施管理。在输变电工程设计技术管理上，以提高设计单位管理水平和经济效益，保证电网的安全稳定运行为重点，以体制创新、机制创新、管理创新为保证，坚持自主开发与引进消化吸收相结合，注重具有自主知识产权先进设计技术的开发及产业化，充分发挥设计单位的整体优势，全面提高设计单位的综合设计技术实力。

3 输变电工程设计目标管理

目标管理可以归纳为五个步骤：制定目标；执行目标；成果评价；实行奖惩；制定新目标并开始新的目标管理。

目标管理的设计思想是：第一，将企业任务转化为目标，管理人员通过目标对下级进行管理，保证总目标的实现。第二，目标管理实际上是一种程序管理，即上下各级管理人员会同起来制订共同的目标，并进行流程式的目标分解。第三，目标管理具有整体性，只有组织成员的分目标都完成了，组织总目标才能完成。第四，过程中更多依靠自我指挥、自我控制。第五，管理人员依据分目标对各成员进行考核和奖惩。

3.1 设计管理流程要项、策略及影响因素

根据相关文献整理、案例研究及有关专家学者的访谈，初步可以将设计管理分为设计质量管理、设计进度管理、设计成本管理、设计图说审查及其它（如奖励措施、设计创意等）五个管理层面。

3.2 输变电工程设计质量管理

输变电工程设计质量管理。工程设计质量是指从整个社会发展和环境建设的需要出发，对工程设计的整个过程进行控制，包括它的工作程序、工作进度、费用及成果文件所包涵的功能和使用价值。设计阶段质量管理的主要任务是:审查设计基础资料的正确性和完整性；审查设计方案的先进性和合理性，确定最佳设计方案；审查完善质量保证体系，是否建立内部专业交底及专业会签制度；进行设计质量跟踪检查，控制设计图纸的质量。

3.3 输变电工程设计进度管理

工程进度管理是指在既定的工期内，编制出最优的施工进度计划，通过执行检查实际工作进度并与计划对比，对出现偏差分析原因和对工期的影响程度，找出必要的调整措施，修改原计划，不断地如此循环，直至工程竣工验收的过程。

输变电工程设计进度管理的最终目标是按质、按量、按时间要求提供施工图设计文件，它可以分为设计前准备和设计两个阶段：在设计前准备阶段，进度管理的主要任务是：确定工期目标、编制项目总进度计划、编制详细工作计划、控制计划的执行、现场调研和分析；设计阶段的主要进度管理任务是：编制设计阶段工作进度计划并控制执行、编制详细的出图计划并控制执行。

3.4 输变电工程设计成本管理

3.4.1 工程设计阶段的成本控制。工程设计应当与社会、经济发展水平相适应，做到经济效益、社效益和环境效益相统一，应当力求做到适应、安全、美观、经济。设计方案直接影响投资，据统计研究分析，设计费一般只相当于建设工程全寿命费用的1%以下，但这少于1%的费用对投资的影响却很高。

设计阶段成本控制的途径是技术与经济结合对设计成果进行经济优化。从技术上采取措施，包括重视多方案选择，优化设计，严格审查监督初步设计、施工图设计，深入技术领域，节约投资;从经济上采取措施，动态比较投资的计划值和实际值，严格审核各项费用支出，奖励节约。经济优化具体做法：增强设计标准意识，积极推广标准设计、限额设计。

3.4.2 输变电工程设计成本管理。输变电工程设计成本管理是对设计单位在输变电工程施工过程中发生的各种耗费进行计算、调节和监督的过程，它的主要任务是在可靠地实现项目所需功能的前提下，尽可能地提高输变电工程功能与费用比，以获得最佳的综合效益。亦即输变电工程设计对成本的考虑，一开始就不仅要降低项目的建设成本，而且也要尽量降低项目的运营成本，以提高输变电工程的整体效益。

（1）设计方案的优化选择。设计方案的优选是指从项目的技术、经济、社会三方面进行综合评价，从而在备选方案中确定先进、合理和协调的方案。在设计过程中，可以采用不同的设计方案和应用各种新的技术及设备(如建筑节能技术、节能设备的应用等)，从而会产生不同的技术经济效果，为了达到最优目标，必须对设计方案进行优选。对各设计方案进行技术经济分析，论证各方案在技术上是否可行，在功能上是否满足需要，在经济上是否合理。通过对设计方案中所采用的各种技术方案、技术措施的经济效益进行计算、比较、分析和评价，为选用最佳设计方案，实现最佳投资效果提供依据。

（2）输变电工程的限额设计。所谓限额设计就是按照批准的工程可行性研究报告书及其投资估算，作为受控制的投资限度以控制初步设计，并按照批准的初步设计总概算控制施工图设计。限额设计的前提是要尊重科学、实事求是、精心设计、保证使用功能，体现“安全可靠、经济适用、符合国情”的基本原则，合理使用人力、物力、材力，力争少投入、多产出，努力提高经济效益。贯彻限额设计的执行，其责任单位以项目法人和总体设计单位为主，设计、施工等参建单位都要各负其责，设计、施工、物资采购都必须实行招标，加强工程监理。

4 结论

输变电工程设计管理是国家电网公司“三抓一创”重点工作之一；是国家电网公司实施集约化管理，统一工程建设标准、规范建设管理、合理控制造价的重要手段；是国家电网公司全面贯彻落实党的十六届五中全会精神，落实科学发展观，建设“资源节约型、环境友好型”社会，大力提高集成创新能力的重要体现。推广应用输变电工程典型设计，有利于统一建设标准、统一设备规范，有利于减少资源消耗和土地占用，有利于提高工作效率，有利于降低建设和运营成本；为电网规划、成本控制、资金管理、集中规模招标等工作的开展奠定坚实的基础。

参考文献：

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1引言

随着我国经济的不断发展，为满足我国经济建设的需求，我国的电力工程建设也快速发展起来，尤其是输变电工程的建设脚步不断加快，确保了各地区经济发展所需能源的可靠性，是经济发展的坚实后盾。但是输变电工程的建设一般规模较大、施工环境复杂、要求条件相对较高，并存在电力行业所特有的风险。因此，确保输变电工程建设的设计方案经过科学合理的分析与评价，是输变电工程建设前特别需要探讨和研究的问题。

2输变电工程的特点

输变电工程是输电工程和变电工程的总称，输电工程一般在室外进行，而变电工程一般是室内完成，输电和变电一般同时存在。输变电工程针对不同的目的会产生一些差异，但是一般都具有以下特点。2.1工程横跨区域较广输变电工程的建设一般是将发电厂内的电力能源输送到所需的地区和用电场所，一般输电距离少则几十千米，多则会达到几千千米，输送电缆跨越多个城市的现象也随处可见。对于不同区域所处的环境也不尽相同，一般输变电工程的建设就需要多个施工单位在多种环境下进行建设工作。[1]2.2对环境造成影响由于输变电工程跨域区域较广，建设过程中必然会遇到各种不同的地理环境，不仅是自然环境，也包括人类生活环境。在输变电工程建设中，我们经常会发现土地征用、树木砍伐、居民搬迁、改变地貌等现象，这样往往就会对环境造成一定程度的影响，破坏了原有的生态环境。2.3工程投资较大且建设周期长电力行业具有较高的危险性，为降低输变电过程中事故的发生，就需要对相关设备设施提出更高的要求，投资也相对较高。此外还包括其他费用，如土地征用费、居民拆迁费、环境保护费等各项费用，总体投资较高。并且，由于输变电工程建设牵涉范围较广，这也导致了工程周期较长。2.4其他特点输变电工程除了以上特点之外，还有一些其他特点，例如，工程施工单位较多，管理难度较大；施工环境多变，施工方法形式多样化；涉及安全问题较多等特点。

3输变电工程设计方案的分析

对输变电工程的设计方案进行有效的分析，不仅有利于提高工程的设计水平，并且可以更好地节省开支，提高施工的安全性。3.1设计方案的分析内容输变电工程的内容设计主要是从输电工程和变电工程两方面进行考虑。对于输电工程的内容设计主要包括以下内容：对输电方案选择的路径长度、地形比例、曲折系数等内容进行分析；分析输电路径跨越区域的地理环境，是否节约资源、便于施工；分析输电线杆塔的施工方式以及分析设计方案的材料消耗、不同方案投资差额、居民搬迁等个人方面的内容。对于变电工程设计方案的内容分析主要分为两大部分：一是电气设备的选型，包括变压器、控制柜、继电器、控制开关等内容；二是土建工程的设计分析，包括变电室的土建工程、给排水和暖通工程、消防设施以及交通的设施。对于变电设备、设施的设计分析既要考虑整体的规划，又要对系统进行深入研究。3.2设计方案的分析方法对于输变电工程设计方案的分析方法有很多种，但目前输变电工程采用较多的分析方法有指标法、对比法和费效比法。[2]3.2.1指标法指标法是基于对完成的方案进行系统分析，并总结出共性的基础上，通过设定若干个不同的指标（如技术指标、安全指标、经济指标或环境指标等其他指标，在指标的标准明确前提下，安排专家参照上述指标标准，对方案的实施进行分析和评价的方法。在对技术指标取得认可的前提下，采用指标法对输变电工程的分析更加简单、易于操作，在工程施工方案的分析中普遍使用。3.2.2对比法对比法也称比较分析法，通过对多个同类对象进行比较分析，找到事物的本质和规律，并根据这些规律对实行的方案做出正确评价的一种分析方法。所谓比较，则至少要选择两个或两个以上的分析对象，基于同样的参考标准，对施工方案进行分析。使用对比法分析输变电工程方案时，常用的比较原则是：指标的内涵和外延比较、指标的时间比较、指标的计算方法比较以及指标的总体性质比较，基于上述原则的指标比较，才会得出更加准确的结论。3.2.3费效比法所谓费效比法是指工程设计的成本与实现产品的功能性的比值，即如何以较低的成本实现高质量的工程，也称为价值分析。采用费效比法分析工程方案时，分析过程主要分三个阶段，即：分析阶段、综合阶段以及评价阶段。对方案的评价指标一般包括技术评价、环境评价、经济评价、安全评价以及周期评价等，并对各项指标进行综合评价。上述工程方案分析方法已经在输变电工程领域中普遍使用，但是不同的工程又各具特点，再加上设计者以及施工者的主观因素，分析结果往往会有偏差。

4输变电工程设计方案的评价

评价是针对施工对象进行系统和客观的分析，评价工作可以更加确切地衡量工程实际情况与设计情况之间存在的差距，并且也是对工程合理性、准确性检验的一种重要途径。同时，对实际工程进行评价对于提高设计者技术水平，指导后期工程设计具有重要的意义。4.1设计方案评价的基本准则输变电工程设计方案的评价主要包括输电方案设计评价准则和变电方案设计评价准则，为确保评价结果的科学性，在评价过程中应基于一定的基本准则。评价输电工程的准则主要包括以下内容：①贯彻输变电工程建设的政策和方针，符合国家制定的法律法规及行业标准。②输电工程的线路选择方案安全、可靠，并且经济合理，符合国家指定的相关环保政策。③输电工程沿线设施调查细致，电线跨越合理，应尽量避开危机线路以及人流量较大的场所。④电线塔形设计不仅安全可靠、结构清新简单、材质符合要求、施工维护安全方便，而且应经济有效。⑤充分考虑节约土地资源、减少能源消耗、降低材料使用，做到综合效益好，经济指标较高。评价变电工程的准则主要包括：①贯彻输变电工程建设的政策和方针，符合国家制定的法律法规及行业标准。②尽量采用通用技术、通用设备等标准化的设计成果，可以更好地满足施工要求，确保运行的稳定。③变电站的设计方案在确保安全可靠、经济环保的同时，还用注重便于操作和检修。④确保运行安全可靠的情况下，应结合具体工程，尝试采用新的技术、新的设备和新的工艺。⑤集成系统功能、电源系统一体化，检测系统以及辅助控制系统设计合理并符合技术要求。[3]4.2输变电工程评价方法为确保工程评价的科学性与合理性，国家对输变电工程提出了一些评价方法，主要包括模糊综合评价法、灰色分析法、神经网络法等。4.2.1模糊综合评价法模糊综合评价法以数学为基础，在明确定量范围后，对设定后的评价对象，让专家依据自身的经验按行业标准进行评价，对评价的结果可以通过数值的形式表现出来，然后综合起来，构建一个矩阵，也称为模糊矩阵。对矩阵进行处理分析，即可做出评价。4.2.2灰色分析法灰色分析法是基于灰色系统理论所得到的成果，其优点在于：可以通过事先确定的最佳虚拟方案作为标准，然后与现有的标准进行分析比较，从而确定最佳设计方案。灰色分析法是采用标准序列和比较序列，通过对二者变化趋势来分析评价设计方案。4.2.3神经网络法神经网络法是通过分析和评价多目标、多方案来建立神经网络模型来确定分析指标权重的一种评价方法。通过建立网络模型，可以迅速地传递和处理分析各层节点的权重值，进而基于数据原理，结合其他评价模式进行工程设计方案的评价。

5结论与展望

随着我国经济的不断发展，输变电工程扮演着越来越重要的角色。论文基于输变电工程的特点，论述了输变电工程设计方案的分析内容和分析方法以及输变电工程设计方案的评价准则和评价方案。希望论文能起到抛砖引玉的作用，为输变电工程设计方案的分析与评价者提供一些参考。

【参考文献】

【1】王绵斌.输变电工程造价风险评估模型[J].电网技术，2011，35(11)：26.

【2】魏永恒.基于灰色关联度分析法的建筑工程设计方案优选[J].工程与建设，2012，26(1)：46-47.

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关键词：110kV输变电；工程设计；分析

伴随着社会的不断发展和进步以及国民经济实力的不断增强，我国高压输变电工程显示出长距离以及大容量的特点。而与此同时，我国国家电网针对110kV到500kV输变电工程的设计建造正在进行由“随意裁剪”转向“成衣定制”的过程。故而，国家电网的输变电工程在设计中促进要遵循安全性高、可靠性高、环保性好、运行效率高、技术先进等基本原则，还要做到协调性好，统一性高，灵活性强，经济性佳的有机统一[1]。使110kV输变电工程进行设计的时候更加的规范也更加的标准，一方面能够资源的利用以及土地的占用向最优化发展，另一方面还能够优化输变电工程进行建造以及运行的总体成本。

1传统110kV输变电工程在设计过程中存在的一些问题

110kV输变电工程在设计中存在的问题主要包括:①在输变电工程的设计和建造过程中的标准及尺度没有统一的准则，而且设计以及评审过程需要的时间较长，导致了工程实施以及运行的成本增多。②输变电的网架结构比较单一，线路中的导线横截面较小，输送电力的能力减弱，电网的整体安全性不高，稳定性也较低。故而，110kV输变电工程构建满足不了当前对电网工程构建的工期紧张，任务艰巨，对质量要求高，建设范围广规模大的需求。

2110kV输变电工程设计过程中的基本原则

2.1土建设计原则

110kV输变电中的土建工程要严格遵循《火力发电厂土建结构设计技术规定》等规定的基本要求。输变电工程中的土建工程主要有户外高压场地以及控制楼并电缆沟。首先，针对控制楼进行土建设计时，设计建造建筑物必须要达到国家规定的抗震等级要求，同时110kV输电网的规模要按照能够抵抗住50年一遇的洪水的标准进行设计。屋面进行防水设计时要以建筑物的属性，占据的重要程度，使用过程中对其功能的要求为依据来确定对应的防水级别[2]。其次，针对户外高压场地进行设计中，支架或者架构类型的建筑物，最好利用混凝土做刚性基础。最后，针对电缆沟进行设计中，电缆沟的侧壁可以使用砌体结构，并对高压电缆进行合理的安排，调控好电缆的走向，避免发生高压电力的电缆和低压的控制电缆在同一个电缆沟中敷设的状况。

2.2接地系统的设计原则

对接地系统进行合理的设计，选择最优的接地材料并进行正确的连接是确保设备以及人员的安全以及保证设备能够稳定工作运行的根本保障。110kV输变电站设计接地系统的过程中要充分考虑到接地装置具体的泄流耗散能力以及网格结构等[3]。铜覆钢材料必须要能够达到《电气工程接地用铜覆钢材料技术条件》中要求的基本技术性能，而接地材料进行连接时需要利用放热焊接的方式，放热焊剂需要符合《接地装置放热焊接技术导则》中规定的技术指标要求。对铜覆钢材料进行选择时环保型材料是首选，但是同时还需要将当地土壤的酸碱度以及腐蚀情况考虑在内。

2.3消防设计原则

110kV变电站在消防设计中需要严格遵照国家有关火力发电厂和变电所防火方面的规定，同时在设计以及安装变电站户外消防栓的过程要符合有关规定的要求，而且设计时不能离路边太近。防火墙在设计和建造时要以电缆线的直径为依据，使用PVC管在墙上预先留下三至五个孔洞，以供以后进行改造的过程中使用，其两端需要使用防火泥进行封堵。此外，防火墙的底部位置需要利用PVC管预留不少于两个四十毫米直径的排水孔。

3输变电工程进行设计的基本要求

3.1对一次设备的基本要求

3.1.1变压器。选择110kV变压器的基本准则最主要就是需要自然风冷且自然油循环类型的损耗较低的能够进行有载调压的变压器，一般其损耗水平不得高于10型标准，容量在50MVA/62MVA，变比维持在110kV/10.5kV[4]，同时，有载调压开关的阻抗电压在15%。此外，如果变压器室的位置距离马路较近，需要设计并且安装防撞护栏。

3.1.2户外敞开式互感器。110kV的电流互感器最好选取干式互感器，而最好选择整体冷缩硅橡胶作为外护套。二次绕组要多于6个，包括两个保护，一个计量、一个测量、一个预留录波。此外，互感器需要是防水结构的，密封性能需要比较好，同时，设计套管时要保证机械强度，刚度以及绝缘强度要足够。而二次出线端子的螺杆必须是由铜或者是铜合金制造而成的，且直径不能够低于六毫米，还要具备可靠的防锈层。

3.1.3户外敞开式的高压断路器。首先断路器的绝缘水平要符合国家相关规定的要求。其次，110kV输变电站要尽可能的选择具有弹簧操动机构的断路器。最后，110kV断路器的电寿命要达到在主电路不用维修的条件下，开断额定短路电流的次数达到20次甚至以上。

3.1.4电容和电抗器。设计电容和电抗器需要首先满足国家与之有关的规定。110kV输变电容器最好选取框架式分散型的电容器，与电容器进行串联的电抗器不能使用油浸式的，最好使用干式空心或者是铁心的[5]，同时电抗器在其绝缘耐热等级方面不能低于F级。

3.1.5避雷器。110kV避雷器应该具有均压环以及一体化的绝缘底座，同时，绝缘套管应选择硅橡胶或者是瓷套管。避雷器的外壳必须能够防潮防腐，需使用不锈钢的材料。

3.2对二次设备的基本要求

（1）继电保护和安全自动设备。继电保护的装置促进需要具有可靠以及灵敏性还应具备速动性。而对于具有双重化配置类型的继电保护装置，任何一套装置都应该具有完全独立的电流、电压、跳闸、电源回路以及相关电缆的引接[6]。（2）站内交直流系统。110kV的输变电站的后台监控机的电源应该直接引自专用的电源屏，此外一定要有施工的设计图纸，而电源屏则需要顾及到UPS的通风散热情况。（3）通信网络。一般110kV变电站中设计的通信机房不能够低于二十平米，设备和墙体间的距离要超过一米。此外，110kV变电站的通信机房需要装备有一套单独的通信开关电源以及一路直接供自主控室直流屏的电源。

4对输变电线路的一些要求

110kV输变电线路中的直线串需选用合成绝缘子，而且干弧距离在1100毫米到1150毫米之间，高压端进行压环。电缆终端和避雷针之间水平方向的距离不得小于一米。

5结束语

伴随社会整体生活水平的提升，对电能输运能力以及对电网平稳安全运行的要求在不断地提高，导致对电网建设的要求也越来越高。所以对110kV输变电工程进行设计和建设的过程必须要更加规范化，达到电网运行的质量，进而促使输变电工程能够实现可持续性的发展。

作者:陆晓冬 单位:中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司

参考文献:

[1]卢志豪.浅谈110kV变电站工程的设计技术[J].大科技，2013，14（03）：61-62.

[2]段胜.110kV输变电工程的土建设计[J].工程技术（引文版），2016（11）：297.

[3]徐松.浅谈110kV输变电工程设计[J].科技风，2013（23）：14.

[4]刘源.110kV及以上变电站一次设备安装安全与质量控制[J].科技资讯，2015，13（6）：115.

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1.1雷击点

在西欧、日本、美国等国家，都把近区雷击看作输变电所侵入波的考查目标。我国对于500kV输变电工程设计中的雷电过电压做过大量的研究，也都是以近区雷击为研究对象。通过大量的研究表明，一般情况下的近区雷击比远区雷击的侵入波过电压高。

1.2雷电侵入波的计算方法

以前在进行测试时会受到条件的限制，一般情况下都是通过防雷分析仪来判断侵入波过电压假设在2km处的地方设置一个相当于幅值的U50%直角波绝缘子串雷电放电电压，对于测量变电所设备上的过电压，现改用计算机来计算。有人曾提出了仍然使用防雷分析仪的方式。这样方式理论的基本是绝缘子串放电电压U50%要大于侵入波过电压的幅值，而且它与2km以外的雷击相关。在考虑近区雷击的情况下，入侵导体形成的雷电流波过电压幅值就有超过过绝缘子串的临界放电电压U50%的可能。一是这个过电压的波头较为峻峭，因此放点的电压较强；二是耐张塔放电电压较高，因此该方法的基础条件不成立。

1.3最大雷电流计算值

如果使用防雷分析仪法，则不需要判断雷电流的最大值，此方式不合适。如果使用国际通用法，则需要判断雷电流的最大值。我国在规程中对此没有明确的规定，此值太高，会造成一定的浪费。若是，此值太低，就会降低安全性。在日本所统计的雷电流幅值相较来说较低。在500kV输变电系统中，其最大雷电流在计算时取150kA。但是在西欧等国家，其最大雷电流在计算时取250KA。在选取此值时要结合国情，依据具体的雷电流幅值分布概率，在选取最大雷电流计算值时建议为210~220kA。

1.4绝缘裕度

在使用惯用法计算时，在雷电侵入波过电压的影响下，变电所内设备绝缘应该留的裕度有多大是一个重要的问题。我国在规程中各单位对此的要求都没有明确的规定，也没有相似的要求。建议可以参考IEC71-2标准，而对于内绝缘裕度则取1.15，外绝缘取1.05~1.0。

1.5变电所内的雷电平均无故障时间

当使用传统的方法来计算最大的雷电侵入波过电压时，没有考虑不同变电站运行方式的出现几率，也没有计及各种雷电流幅值、变电所内不同的过电压、进线段杆塔绝缘子串闪络的出现几率。这是采用惯用法的缺点，但是若是采用统计法却可以避免这些缺点。但是我国对于使用统计法来计算变电所的耐雷指标时没有同意的相关规定。CIGRE的工作组认为，目前可以接受的事故率的典型值为0.1~0.3%，设计的失败率应该在这个范围内。我国500kV的电网结构不是很强，而且运行的水平比较低，因此主张MTBF取值为800-1000a，这也是我国一些电力运行部门希望的结果。

2500kV输电线路的雷击跳闸率的计算方式

2.1反击

2.1.1雷击塔顶时计算导线上的感应过电压

按照我国规定的规程内容定感应过电压U，使用以下公式进行计算：Ui=ahc(1-(hg/hc)k0)式中，hc是导线对地的平均高度；hg是避雷线对地的平均高度；k0是避雷线和导线之间的藕合系数；a是雷电流陡度。当hc=50m，hg=60m，k0=0.3，a=57.69kA，则Ui=1846kV，感应过电压占86%的临界放电电压绝缘子串。再加上杆塔横担电压，不管多么小的杆塔接地电阻，绝缘子串必须闪缘。而此计算电压一定远远大于实际的电压。以上所叙述的计算公式是在前苏联半个世纪以前所研究出来的成果，因此对于现代这颗科技发展过快的时代较为落后，所以在运用时不太合适，尤其是对于大跨越线路、同杆双回线路、山区线路等。在欧洲、美洲、日本等地区都认同有感应过电压，并且对此提出了相应的计算公式，但是Ui的计算比我国规程法规定的计算要小很多。他们在防雷计算时是不考虑感应过电压这项因素的，因此与中国、前苏联的做法有很大的差异。

2.1.2工作电压的影响

500kV线路的工作电压较高，在反击时，在绝缘子串中已经占据了大部分的两端电压比例。在计算时忽略耐雷水平影响的工频电压，则会导致出现更大的错误。在日本、美国、欧洲等诸多国家都已经考虑到工作电压的影响，当时我国还没有注意到，因此建议对此进行修改。

2.2高杆塔绕击的计算方式

按照我国规定的规程内容对高杆塔绕击的计算方式为：对平原线路：lgP=(αht姨/86)-39对山区线路：lgP=(αht姨/86)-335式中，α为避雷线边缘导线的保护角。但是此式在运用时也有一定的条件，α条件为15°：必大于15°小于40°和ht小于50米的前提下，才可以使用此公式，若是不符合此前提标准则不可以。

3500kV线路的防雷设计

同杆双回线路的好处是可以减小走廊的宽度、增大单位走廊宽度内的输电容量、节约成本。日本的500kV的线路几乎都是采用同杆双回线路的方法。这种方法在欧美等国家非常盛行，现今在我国的使用率也越来越高。其中有一个极为重大的问题就是耐雷性能变差，这些还需要进一步的深入研究。在我国现有规程内关于防雷计算方法的内容都只适用于单回路。同杆双回线路的特点有两点，第一是杆塔高，容易发生绕击和反击的现象，第二是在发生雷击杆塔的同时导致双回同时跳闸的状况发生。如果使用规程法内的计算方法同杆双回线路的总跳闸率较高，而且基本上都是双回同时跳闸，这同实际情况是不吻合的，因此需要进一步的研究，并整理出一套完整的防雷计算方法，以方便相关的使用。

4结束语

篇5

关键词：输变电工程；工程设计；节能技术；节能措施；节能减排

我国社会经济的发展使得人们的生活水平不断升高，但是也带来了严重的环境污染和资源消耗，人们已经开始重视绿色环保等观念，各个行业都应该加强节能减排相关措施，尽量减少能源的消耗，提高能源的利用率，并加强节能技术的相关研究，使得节能技术能够更加完善地应用到各个行业中。鉴于此，应该加强输变电工程设计中的节能技术的研究，使得节能技术能够更好地应用到输变电工程设计中。

1输变电工程设计中技能技术的原则

在输变电工程设计的节能技术应用过程中，应该遵守以下原则：

1.1功能原则

节能技术不能不管不顾地应用到输变电工程设计中，应该保证能够有效地提高整个输变电工程的质量，保证能够融入到系统结构中，保证输变电工程设计具有合理性和科学性。

1.2经济原则

节能技术在输变电工程设计的落实过程中，应该加强对节能效果和经济效益两方面的关注，应该调整节能技术在输变电工程中的应用程度，从而能够保证输变电工程的经济效益，不但能够增加输变电工程的技术效果，而且能够取得一定的投资回报，从而能够使得节能技术在输变电工程中得到更好的应用。

1.3先进原则

既然是节能技术的应用，就应该保证当前需要应用的节能技术相对于以前的节能技术更具有优势，能够以耗费更小的代价来达到最好的节能效果。在进行输变工程设计的节能技术应用时，应该在坚持上述三个原则的基础上来选择先进的节能技术，有效地提高节能效果。

2输变电工程设计中的节能措施

2.1系统节能措施

输变电工程的节能措施应该从系统规划阶段来开始分析研究，系统规划是输变电工程的基础，只有保证输变电工程的系统规划设计的合理性，才能有效地保证输变电工程的节能效果。输变电工程系统规划设计时，应该做好输变电工程的拟建工作，防止当地电网出现供电能力不足的情况。除此之外，应该对建设该输变电工程的节能措施的效益进行计算，对投产年网损差额进行相应的计算，对当地电网最大负荷损耗和利用的小时数进行分析，从而对该工程建设节能措施的节电量进行计算。如果节能技术在输变电工程中能够使得当地电网的供电能力和可靠性有着明显的改善，能够减少电网的损耗，能够减少当地电网的用电量不足等情况，那么采取这种节能技术就是必要的。

2.2变电站节能措施

首先是从优化设计方案来降低能源的消耗。应该对变电站的建设规模进行一定的研究分析，包括分析变电站总平面布置方案、设备的选型和专业技术方案等，确保技术方案、设备和材料等选择的合理性，减少不必要的消耗与浪费。在确定电气设备安装的安全性、可施工性和维护便捷性之后，减少电气设备安装的材料的消耗，合理地使用不同性质的材料，尽量选择一些制造能耗较少的材料。电缆在变电站中有着大量的应用，主要应用在监控和保护系统信息传输方面。电缆的使用必定会消耗大量的有色金属，应该加强对监控设备、电缆路由等设计方案的优化，尽量减少有色金属的使用，从而能够减少材料的损耗。其次是主变压器的节能设计。主变压器是变电站中能耗最大的设备，空载损耗和负载损耗是变压器的主要电能损耗。因此为了实现变压器的节能降耗，应该选择一些空载损耗较少的变压器型号，并采取相应的措施减少变压器的负载损耗。与此同时，应该加强对系统的优化设计，通过降低变压器的阻抗值来减少电能的损失。另外，变压器的冷却方式会消耗一些能量，随着科学技术的发展，当前不少厂家开始制造一些能够自冷的变压器，这种自冷变压器相对于风冷和强油循环冷却的方式，能够降低一定的能耗，所以不少变电站已经开始使用ONAN自冷却方式的变压器。合理地选择一些低损耗的站用变压器也是很必要的。站用变压器的负荷应该与变电站的实际用电负荷综合考虑分析，通过对站用变电器容量的合理选择能够减少不必要的能耗。站用变压器的空载损耗和负载损耗都应该尽可能降低，在进行招标采购时还应该对其他方面的节能要求进行明确的规定，在情况允许的情况下尽量选择非晶合金站用变压器。变电站中不少的经常性负荷比如各类继电器、户外端子箱、控制室空调以及夜间照明等，用电量都比较大。控制室的空调除了能够改善运行人员的工作环境，还要能保证众多微电子设备需要的工作环境，所以应该选择一些对环境温度和湿度适应能力较高的室内设备，对设备的正常工作条件要求进行详细的了解，了解室内环境对设备的影响情况，而在空调设备方面，可以选择变频空调，根据情况来对空调的容量进行选择，从而能够减少能耗。对于户外设备，应该加强防露干燥和加热，通过对温湿度的自动控制系统来降低长期的能耗。在照明方面，变电站的夜间照明在进行巡视的时候可以采用低强度光照射，而在进行设备维修的时候可以采用高强度光进行照射。为了进一步降低照明设备的能耗，应该选择一些高光效和高效率的光源和灯具。变电站的照明设计应该对照明的系统和产品型号进行合理的选型，然后进行合理的分类分区，保证照明设施的合理运行，最后还要对供电方式进行控制，对低压配电线路进行合理的布置与负荷分配。变电站的导线和金具也需要进行合理选择使用。在导线方面，应该对导线的截面面积进行合理选择，通过对截面积的控制能够减少导线的投资和金属的消耗，而截面导线过小的话，就会增加电能和电压的损耗，不能保证良好的传输质量和传输经济性，因此应该合理地对导线的材料和截面积进行选择。在导线截面面积选择的时候，还应该对电网实际情况和电网运行方式进行考虑，对电流和电能损失进行控制。在金具方面，因为高压设备和导线周围电场分布复杂，不少金具都采用了相应的减少不均匀电场的设计，以降低电能损耗。另外，站内建筑物方面也有不少节能的措施，比如建筑物体型、建筑材料、屋顶和门窗等方面的节能措施。

2.3输电线路节能措施

在输电线路导线材质和构造方面，使用全铝合金绞线具有十分优越的机械性能，但是相对于钢芯铝绞线来说，价格高、导电率低、线损大，加上其配套的金具研制费较高，所以不建议使用全铝合金绞线。而钢芯铝绞线不但有着较高的导电率和能源利用率，而且线损非常小，所以为了降低线损，可以采用高导电率的钢芯铝绞线。在输电线路金具方面，通过使用铝合金材料的防晕线夹能够对电晕和涡流损失进行有效的控制；根据对不同电压等级输电线路的要求来选择防振锤产品；采用铝合金阻尼间隔棒来作为导线的间隔棒。上述这些金具有较为简单的构造，所以重量较轻，施工较为方便，在防振性、防电晕和抗锈蚀性等方面性能良好，能够长期有效地运行。减少对沿途生态环境的破坏，高压输电线沿途经常会经过林区，为了减少对当地植被、林木的破坏，应该尽量地使用高跨设计，除了生长速度较快的杨树林之外，可以根据树木自然增长的速度来确定跨树的高度。另外，在输电线路杆塔施工时，通过对林间空地的合理利用，能够减少树木的砍伐。

3结语