電網要正常的工作，保障變電站電氣一次設備正常運行非常關鍵，對其穩(wěn)定性和安全性要求非常高。變電站電氣一次設計是確保電網安全的基礎。該文針對變電站電氣一次設計進行探

究，分析其設計的具體內容。

一、設計變電站電氣主接線

作為電氣設計的關鍵，變電站電氣主接線不僅能影響大多數的電力系統(tǒng)的繼電保護工作、配電裝置、擬定電氣設備以及自動控制裝置的選擇，而且能夠影響到電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)。進行電氣主接線設計的基礎是變電站的重要性決定的，不僅如此，變電站的終期建設規(guī)模及電力系統(tǒng)的備用容量、電力負荷也是重要考慮的因素。靈活和可靠是進行變電站電氣主接線的重要設計基本原則，保障其能夠適應各種突發(fā)的電力系統(tǒng)運行狀況是一個重要考慮的方面，還要能及時的進行靈活轉變。還必須充分考慮主接線設計的經濟性。變電站最常用的主接線方案有四種， 即單母線接線方案、單母線分段接線方案、雙母線接線方案以及雙母線分段接線方案，具體情況如圖1～4 所示。[1] 根據各自的實際情況來選擇不同的接線方式，通過發(fā)揮各種接線方式的優(yōu)缺點，來考慮各種綜合因素，包括其經濟性、安全性和實用性等因素，選擇一個最優(yōu)的方案。

圖1 單母線接線方案 圖2 單母線分段接線方案

圖3 雙母線接線方案 圖4 雙母線分段接線方案

二、合理的進行電氣一次設備的選擇

選擇合適的變壓器。主變壓器是變電站電氣設備中的關鍵設備，對于主變壓器的設計和選擇是設計人員的基礎工作。我們通常在變電站選擇主變壓器時會考慮幾個重要因素：要根據主變壓器的外界環(huán)境及結構特點還有其實際的容量大小來選擇合理的具備冷卻功能的設備；確定的無勵磁調壓或有載調壓來決定變壓器的選擇；進行變壓器的選擇，還要遵循根據電力系統(tǒng)的設備繞組數、相數以及繞組的接線組別的幾個具體要求。

選擇合理的斷路器。變電站的安全運行還要受到斷路器的影響，合理準確的斷路器選擇是關鍵問題之一。選擇性能穩(wěn)定、安裝方便快捷及有利于日后維護檢修的斷路器是設計人員必須遵循的原則。選擇斷路器的一個重要原則是斷路器的短路開斷能力應大于線路的預期短路電流，這個斷路器的短路開斷能力通常是指它的極限短路開斷能力。

三、電氣接地設計

變電站接地網有工作（系統(tǒng)）接地、保護接地、防雷電和防靜電接地等多項用途，它是維護變電站安全可靠運行，保障運行人員和電氣設備安全運行的根本保證和重要措施。如果接地電阻較大，在發(fā)生電力系統(tǒng)接地故障或其他大電流入地時，可能造成地電位異常升高；如果接地網的網格設計不合理，則可能造成接地系統(tǒng)電位分布不均，局部電位超過規(guī)定的安全值，這都會給運行人員和設備安全帶來威脅。

變電站接地網的網格布置通常采用長孔網或方孔網，根據變電站的實際情況也可采用不等間距的網格布置方式。選擇接地材料時需要綜合考慮，鋼材是最為常見的接地材料。當變電站土壤腐蝕性較強時可考慮采用銅材，在酸性土壤地區(qū)，建議不使用銅材。變電站接地設計中應同時考慮接地材料的截面選擇和有效的降阻措施相結合進行接地設計。

四、電氣的防雷

為保證電力系統(tǒng)的安全運行，避免因雷擊事故給電網帶來危害，需根據被保護物的重要性和危險程度的不同，對于直擊雷、雷電感應、雷電侵入波應采取相應的防雷保護措施。因此要求變電站的防雷保護措施必須十分可靠。

避雷針是變電站防直擊雷的常用措施，其作用是把雷電吸引到避雷針身上并安全地將雷電流引入大地中，從而起到保護設備效果。變電站裝設避雷針時應使所有被保護設備都處于避雷針保護范圍之內。

變電站的雷電侵入波保護靠兩道防線：一是設置進線保護段，通常是在靠近變電站出線架1～2km線路上安裝避雷線進行保護。二是在變電站內裝設避雷器，以限制雷電侵入波過電壓的幅值。

變電站電氣一次設計是電網的關鍵設計之一，合理的進行設計，對于電網運行的穩(wěn)定性以及電網運行過程中的各項維護檢修情況下的正常供電具有重要的保障作用，在進行變電站電氣一次設備的設計也要遵循可靠性和適用性原則，這對于電網系統(tǒng)的正常運行具有重要意義。

（作者單位：國網寧夏電力公司經濟技術研究院）