變電站電氣一次設計的問題及對策探究

李力

（西安供電公司 陜西西安 710032）

變電站電氣一次設計的問題及對策探究

李力

（西安供電公司 陜西西安 710032）

經濟的快速發展對國家電力供應提出了更高的要求，為電力工程建設工作帶來了更大的壓力，近年來，電網規模不斷地升級，變電站是電力配網的重要組成部分承擔著高低壓轉變、功率轉換等等重要任務，它的運行狀態直接影響著電網的供配電質量，因此必須重視變電站的電氣設計問題，本文重點討論變電站電氣一次設計的基本原則及設計過程中應注意的一些問題。

變電站；電氣一次設計；常見問題

變電站是電網工程建設的重要內容，為了滿足當前不斷增加的用電需求，保證電網的安全穩定，變電站建設必須具有一定的超前性，實際的電氣一次設計工作要從整個電網工程的全局出發，綜合考慮變電站近期的發展及后續升級問題、生產運行與基本建設之間的各種矛盾、電網建設的經濟性及安全性問題，盡可能采用更先進的技術理念、設備、材料、結構，確保一次設計的科學性、合理性、先進性，下文簡單分析變電站一次設計的基本原則及設計過程中應重點關注的問題，僅為電力企業相關從業人員的工作提供參考。

1 變電站電氣一次設計的基本原則

變電站電氣一次設計應該按照現階段以及未來社會的電力負荷需求進行，要保證變電站的日常工作能夠滿足區域電力規劃的需要；主接線方式選擇時必須要將系統的可靠性及靈活性作為首要標準，確保變電站運行的安全；為了盡可能減少變電站的土地占用面積，節約土地資源，一次設計過程中應盡可能選擇占地面積較少、性能更加優良的電氣設備，此外，檢修率、噪音相對較低，可靠性較強的設備應優先選擇；自動化技術在電力工程中的應用范圍逐漸擴大，它對于提高變電站運行效率、管理水平十分有幫助，為了盡量滿足系統的自動化需求，應盡可能選擇自動化程度較高、通信誤碼率較低的設備及系統結構。

2 變電站電氣一次設計要點

2.1 電氣平面布置

變電站電氣一次設計之前，相關工作人員應首先對場地的具體情況進行勘察，然后按照相關規劃設計總體的平面布置方案，為電氣設備選擇及主接線設計奠定基礎，一般情況主變布置在戶外，特殊情況需要設置在戶內時需要做好戶內的通風機消防工作。為了防止計算機保護監控系統與電容器工作過程中相互干擾，二次設備室及電容器室不能垂直設置。提高系統的可靠性。

2.2 電氣設備的選擇

平面布置方案確定之后設計人員可以以電流計算結果、負荷計算結果等等為標準選擇電氣設備的型號，電氣設備額定值的選擇需要參考具體的工況進行，然后還需要根據對應的條件校驗電氣設備的熱穩定性、動穩定性等等參數。另一方面，各種電氣設備的使用要求、安裝位置、對作業環境的要求等等也是電氣設備選擇的重要標準。變電站主變壓器的數量及配套設施需要根據變電站的運行方式、供電需求、電力載荷等等內容進行確定。

2.3 日常照明系統

照明系統同樣是變電站內重要的輔助系統，一般可以分為工作照明系統和事故照明系統兩部分，具體的設計工作中要根據變電站各個部門具體的工作職能進行區分設置，工作照明設計時嚴格按照相關標準進行，比如樓梯間、緊急疏散通道、重要工作場所等等區域應設置應急照明設備，正常照明系統出現故障后滿足變電站內工作人員的照明需求，保證他們能夠順利開展人員疏散或者緊急故障處理工作。此外，變電站中控室的照明線路必須使用絕緣導線，且線路采用暗敷的布線形式，其他區域出于施工便捷性考慮可以使用明敷的方式。另外，一般情況下，變電站的外部照明線路均是使用鍍鋅鋼管進行敷設的。

2.4 系統接地

電氣設備接地裝置的設置是保證設備安全的重要保護設置，電氣一次設計工作必須重視這一問題，一般情況下，電氣設備的接地裝置由接地系統及接地線路兩部分組成，垂直接地體是人工接地網的組成部分之一，有圓鋼接地極、角鋼接地極等等幾種，實際應用時需要將其削尖然后垂直打入到對應的位置之中，變電站的高壓配電室及低壓配電室中分別設計兩個接地點，并設置一處可以與接地體連接的接頭，便于人工接地網與電氣設備接地裝置的連接，低壓配電屏、高壓開關柜等等設備的外殼及底座中都需要引出接地線與變電站的接地裝置進行連接，變壓器接地由中性點引出，變電站接地系統的設計的直接影響著站內工作人員及電氣設備的安全，且隨著電力系統的不斷發展，變電站接地系統的設計必然會越來越復雜，現階段，變電站接地包括保護接地、工作接地及雷電保護接地幾部分，對于防止因變電站電氣故障導致的火災、人身觸電等等安全事故十分有效。

2.5 主接線的設計

變電站一次設計的重要內容之一是電氣主接線設計，主接線設計直接影響著變電站的繼電保護系統、控制系統、配電裝置、自動化裝置等等，主接線設計工作應在確保經濟性前提條件下保證變電站系統的靈活性、穩定性，滿足不同運行狀態下各種運行方式切換的順暢。下文主要以110kV變電站為例，探討常見的主接線方式。

（1）線路變壓器組接線：線路變壓器組接線是最簡單的接線方式，具體的接線方法如圖1所示，當變電站只有一臺變壓器和一路進線時可以采用這種接線方式，具有高壓設備少、投資少、操作簡單、擴建方便等等優點，但這種接線方式的可靠性、安全性相對較低。

圖1 線路變壓器組接線圖

（2）內橋連接形式。內橋接線方式中變電站采用兩路電網進線方式，高壓側主接線為內橋連接，低壓側采用單母線兩端帶旁母線的接線方式，這種接線方式下使用的斷路器的數量較少，比如四個回路只使用三個斷路器即可，線路投切都比較方便，但變電站系統的可靠性及靈活性都比較差，一次設備及二次設備運行調度比較復雜，一旦變壓器的運行出現問題，與故障變壓器連接的斷路器都必須及時斷開，因此一般情況下，變電站的高壓運行比較頻繁但不承擔電網穿越功率時可以使用這種接線方式。

（3）單母線形式。單母線接線方式下，變電站電源采用兩路電源進線方式，其中一個為主要電源，另一個為備用，高壓側主接線采用單母線方式連接，低壓側是將單母線分為兩段旁母線進行連接，這種主接線方式保證了變壓器供電的可靠性及靈活性，主要供電源出現故障之后可以切換到備用電源繼續供電，但這種接線方式下，變電站建設需要的土地面積較大，相關的變電設備比較復雜，因此成本較高，在城市電網中多采用這種接線方式。

圖2 單母線主接線圖

無論是哪種主接線方式都有其優點和局限性，一次主接線設計工作中需要結合變電站實際的情況合理選擇，必須要保證變電站運行的穩定性、安全性，盡量降低變電站建設成本。

3 結束語

總而言之，變電站建設的基礎即電氣一次設計，一次設計的水平直接影響著變電站的運行的穩定性以及建設的成本，具體的設計過程中相關工作人員必須要結合實際，綜合考慮變電站的安全性、經濟性、穩定性等等因素，合理選擇電氣設備、主接線方式、照明系統，提高變電站的運行效率。

[1]張濤，劉淑君.變電站電氣一次設計的問題及對策[J].城市建設理論研究：電子版，2015（1）.

[2]鄭 琰.關于高壓變電站電氣一次設計應注意問題的研究[J].大科技，2015（36）.

[3]羅煒.關于高壓變電站電氣一次設計應注意問題的研究[J].城市建設理論研究：電子版，2014（20）.

[4]易堃.變電站電氣一次設計的主要問題及對策分析[J].電子世界，2014（20）：447.

[5]楊健.變電站電氣一次設計的問題及對策探究[J].城市建設理論研究：電子版，2014（21）.

[6]吳紅衛.關于高壓變電站電氣一次設計應注意問題的研究[J].通訊世界，2013（21）：175～176.

TM63

A

1004-7344（2016）29-0116-02

2016-9-24

李力（1986-），男，助理工程師，本科，主要從事電力工程技術方面的工作。