220kV變電站電氣一次設計應注意的問題

陳秦超

摘要：隨著經濟的發展，電力越來越應用于人們生活和工作中。而變電站在電力傳輸系統中具有非常重要的作用，因為它在整個傳輸系統中起到變換電壓，并進行再次分配及控制的作用，保障人們生活用電的需求。由于變電站在電力傳輸網的重要作用，它的功能對電網的可靠性有著決定性的影響，直接關乎著整個電網運行的穩定。根據變電站設計的不同，可將變電站分為一次和二次之分，一次設計中主要是主接線設計、電氣設備的選擇、接地以及防雷等設計。為了發揮其可靠性的作用，必須認真對待變電站的一次設計，這對于變電站的建設發展來說特別重要。為確保220kV變電站電氣一次設計能夠順利開展，進行精準及科學的運行，對220kV變電站電氣一次設計的有關問題進行深入探析及研究，以供人們參考。

關鍵詞：220kV；變電站；一次設計

中圖分類號：TU87 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3178（2018）20-0213-01

引言

人們對電力的需要越來越多，為了保證人們的生活需求，變電站就顯得尤為重要。在運行過程中，通過變換電壓、進行電壓分配和對電壓的控制，根據功率進行變換，這樣才能滿足人們的用電需求，使人們的生活變得更加美好。在變電站的設計中，一定要考慮它的安全性和可靠性，這直接影響著電網的可靠運行，如果想要讓電力系統安全順利運行，一定要確保變電站不出現問題。變電站的設計分為電氣一次和電氣二次兩種，而設計主接線、選擇電器設備、接地和防雷等設計都屬于電氣一次設計。筆者就一次設計中出現的問題進行探析，提出解決對策。

1 變電站的重要性

變電站主要功能是通過轉變電壓，以及對轉變完電壓的傳輸和對電流流向的控制達到傳輸電流的目的。它溝通電壓和電網，使不同等級電壓的電流穩定有序的傳輸。由此可見，變電站的主要功能就是增加或減少電壓。根據用電單位的不同用電需求，變電站負責將發電廠生產的固定壓力電流通過加壓或降壓的方式進行處理，加壓方便長距離運輸，同時保護傳輸線路；降低壓方便人們使用，同時保證人們用電安全。由于不同地網之間的構造不同，變電站的設計也不相同，主要有110kV、220kV和500kV等不同規格，不同規格的變電站對電壓的調節也會不同。當今，220kV變電站的分布最廣，因為我國家庭用電的規格幾乎都是220V，所以必須要用220kV變電站進行變壓。因此，對220kV變電站的設計工作必須重點關注它的實用性、安全性和綠色環保性能，確保它的傳輸安全和居民用電安全和減少對能源的使用和浪費，對整個國民經濟都有著重要的作用。

2 220kV變電站電氣一次設計的原則

首先最重要的就是主接線的設計，主接線的設計方案應該安全可靠，每一個模塊之間銜接緊密，實現無縫對接。其次，設計標準應該總體上達到統一，避免在進行建設的時候出現互相矛盾之處，前后標準不統一會帶來很大的安全隱患。再次，在設計的原則上應該體現供電企業的經濟效益，將其經濟交易放在最重要的位置來進行考慮和統籌，這樣才能夠進行可持續發展。最后，我國地域廣大，不同的地區面臨著不同的自然環境，所以在設計方案的確定上應該加以區別，在設計的方案以及規模上充分考慮當時當地的需要。除此之外，在變電站的設計上應該和周邊環境相互協調和適應。

3 220kV變電站電氣一次設計的問題

3.1 主接線設計問題

在目前變電站的設計上，為了首先保證整個供電網的安全可靠，在主接線的選擇上一般選擇安全性能最好的較復雜主接線。但這種選擇有兩個后果，一個是由于設計復雜，施工復雜，后期的維護成本比較高。一個是由于核心部件的體積增加了，造成變電站的體積也相應增加，造成占地成本增加。現在我們主要對目前市面流行的兩種主接線方式，雙母接線和單母分段接線，進行對比分析，發現其各自有哪些優缺點。從可靠性上分析，雙母接線的優點是它有兩組相互隔離的母線控制開關，在維修保養中可以輪流對單個母線控制開關進行關閉，而不影響整體線路使用，在對一個母線隔離控制開關進行維修后能夠迅速恢復供電。其缺點是在進行線路檢修時需要對整個線路進行斷電，因為在操作母線隔離控制開關時容易導致失誤。而單母分段連接的優點是采用分母分段連接，可以將供電線路分成N段進行處理，其中的一段上母線發生故障，由分段隔離器自動隔離故障段，其他分母段不會受到影響。從靈活性上分析，雙母接線可以做到將電源和回路符合靈活地分配不同的母線段；而單母分段連接線能夠滿足不同運營方式的運用，更加的靈活。從經濟性上分析：雙母接線需要投入更多的設備，所需資金比較大；而單母分段需要投入的設備較少，所需資金比較少。

3.2 電氣設備選擇的問題

變壓器、電流互感器、隔離開關、斷路器等都屬于變電站的電氣設備，短路電流計算等相關問題會在出現在設備的選擇過程中。我們需要驗算不一樣的短路電流，使其穩定性增加、提高經濟性、操作更加靈活，以促進電力系統的長遠發展。電氣設備在電流計算不正確的情況下會出現短路、設備燒毀等問題，不利于電力系統的整體安全運營。要想增加機器設備的使用壽命，在選擇電器設備的過程中，一定要對系統考慮周全，這有利于促進系統的可靠性。

4 220kV變電站電氣一次設計的解決對策

4.1 設計變電站電氣的主接線

電氣的主接線關系著變電站的運行，其主要作用是保障變電站運行的安全可靠，最大程度滿足各種電網之間的相互轉換。在電氣主接線平面設計中，安排模塊是最重要的，這樣才能確保電力系統的安全有效運行。怎樣優化模塊的主接線方案，減少操作的運行壓力，這是電氣主接線設計過程中需要考慮的問題，僅滿足可靠、安全、靈活的特點是不夠的，最終目的是要盡可能帶動電氣系統的發展。

4.2 選擇電氣設備

在220kV變電站電氣一次設計中，應優先選擇占地面積小的電器設備。為實現電氣設備的高效平穩運行，應采用相對比較成熟的高阻抗產品，其優點是在后期維護時，成本費用較低，但缺點是在前期建設中需要投入較多資金。計算機程序能夠科學有效降低計算次數，進行高級合理的配置，在一次設計中實現模塊化運行，以防變電站出現超負荷現象。

4.3 關于防雷設計和照明設計

在變電站防雷擊防護上，在現在較為普遍的220kV變電站的電氣一次設計上，主要是通過安裝避雷針的方式進行防雷擊預防的，同時變電站的附屬設施也要進行防雷擊設計，保證變電站的整體免遭雷擊，保證它整體運行安全平穩。目前階段在防雷擊上我們主要采用ATP-EMTM技術對過量電壓進行計算，因為過量的電壓主要來自于自然界的閃電侵入設備管線內，通過計算得出主要的數值，就能夠根據這個數據來選用合適的避雷設備了，從而達到合理避雷的目的。

5 結語

總之，在220kV變電站電氣一次設計的過程中，需要注意的事項很多。要遵守設計原則，及時發現問題并解決，找到更有效的辦法提升質量。220kV變電站電氣在一次設計中有了明顯的提高，這有利于設備的安全穩定運行，有利于提升電力單位的經濟效益和社會效益，促進我國電力系統的全面發展，提升人們的生活水平。

參考文獻

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