變電站電氣一次設計現狀及改善對策

金帥 侯彥虹

【摘要】近年來，我們國家電力技術的受關注程度有了很大的提升。對于供電企業來說，若想確保變電站運行具有較高的穩定性，則要對電氣一次設計予以切實關注。在此過程中，要對各個方面的因素予以整體考慮，并選用最為適宜的應對之策。變電站電氣一次設計所涵蓋的電氣設備主要有變壓器、電流互感、發電機、隔離開關等，這些內容均要同等重視。城市變電站是城市建設不可或缺的一部分，城市變電站的安全穩定運行直接關系到整個城市的工業生產和生活秩序的穩定，因此必須重視城市變電站的一次設計，確保從設計環節就保障城市變電站的運行質量，降低潛在的風險。

【關鍵詞】變電站電氣;一次設計;現狀;改善對策

1、我國變電站電氣一次設計的現狀以及問題

1.1 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。

1.2設計主接線的問題

系統的穩定性和可靠性是變電站設計的重要前提，連接該系統的電線都比較復雜且維護成本較高，這對城市發展來說會產生一定的消極影響。在變電站設計過程中，沒有考慮城市的發展問題，導致可利用空間嚴重不足。雖具有可靠安全的特點，但是在系統維護方面不夠成熟，一旦出現問題，后果不堪設想，復雜的接線使維修難度變大，不利于變電站電氣的發展。

1.3 防雷設計的問題

近幾年，由于經常出現不尋常的天氣，經常會有雷擊事件，因此變電站一定要做好預防雷擊的準備，這樣就可避免雷擊給電網系統帶來損壞和影響，保證其在惡劣天氣下也能正常運行。與此同時，接地設備要進行抗防腐性能的檢測，以防出現斷裂情況。不同的變電站要制定不同的防雷設計，選擇科學的防雷方式

1.4 主變壓的選擇問題

主變壓器是變電站的核心部件，對變電站的運行起著至關重要的作用。主變壓器發生故障或者運行有隱患，將對城市變電站的安全產生重大影響。因此，在規劃城市變電站時，必須注意主變壓器的選擇。必須根據城市用電需求、占用面積、城市發電特點等進行規劃和選擇。否則，變壓器無法滿足城市用電需求。如果變電站處于空無一物的狀態，就會導致長期的資源浪費。選擇合適的主變壓器能夠在節約資源的前提下提高變電站的利用率，一般而言，在進行城市變電站一次設計時，要搜集整理城市的用電特點及持續性的用電變化情況，然后根據用電情況進行變壓器的各種參數的設計與選擇，最終選擇匹配度最高的主變壓器。同時，在選擇城市變壓器的過程中，不僅要考慮安全和實際需要，還要考慮節能問題。通過增加阻抗可以降低能耗，至少需要回收兩個變壓器。為避免大面積供電故障事故造成的單一變壓器故障，相互備份可以最大限度地提高城市供電的穩定性。

2、變電站電氣一次設計

2.1電氣設備選擇

結束變電站結構設計工作后，結合所處地區的性能規劃的需要，結合承載負荷的能力，電能傳輸等方面的信息，借助主體線路的連接網絡，結合實際情況來確定電氣設備的參數，并且實施檢核，涉及到的內容由：安全性能、穩定性能等等。在遵從以上原則的基礎上，要保證機械的綜合性能要符合實際情況的需要，依照已經建造完成的變電站的電能需要和運作模式來確定變電站電能供應體系所需要的變壓器的數量和操作方法。

2.2主接線設計

第一，兩個電源結構的設計。這種模式通常為 T 字線路形式，并且可以與其他變電電路兩兩連接，主體設備一邊與變壓器相連，兩外一邊借助母線分段的方法，可以擺脫以往多個高壓設備的束縛，線路整體保證多變性的特點。因為高壓設備銜接很少進而大大的縮小了占地的面積。但是因為在高壓線路出現問題的時候，變壓其會演變為一個共享的設備，如果某個電源失控，可以利用繼電保護措施來進行轉換。第二，母線的設置多樣化。主要表現為線路銜接的形式為電源進線兩個途徑，一個為主要線路，兩外一個為備選線路。高壓極限借助母線連接，能夠確保兩個部分的母線電能供應的質量，因為設備結構備用電源線路的利用，設備十分的繁雜，并且資金花費較多，通常被使用在那些電能需求較多的電能網絡中。最后，內橋銜接模式，這種模式兩邊的線路都會與電能網絡連接，因為構造相對簡單，沒有必要設置過多的斷路器來實施保護，但是因為多個回路自身的性質導致變化性能較差，整體運作存在一定的困難。結合以上闡述的內容，在進行變電站電氣一次設計工作的時候，務必要做好充分的實地勘探工作，結合實際需求來選擇切實可行的方法進行操作。

2.3電氣平面布置

秉承因地制宜的原則，在正式開展設計之前，對所處地區的地質情況進行實地勘探，結合獲得的信息來實施變電站電氣一次設計，第一步要確定整體設計平面布局計劃，可以參照類似的設計方案，其次在實施二次設備設計時，電容器不得安放在垂直空間之內，要防止電容器對電子機械的干擾。

2.4電氣的接地設計

在變電站電氣設計過程中，施工人員的電擊事故是最嚴重、最常見的事故，通常與變電站的電氣接地設計有關。良好的電氣地面設計不僅能為施工人員提供安全保障，還能有效保護機械設備、消防等應急手段。接地體和接地線是變電站主設備接地裝置的主要組成部分。自然類的接地體是最為常用的一類接地體，多為角鋼構造，直接將其埋入地中即可。接地線一般為角鋼或圓鋼。變電所的周圍被接地體環繞，變電所內的高壓配電室以及低壓配電室再分別設置兩處用以和接地體的相連通，高、低壓配電室通過扁鋼與變壓器室連接成一個共同體。除此之外，接地電阻必須小于高壓小接地系統的保護接地以及低壓電氣設備保護接地與工作接地電阻的最小值。

結語：

變電站電氣設計是電網工程的重要組成部分。其意義不言而喻，但它與自身設計的實用性、適用性、經濟性和安全性密切相關。當變電站的電氣設計滿足實用性、適用性、經濟性、安全性等要求時，變電站的質量將得到極大的提高。因此，做好變電站電氣的一次設計是一項必須要完成的任務，通過設計完美的建設方案，分析可能存在的不足或出現的突發事故并制定出相應的防護策略。同時，也要建立并健全一定的安全風險評估體系，努力將安全隱患出現的系數降至最低，從而促進我國電力事業的進一步發展。

參考文獻：

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[3]張校生.110kV變電站電氣一次設計研究[J].華東科技：學術版，2018（1）：190-190.

作者簡介：

金帥，內蒙古電力（集團）有限責任公司巴彥淖爾電業局， 內蒙古巴彥淖爾;

侯彥虹，內蒙古電力（集團）有限責任公司巴彥淖爾電業局， 內蒙古巴彥淖爾。