變電站電氣一次設計面臨的問題及改善對策

景延德 阿地力江·努爾買買提 阿卜力孜·阿卜杜熱伊木 張帆 侯金辰

摘要：隨著我國家家戶戶都能用到電，電網的普及也是迅速的，規模也慢慢變大，電力系統作為變電站的重要部分顯得尤為重要，變電站承擔著重要的角色，對變電站電氣的一次設計的正確性，影響了電力系統的運行速度與安全性，筆者分析變電站電氣一次設計，為變電站提供合理的分析結果。

關鍵詞：變電站;電氣;一次設計;問題;改善對策

引言

現階段我國已經進入到了高速發展階段，對于電力供應的要求也是越來越高，電力供應的穩定性能夠進一步促進我國經濟的發展，通過對電網的完善能夠進一步滿足電力的內需，在這個過程中，高壓變電站的數量也是越來越多。不過在變電站實際的應用過程中，還是有非常多的安全隱患，應當對這部分的安全隱患進行針對性的研究與分析。對于一次性設計進行完善與創新，對于現今的技術要進行積極地應用，才能夠進一步保證我國電力供應的穩定。

1變電站電氣一次設計面臨的問題

1.1電氣設備的選擇

在變電站中包含多種電氣設備，所以在實際選擇過程中，要提高對短路電流計算的重視度，并且驗證多種運行方式時的不同短路電流值，這在一定程度上可以提升電氣設備的靈敏性、穩定性和安全性，還可以推動電力企業的長足發展。如果在電氣設備正常使用過程中，未進行精準計算相應的短路電流，一旦出現短路的情況，將極大地危害電氣設備甚至損壞電氣設備，或者降低電氣設備的使用年限，進而會威脅整個電力系統的正常運行，造成安全隱患。

1.2不合理的主接線設計

在變電站設計時，一定要保障安全性和合理性。在電力系統中有較為復雜的接線形式，越復雜的接線形式對應的變電站的電氣設備就會越多，投資相對也越大。而在城市變電站設計時，應要結合城市的發展，對城市空間進行合理利用，從而保障其能夠安全穩定運行。對于電力系統的維護方面，由于相關技術的落后和不完善，導致在一些較為復雜的接線中，難以做到全面維護，這在一定程度上會影響變電站電氣一次設計的發展。

2變電站電氣一次設計改善對策

2.1合理選擇電氣設備

在設計變電站電氣一次系統時，變電器、斷路器、變壓器等設備的選擇為重點內容。其中變電器的選擇為主變壓器設計過程中的關鍵內容。變電器的選擇即變電站主變的設計。例如：在110kV的變電站中，選擇主變過程應重點考慮到主變設備的冷卻功能，結合其運行過程外部環境、自身結構以及容量特點等綜合確定。同時，主變選擇環節還應確認設備是否存在無激磁調壓以及有載調壓，綜合電力系統對一次設備繞阻、接線以及相數等需求，確定出對變電器參數的要求。在斷路器的選擇過程中，應重點從變電站安全運行的角度出發，重視一次設備的選擇。具體選擇過程：設計員需要對斷路器使用期限做出判斷，確保其在使用過程的安全性能，選擇便于安裝和檢修的設備類型。與此同時，選擇斷路器過程，還應考慮其在系統工作時的導電性能，確保系統中存在短路電流以及負荷電流時，斷路器的穩定性能良好。在變壓器的選擇過程中，需要結合主接線、短路電流以及系統負荷等方面綜合確定，根據一次設備額定值、設備熱穩定和動穩定性能、三項短路情況、開關性能等綜合選擇設備，結合設備安裝位置的環境選擇設備類型，綜合以上內容確定變壓器數量。例如：設計城市電網中變電站時，通常選擇≥2臺數量的主變壓器，這樣當系統運行過程，即使某臺設備發生故障，其他設備也能將電網負荷轉移，保證電能的順利傳輸。在同一個變電站中，保證變電站供電能力以及可靠性條件下，選擇2臺或者3臺變壓器設計方案合理性的確定方面，需要結合電網負荷能力、供電方式以及供電條件等綜合確定。從設計技術性以及經濟性等角度出發，考慮到變壓器總負荷不改變的情況下，結合變壓器最大容量的限制，當其中一臺變壓器停運時，電網供電能力不受影響。為保證城網變電站設計的合理性，節約其占地面積，使用2臺變壓器的設計方案更具優勢。

2.2變電站主接線設計

500kV的變電站有兩種主要的電氣接線方式，第一種為半斷路器，第二種是1.5接線是指每間隔三組斷路器，兩條線路進出。它的優點是電源可靠性高，運行方式靈活。缺點就是占地面積大，成本高，操作繁瑣，操作麻煩，操作量大。雙總線連接，通常不超過7個單元使用雙總線連接。在主接線的設計中，應將主接線與電站本身的情況相結合，以達到設計上的更加完善。為使變電所的工作和運行更加持續穩定，保證輸電安全，應詳細處理變電所各種工作方式的轉換。優點是供電可靠，調度靈活，擴展方便，設計簡單。缺點是增加了一組總線，每個電路增加了一組總線隔離開關，增加了投資，增加了操作復雜度，占用了更多的土地。500kV變電站一般為樞紐變電站，其中里面來自多個發電廠的干線，與電網中的一些關鍵點以及下一個電壓的電網相連。幾個主要變電站和一些干線構成了主電網的框架。它們作為相鄰電力系統之間的接觸點，作為具有最高電壓水平的大中型發電廠之間的連接點，以及作為下一個電壓電網的主電源。

2.3落實防雷設計

變電站中電氣一次的防雷設計需要重點注意以下內容：第一，預防雷電直擊。設計過程：當變電站內的電氣裝置屬于室內安裝方式時，此時可在屋頂位置設置防雷帶，預防雷擊事故發生。使用這種設計方式時，常使用型為4mm×40mm帶有鍍鋅涂層的扁鋼設置避雷帶，同時使用型號為8mm×60mm鍍鋅扁鋼將避雷帶引下，將其和主接地網線進行可靠連接。第二，做好過電壓產生時的系統保護。這種防雷設計主要是預防電網運行環節線路遭受雷電波的入侵而產生過電壓。在設計10kV線路時，需要在母線的位置設置避雷裝置，并在10kV的主變端引出線使用避雷器，保護母線不受過電壓的干擾。設計110kV線路時，需要在進線位置設置避雷裝置，同時還需要將主變中性點位置的絕緣性能考慮其中，在110kV主變中性點處安裝避雷器，抑或使用放電間隙，兩種方式都可控制系統受過電壓的影響。第三，合理選擇接地方式。設計過程主要使用水平接地體方式，并配置出線接地極輔助接地。在主接地的設計過程主要使用型號為6mm×6mm的鍍鋅扁鋼材料，使用型號為50mm×50mm的鍍鋅角鋼作為垂向地極，使用型號為8mm×60mm的鍍鋅扁鋼作為電氣設備下引線。在接地線敷設時盡量設置在配電站外部的空地區域，并將接地極進行深埋。在設計過程，應確保變電站中主接地阻≤5?，并在變電站入口位置以及其和主接地連接區域設置均壓帶。使用銅排連接10kV的配電柜和二次設備的接地。此外，在GIS設備的接地設計方面，使用型號為5mm×50mm的銅排。

2.4裝置的設計

通過無功補償裝置的應用能夠盡可能地保證供電設備的正常運行，并且避免電力系統因為內部失壓而產生的短路現象，進而影響到變電站供電的穩定性。作為變電站工作人員應當充分的了解無功補償運行的機制，并且能夠掌握其操作方法。

結語

總之，變電站電氣的一次設計是一個綜合性較強的工作，是電力系統設計的主要內容。若想保障變電站電氣一次設計的科學性和合理性，除了需要設計合理的變電站電氣設計方案外，還需要充分考慮電氣設備、接線方式等。只有通過綜合全面的考慮，才可以使變電站能夠安全穩定運行，為電力企業帶來更大的經濟收益，保障電力系統的安全性，促使電力行業的快速發展，提高電力企業的社會效益。

參考文獻

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