220kV变电站电气一次设计应注意问题研究

梁 洁

中国能源建设集团辽宁电力勘测设计院有限公司大连分公司 辽宁 大连 116011

正文：

引言：

220kV的变电站相比其他规格的变电站应用范围更广，所以在一次设计的过程中要结合不同的特殊设计满足该特殊要求。

一、220kV变电站电气一次设计含义

变电站，顾名思义是指改变电压的站点。电能的传输根据不同需要对电压有不同的要求，比如高电压有利于电流向更远的方向传输，低电压有利于满足人们的日常用电需求。为了能够更好地控制电流传输和电流流向，转变电压大小是必要的。变电站的电气设计分为一次设计和二次设计，一次设计的内容包括电气主接线、电气设备以及防雷等方案的设计，二次设计则是指加强对一次设计中设备的控制和保护，包括电压回路、电流回路和控制回路等。变电站具体的规格有500kV、220kV以及110kV。变电站关乎到各项经济活动的用电，为了确保用电安全得到切实的保障，相关用电资源的利益得到合理利用、减少浪费，研究变电站的设计是必要的。

不同规格的变电站在设计的过程中存在差异，为了更好地完成220kV变电站的设计，在变电站的设计过程中，应遵循以下原则：

1、在遵循法律法规和规程规范的基础上保证设计的安全可靠，杜绝危险现象的发生。

2、主接线部分安全可靠，各个模块对接顺畅。

3、整体的设计过程标准统一，因地制宜，采用合适的设计方法，避免内部矛盾；

4、考虑设计过程的经济收益，在合理的范围内提高经济效益。

二、浅析一次设计过程中发生的问题

(一)主接线设计不当引发的难题

主接线的设计关乎整个供电网的安全情况，处于重要地位。主接线的设计过程又极其复杂，此处如果出现失误会影响后续的进程。如果主线设计内容过于复杂，虽然可以满足设计的需求，但可行性低，操作难，成本大；如果设计导致核心体积增加，则造成用地成本的增加，不符合可持续发展的原则。从现行的常用设计方法分析，现行的设计方式主要有两种，单母分段接线和双母分段接线。有关规定中指出，在进行单母线和双母线接地时要重复考虑实际变电场实际情况，单母线具有结构清楚、设备简单、投入少、操作便捷有助于二次规模扩大等优点，然而其稳定性与灵活性相对较差。当进行检修时，需要切断所有电源。双母线具有相对稳定，维修便捷，精度控制灵活，便于扩建等优点。在母线选用时，不能盲目的考虑投入成本和经济效益要充分结合其所在城市的发展规划，选用最合理的母线方式，以满足城市的用电需求。

（二）电气设备选择不当影响系统运行

变电站的功能是改变电压，所以相关变电站的设备包括断路器、隔离开关、变压器以及电流互感器，该方面设备的选择比较统一，然而在电气的选择上则存在一定难度。电气的选择主要通过短路电流计算后的结果分析确定。专业人员通过计算结果分析变电站电气设备的整体性能，考量不同点的短路电流情况，因地制宜选择合适的设备。如果相关计算产生失误，造成设备选择不当，则影响到线路的安全性，容易发生线路烧毁的情况，使得设备的使用寿命受到影响，甚至埋下重大事故的安全隐患。

（三）防雷系统设计不当影响系统安全

我国沿海地区受季风气候的影响，雨热同期，夏季极端对流天气增加，容易产生雷电天气，防雷设计是变电站的安全能否保障的关键。所以为了更好地保护变电站免受雷电的袭击，需要更好地完善防雷设计。

三、探究解决问题的途径

（一）如何完成主接线的设计

主接线要保证变电站在不同电网之间进行有效的电压转化，保证电流的高效运行。所以在主接线的设计上需要合理对不同模块进行分析，优化不同模块之间的主接线模式，做到电气主接线和电气总平台整体上的一致，合理布置。因地制宜，分析不同地区的条件差异，比如有的地区占地面积有限，则相比双母分段接线，单母分段接线是更好的选择。总之，在保证安全的前提下，以总体一致、持续发展为原则，实现主接线的可靠、灵活，保障电气系统的应用和发展。

（二）如何完成接地网络设计

接地网络是变电站的必备条件，需要将接地的电阻降低，直到电阻满足安全要求，从而更好地保障变电站的总体运行情况。除了市场上常用的两种接地方式外，还可以通过增加接地面积、增加埋藏深度等方法来增大其电阻。但是在进行接地网络的设计过程中需要考察当地的地质情况，不能盲目套用其他地区的接地设计，需要经过实地的勘测之后选择最合适的接地设计。

（三）如何完成防雷设计

大部分变电站通过安装避雷针的方法完成防雷系统的设计，具体的设计过程通常通过ATP-EMTM技术对自然界闪电侵入设备管线内的过量电压进行核算，分析计算结果，划分不同等级的避雷要求，选用适合不同部位的避雷设备，对变电站不同的部位进行防雷设计。在进行防雷设计时，要进行大量的建筑位置自然环境考察，要充分结合当地的地质条件，选择施工难度小、防雷效果好的防雷方案及材料。

（四）如何完成照明设计

照明在变电站的运行中扮演重要角色，为了更好地满足照明需求，提高、保障工作人员的作业效率，保障照明应急系统的完成，在主要安全通道和关键设备场所配备合适的照明系统是必要的。一旦发生应急事故，照明系统可以帮助工作人员在保证自身安全的情况下快速完成维修保障工作，减少不可控因素的干扰。

四、结束语

综上所述，面对变电站的一次设计过程中主接线方案的设计、电气设备的选择以及防雷系统、照明系统等问题，需要遵守一次设计的原则，因地制宜结合实地情况完成整体性设计，保证使用过程的安全用电，提高经济效益。随着我国经济的高速发展，电能的使用普及到各个地区，电力系统融入到人们生产生活的方方面面，220kV变电站与人们的用电需求息息相关，为了更好满足人们生产生活的需要，变电站的相关技术和设计也急需改善，希望本文能够为变电站的发展提供绵薄之力。