变电站电气一次设计探析

马银行

摘要：电气一次设计是变电系统设计的重要环节，其设计质量关系到电网电力输送的服务质量。本文对变电站电气一次设计的基本要求作了总结，重点对平面布置、电气设备的选用、主接线设计、电气防雷设计等内容进行了介绍，通过加强电气一次的探讨，可提升变电站运行性能，促进企业经济效益的提升。

关键词：变电站;电气一次;设计

1  变电站电气一次设计的基本要求

首先在进行变电站电气一次设计的过程中，要求在所划区域电力需求的基本保障之上进行设计，这样才能充分满足后半时期变电量的需求，之后再进行优化设计时也才能顺利进行，同时变电站主接线的接线方式必须符合要求，提高变电站后期工作中的安全性，当然这种方式也不是死板的，其可根据具体的要求对主接线进行调整。其次变电站建设面积要进行合理规划，以免造成土地资源的浪费，当然也要保证基本的工作需求，在设备选型时，建议选用体型较小、性能较高的设备，同时变电站电气一次设计的重点，应在对电力系统自动化的高需求性方面，其必须要能够满足电力系统所依赖的自动化程度，以此才能在该基础上提高设备运行的稳定性和可靠性，从而将数据信息误码率控制在较低水平。另外还要对系统结构中设备的可靠性进行优化，减少检修率，从而提高经济效益。

2   变电站电气一次设计

2.1 前期准备

在变电站电气一次设计前期，必须对其科学性、可行性做出系统分析，并参照变电站的实际特点来为电气一次设计做好准备。其要求：可行性分析需要切实依照国家相关的政策制度、技术规范，从根源上确保变电站电气一次设计的合理性、合法性，推动变电站的正规化建设，同时电气一次设计还要着眼于未来，结合相关的文件资料、设计原则等进行规划性设计，使其服务于整个变电系统的长远建设与发展。

2.2 平面布置

在具体的设计基础上，应因地制宜、科学合理、构型紧凑的实施变电站总平面布置。首先在实际的设计过程中，应运用主变住户外，即半户内的相关形式进行合理布置，若实际需要，必须运用全户内的方式进行布置设计，同时在实施主变室设计时，必须充分考虑到采用合理的通风措施及消防措施。其次不可将电容器室和二次设备室进行垂直布置，以规避电容器与微机保护监控系统产生电磁干扰的情况。

2.3 电气设备的选用

电气设备的选用和主接线的设计有直接关联，因此在选用时，必须要遵守以下几点原理：（1）在电力系统正常的运行下，选择可行性最佳的设备进行定值，而在电力系统出现短路时，需对电气设备的稳定性与可行性进行检测;（2）对安装地点可能会出现的短路现象进行仔细检查，同时对开关电气的能力给予校验;（3）结合安装具体地点给予供电，以确定电气设备的形式，同时还要对变电站的变压器数量进行检测。其次对于断路器的选择，应当尽可能延长断路器的使用寿命，保证其性能的发挥正常，盡量选择安装方便，简于检修的断路器，同时应当确保其在电力系统合闸运行时还具备足够的导电性，以保证在负荷电流及短路电流通过时，设备具有良好的动稳定性能与热稳定性能。

2.4 主接线设计

变电站的主接线电器设计是根据电网中的地位、出线数量、回路数及设备的特点来确定的，因此在设计的过程中需要注意供电荷载的控制，并要在满足供电可靠性、运行灵活性及操作方便的基础上，节约能源。首先变电站高压侧需采用断路器较小，或者之间不采用断路器来进行接线，同时在电气设计中，一次设备的选择除了保证接线有效、科学、安全的同时，还要尽可能选择经济、合理的电气设备和线路，并且对于变电站的占地面积、主接线设计等工作，都应尽可能的选择合理的技术和方法。其次在变电站的电气接线设计中，要采用双母线、单母线两种线路加以配合，并在从断路器中推出设备后，需将电气线路投入到使用中，以作为变压器、设备检修的格力体系，而对于那些敞开式的设备而言，在断路器的选择上，我们可设置一些现场检修要点，必要时还可直接设置安全隔离带，从而保证周围设备运行环境的安全，同时在这个过程中，由于组合器是断路器的重要组成部分，隔离开关、电流电压互感器是一个集成设备，因此通常都是按照绝缘结构进行维修。

另外按照主接线的灵活性要求，主接线设计应当满足电力系统调度对变压器，以及线路的灵活投切、系统电源及电力负荷的有效调配、电力事故运行的检查检修等，最重要一点就是确保电力系统断路器等一次设备检修时，还可灵活维持电网的运行及供电的正常。

2.5 电气防雷设计

电气防雷设计主要是为了避免直击雷与雷电过电压的伤害，变电站电气一次设备的防雷保护设计主要有三种，即直击雷保护、雷电过电压保护以及接地防雷保护。直击雷保护，即指变电站采用屋顶避雷带避免直击雷的侵害，这是因为变电站配电装置主要是全户内布置，因此屋顶避雷带应使用热镀锌扁钢，同时应当将其牵引到下部分与主接地网安全连接;而雷电过电压保护，主要是指为避免线路侵入雷电波而造成电压过高的现象，其在110kV进线与10kV母线上，需分别安装特定的避雷器;接地防雷保护，是指变电站接地方式主要以水平接地体为主，以垂直接地极作为辅，其主接地网应当选择6mm×6mm的镀锌扁钢，垂直接地极则应当选择50mm×50mm×2500mm镀锌角钢，而设备引下线最好选择60mm×8mm 镀锌扁钢。其次接地防雷设计应当尽可能布置在配电站之外的空地中，并要将接地极深埋，主接地网的接地电阻应当小于0.5Ω，同时还要注意在经常出入的大门处设置一些与主接地网连接的均压带。

2.6 电气接地设计

在变电站电气一次设计过程中，为确保设备的正常运行，以及避免施工人员因触电而发生安全事故，一般会将电气设备的某部分与大地进行良好的连接，而这就是我们所说的电气接地设计。一般地，变电站电气一次设备的正常接地装置，主要是由接地体与接地线组成，接地体一般分为自然接地体与人工接地体两种，最常用的是自然接地体，接地体多采用角钢，只要将其端部削尖，就可直接打入地中;而接地线采用扁钢或圆钢，一般环绕着变电所进行敷设，同时变电所内高压配电室、低压配电室与变压器室，均需在室内用扁钢连接成一整体，且接地电阻的计算值应当满足高压小接地系统的保护接地，以及低压电气设备保护接地与工作接地电阻计算值。

3   总结

总之，在变电站电气一次设计过程中，必须要明确设计的目的及设计的优越性，把握好具体的细节和相关要求，同时除了要有一份成功的变电站电气设计方案之外，还需注意配电器、电气设备及接线方式等方面的选择问题，从而保障变电站一次设计的运行安全，为电力产业的发展提供良好的基础。

参考文献：

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[2] 郭昊，张召.变电站电气一次设计探讨[J].科技资讯，2012（03）.

[3] 崔郁.变电站电气一次设计研究[J].科技创业家，2013（21）.